CN104937925B - 投影型图像显示装置、图像处理装置与图像处理方法及存储介质 - Google Patents

投影型图像显示装置、图像处理装置与图像处理方法及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明对被投影在屏幕上的图像中发生的失真进行自动校正。使用形状失真校正表通过插值法来计算原始图像中的参考像素位置，确定重定时过程中激光束的强度，然后，对源自于MEMS反射镜的失真和因未直接面向屏幕投影图像而在屏幕上产生的图像形状失真进行校正。而且，使用亮度失真校正表通过插值法确定重定时过程中的激光束的强度，并且对因激光发射点的密度差和光束扩散而在屏幕上产生的图像亮度分布失真进行校正。

Description

投影型图像显示装置、图像处理装置与图像处理方法及存储 介质
技术领域
本说明书中公开的技术涉及将媒体的再现视频图像投影并显示在诸如屏幕的投影对象的计算机屏幕上的投影型图像显示装置、图像处理装置与图像处理方法以及计算机程序，并且具体地，涉及包括诸如激光的光源和使其照射光偏向以对投影对象执行扫描的偏向单元的投影型图像显示装置、图像处理装置与图像处理方法以及计算机程序。
背景技术
近年来，存在其中使用投影型图像显示装置将通过电视接收的视频图像、从诸如蓝光光盘和个人计算机(PC)屏幕的媒体而再现的视频图像例如投影在大尺寸屏幕上的众多情况，因此，多个人可以观看该视频图像或者演示视频图像。此外，还存在掌上使用或者安装在移动装置上的小尺寸的投影型图像显示装置(微投影仪)。
另外，还开发出了一种包括作为光源的激光或者发光二极管(LED)并且具有高色彩饱和度和令人满意的色彩再现性的投影型图像显示装置。例如，通过使用微电机系统(MEMS)反射镜使来自光源的照射光偏向而在屏幕上执行维度扫描(dimensionalscanning)，可以通过其残余效应(residual effect)来显示图像。
例如，提出了一种包括维度扫描单元的图像投影装置，通过将在水平方向上执行扫描的反射镜与在垂直方向上执行扫描的反射镜相组合来形成该维度扫描单元，并且图像投影装置使光束的水平扫描与垂直扫描相同步以在屏幕上形成投影图像(例如，参见专利文献1)。
在图像被投影的情况下，问题在于因为将图像倾斜地投影在投影对象(屏幕墙表面等)上，所以使图像偏向成具有梯形形状。例如，提出了一种通过根据垂直轴的位置控制使反射镜的振幅的振荡来对梯形失真进行校正的方法(例如，参见专利文献2)和一种在不使有效像素减少的情况下通过控制利用激光束照射振荡反射镜的时间来对像素位置进行精细调整的校正梯形失真的方法(例如，参见专利文献3)。还提出了一种方法，即在激光束的照射中心方向和照射表面具有不是直角的投影角的情况下，通过预先存储关于用于基于反射光线元件的角而获得激光束的照射位置的多项式表达式的系数信息，将通过计算系数信息所获得的系数和反射光学元件的角度应用于多项式表达式来计算激光束的照射位置，从帧存储器读取与照射位置相对应的像素信息并且使激光振荡器以与像素信息相对应的亮度进行振荡来对倾斜投影时所生成的失真进行校正(例如，参见专利文献4)。
然而，在包括诸如激光的光源和利用激光束在屏幕上执行维度扫描的偏向反射镜装置的投影型图像显示装置中，存在因激光束未垂直照射MEMS反射镜而导致的形状失真和因激光输出点的稀疏度和密度以及到屏幕上的照射角而导致的亮度失真。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP 2003-21800A
专利文献2：JP 2007-199251A
专利文献3：JP 2004-295029A
专利文献4：JP 2012-124880A
发明内容
技术问题
本说明书中公开的技术的目的是提供一种能够自动对被投影在屏幕上的图像中产生的失真进行校正的卓越的投影型图像显示装置、生成失真校正量的图像处理装置和图像处理方法以及计算机程序。
本说明书中公开的技术的进一步的目的是提供一种卓越的投影型图像显示装置，该投影型图像显示装置包括诸如激光的光源和使其照射光偏向以对投影对象执行扫描的偏向单元，并且投影型图像显示装置能够自动地对在投影图像中产生的形状失真和亮度失真进行校正，并且本说明书中公开的技术的进一步的目的是提供能够自动生成形状失真和亮度失真的校正量的卓越的图像处理装置和卓越的图像处理方法以及计算机程序。
问题的解决方案
已经基于上述目的公开了本申请。根据本发明的第一方面中所公开的技术，提供一种投影型图像显示装置，包括：投影单元，包括：光源，光源被配置为发射具有与输入图像的像素值相对应的强度的光；以及偏向单元，偏向单元被配置为利用反射镜使来自光源的发射光偏向以在投影对象上执行扫描；重定时单元，被配置为根据偏向单元中的偏向角对输入图像的像素数据执行重定时；形状失真校正表，具有各个形状失真校正表计算位置中的形状失真校正量，形状失真校正表用于对包含在从投影单元到投影对象上的投影图像中的形状失真进行校正；亮度失真校正表，具有各个亮度失真校正表计算位置中的亮度失真校正量，亮度失真校正表用于对包含在投影图像中的亮度失真进行校正；以及图像校正单元，被配置为通过执行基于形状失真校正表和亮度失真校正表的信号处理对输入图像执行失真校正。
根据本发明的第二方面中所公开的技术，根据本发明的第一方面的投影型图像显示装置进一步包括：校正表计算单元，被配置为计算形状失真校正表和亮度失真校正表。
根据本发明的第三方面中所公开的技术，根据本发明的第二方面的投影型图像显示装置的校正表计算单元基于包括输入图像的大小的输入图像参数；包括偏光单元的反射镜的偏向角、有效光束区域信息以及在重定时时的反射镜角度信息的反射镜参数；包括反射镜的位置以及反射镜与光源的光学布置信息的反射镜模型；以及包括投影对象相对于投影单元的位置信息的投影对象参数来计算各个形状失真校正表计算位置中的形状失真校正量。
根据本发明的第四方面中所公开的技术，根据本发明的第三方面的投影型图像显示装置的校正表计算单元基于输入图像参数和反射镜参数生成与输入图像的外周部相对应的反射镜角度信息；基于反射镜模型对输入图像的外周部中的从光源发射的光的发射方向执行光线追踪；基于投影对象参数计算投影对象上的与输入图像的外周部相对应的区域；并且计算标准图像位置，标准图像位置包括由与外周部相对应的区域内切并且具有与输入图像相同的长宽比的区域；基于输入图像参数和反射镜参数生成与各个形状失真校正表计算位置相对应的反射镜角度信息；基于反射镜模型对各个形状失真校正表计算位置中的从光源发射的光的发射方向执行光线追踪；并且基于投影对象参数计算投影对象上的与各个形状失真校正表计算位置相对应的位置；以及基于标准图像位置使投影对象上的与各个形状失真校正表计算位置相对应的位置标准化，以获得各个形状失真校正表计算位置中的形状失真校正量。
根据本发明的第五方面中所公开的技术，根据本发明的第二方面的投影型图像显示装置的校正表计算单元计算亮度失真校正表，亮度失真校正表用于校正由投影对象的绘制有效区域的各处的发射光的光束扩散的差异所导致的光束扩散亮度失真和由投影对象的绘制有效区域内的各处的发射光的光束的叠加程度所导致的光束叠加亮度失真。
根据本发明的第六方面中所公开的技术，根据本发明的第五方面的投影型图像显示装置的校正表计算单元基于包括输入图像的大小的输入图像参数，包括偏光单元的反射镜的偏向角、有效光束区域信息以及在重定时时的反射镜角度信息的反射镜参数，包括反射镜的位置以及反射镜与光源的光学布置信息的反射镜模型，以及包括投影对象相对于投影单元的位置信息的投影对象参数来计算亮度失真校正表，亮度失真校正表用于对光束扩散亮度失真和光束叠加亮度失真进行校正。
根据本发明的第七方面中所公开的技术，根据本发明的第五方面的投影型图像显示装置的校正表计算单元将在各个亮度失真校正表计算位置中获得的光束扩散亮度失真与光束叠加亮度失真相乘并将相乘后的失真标准化，并且将标准化后的失真作为该位置中的亮度失真校正量。
根据本发明的第八方面中所公开的技术，根据本发明的第六方面的投影型图像显示装置的校正表计算单元基于输入图像参数和反射镜参数生成与各个亮度失真校正表计算位置相对应的反射镜角度信息；基于反射镜模型对各个亮度失真校正表计算位置中的从光源发射的光的发射方向和光束的广度(extent)执行光线追踪；基于投影对象参数计算投影对象上的与各个亮度失真校正表计算位置相对应的位置和光束的广度；基于光束的广度计算各个亮度失真校正表计算位置中的光束的广度程度；并且基于光束的广度程度计算用于减小各个亮度失真校正表计算位置中的光束亮度的光束扩散亮度失真校正量。
根据本发明的第九方面中所公开的技术，根据本发明的第八方面的投影型图像显示装置的校正表计算单元通过将各个亮度失真校正表计算位置中的光束的广度程度计算为投影对象上的3σ区域的面积s并且基于预定的广度程度smax使面积s标准化来计算光束扩散亮度失真校正量。
根据本发明的第十方面中所公开的技术，根据本发明的第六方面的投影型图像显示装置的校正表计算单元基于反射镜参数计算与各个亮度失真校正表计算位置相对应的反射镜角度附近的重定时位置中的反射镜角度；基于反射镜模型对与反射镜角度附近的重定时位置中的反射镜角度相对应的从光源发射的光的发射方向和光束的广度程度执行光线追踪；基于从光源发射的光的发射方向和光束的广度程度来计算反射镜角度附近的重定时位置中的光束的相对叠加程度；并且基于叠加程度获得光束叠加校正量，光束叠加校正量用于减小由于各个亮度失真校正表计算位置中的光的输出点的高密度而变亮的部分中的亮度。
根据本发明的第十一方面中所公开的技术，根据本发明的第十方面的投影型图像显示装置的校正表计算单元以光束具有σ＝1的高斯分布的方式使亮度失真表计算位置的外围的每个重定时位置中的光束的广度程度标准化，然后将光束叠加以计算叠加程度；以将最大叠加率变为1的方式来执行标准化以获得光束的叠加率；并且获得与在距离光束中心预定距离d处的叠加率p2相对应的光束叠加亮度失真校正量。
根据本发明的第十二方面中所公开的技术，提供一种图像处理装置，包括：投影单元，被配置为将输入图像投影在对象上；以及参数输入单元，参数输入单元被配置为输入关于输入图像的参数；形状失真校正表计算单元，被配置为基于参数计算形状失真校正表，形状失真校正表用于对包含在从投影单元到投影对象上的投影图像中的形状失真进行校正；以及亮度失真校正表计算单元，被配置为基于参数计算亮度失真校正表，亮度失真校正表用于对包含在投影图像中的亮度失真进行校正。
根据本发明的第十三方面中所公开的技术，投影单元包括：光源，光源被配置为发射具有与输入图像的像素值相对应的强度的光；以及偏向单元，偏向单元被配置为利用反射镜使来自光源的发射光偏向以在投影对象上执行扫描，并且根据偏向单元中的偏向角对输入图像的像素数据执行重定时以执行照射。根据本发明的第十二方面的图像处理装置的参数输入单元输入包括输入图像的大小的输入图像参数；包括偏光单元的反射镜的偏向角、有效光束区域信息以及在重定时时的反射镜角度信息的反射镜参数；包括反射镜的位置以及反射镜与光源的光学布置信息的反射镜模型；以及包括投影对象相对于投影单元的位置信息的投影对象参数。
根据本发明的第十四方面中所公开的技术，根据本发明的第十三方面的图像处理装置的形状失真校正表计算单元基于输入图像参数和反射镜参数生成与输入图像的外周部相对应的反射镜角度信息；基于反射镜模型对输入图像的外周部中的从光源发射的光的发射方向执行光线追踪；基于投影对象参数计算投影对象上的与输入图像的外周部相对应的区域；并且计算标准图像位置，标准图像位置包括与外周部相对应的区域内切并且具有与输入图像相同的长宽比的区域；基于输入图像参数和反射镜参数生成与形状失真校正表的各个形状失真校正表计算位置相对应的反射镜角度信息；基于反射镜模型对各个形状失真校正表计算位置中的从光源发射的光的发射方向执行光线追踪；并且基于投影对象参数计算投影对象上的与各个形状失真校正表计算位置相对应的位置；以及基于标准图像位置使投影对象上的与各个形状失真校正表计算位置相对应的位置标准化，以获得各个形状失真校正表计算位置中的形状失真校正量。
根据本发明的第十五方面中所公开的技术，根据本发明的第十三方面的图像处理装置的亮度失真校正表计算单元计算亮度失真校正表，亮度失真校正表用于校正由投影对象的绘制有效区域内的各处的发射光的光束扩散的差异所导致的光束扩散亮度失真和由投影对象的绘制有效区域内的各处的发射光的光束的叠加程度所导致的光束叠加亮度失真。
根据本发明的第十六方面中所公开的技术，根据本发明的第十五方面的图像处理装置的亮度失真校正表计算单元将在各个亮度失真校正表计算位置处获得的光束扩散亮度失真与光束叠加亮度失真相乘并将相乘后的失真标准化，并且将标准化后的失真设定为该位置中的亮度失真校正量。
根据本发明的第十七方面中所公开的技术，根据本发明的第十五方面的图像处理装置的亮度失真校正表计算单元基于输入图像参数和反射镜参数生成与各个亮度失真校正表计算位置相对应的反射镜角度信息；基于反射镜模型对各个亮度失真校正表位置中的从光源发射的光的发射方向和光束的广度执行光线追踪；基于投影对象参数计算投影对象上的与各个亮度失真校正表计算位置相对应的位置和光束的广度；基于光束的广度计算各个亮度失真校正表计算位置中的光束的广度程度；并且基于光束的广度程度计算用于减小各个亮度失真校正表计算位置中的光束亮度的光束扩散亮度失真校正量。
根据本发明的第十八方面中所公开的技术，根据本发明的第十五方面的图像处理装置的亮度失真校正表计算单元基于反射镜参数计算与各个亮度失真校正表计算位置相对应的反射镜角度附近的重定时位置中的反射镜角度；基于反射镜模型对与反射镜角度附近的重定时位置中的反射镜角度相对应的从光源发射的光的发射方向和光束的广度程度执行光线追踪；基于从光源发射的光的发射方向和光束的广度程度计算位于反射镜角度附近的重定时位置中的光束的相对叠加程度；并且基于叠加程度获得光束叠加校正量，光束叠加校正量用于减小由于各个亮度失真校正表计算位置中的光的输出点的高密度而变亮的部分中的亮度。
根据本发明的第十九方面中所公开的技术，提供一种图像处理方法，包括：参数输入步骤，输入与投影单元和输入图像相关的参数，投影单元被配置为将输入图像投影在对象上；形状失真校正表计算步骤，基于参数计算形状失真校正表，形状失真校正表用于对包含在从投影单元到投影对象上的投影图像中的形状失真进行校正；以及亮度失真校正表计算步骤，基于参数计算亮度失真校正表，亮度失真校正表用于对包含在投影图像中的亮度失真进行校正。
根据本发明的第二十方面中所公开的技术，提供一种以计算机可读意识进行描述的计算机程序，计算机程序使计算机起到下列作用：投影单元，投影单元被配置为将输入图像投影在对象上；以及参数输入单元，所述参数输入单元被配置为输入与投影单元和输入图像相关的参数，所述投影单元被配置为将所述输入图像投影在对象上；形状失真校正表计算单元，被配置为基于参数计算形状失真校正表，形状失真校正表用于对包含在从投影单元到投影对象上的投影图像中的形状失真进行校正；以及亮度失真校正表计算单元，被配置为基于参数计算亮度失真校正表，亮度失真校正表用于对包含在投影图像中的亮度失真进行校正。
根据本申请的第二十方面所述的计算机程序将通过计算机可读形式描述的计算机程序限定为实现计算机中的预定处理。换言之，通过在计算机中安装根据本申请的第二十方面所述的计算机程序，在计算机中施加协同动作，因此可以获得与根据本申请的第十二方面所述的图像处理装置相似的效应。
本发明的有益效果
根据本说明书中公开的技术，可以提供一种卓越的投影型图像显示装置，该投影型图像显示装置包括诸如激光的光源；以及使其照射光偏向的偏向单元以对投影对象执行扫描，并且该投影型图像显示装置能够自动校正在投影图像中产生的形状失真和亮度失真，还可以提供能够自动生成形状失真和亮度失真的校正量的卓越的图像处理装置和卓越的图像处理方法以及计算机程序。
应用本说明书中公开的技术的投影型图像显示装置可自动生成形状失真校正表和亮度失真校正表，形状失真校正表用于校正激光束未垂直照射MEMS反射镜所导致的形状失真，并且亮度失真校正表用于校正因激光输出点的稀疏度和密度以及到屏幕上的照射角所导致的亮度失真，并且投影型图像显示装置可基于失真校正表校正在投影图像中产生的形状失真和亮度失真。
因此，应用本说明书中所公开的技术的投影型图像显示装置可通过校正通过使用MEMS反射镜利用激光束执行维度扫描而形成在屏幕上的投影图像的亮度分布的形状和偏差的失真来改善图像质量。
另外，应用本说明书中所公开的技术的投影型图像显示装置即使在投影单元不面向屏幕的情况下，仍可以将不具有形状失真和亮度失真的图像投影在屏幕上。
另外，根据本说明书中公开的技术，投影型图像显示装置输出关于投影图像的形状失真和亮度失真的失真校正信息作为表，因此，可以减少用于保存关于校正信息的存储器的大小。
另外，根据本说明书中公开的技术，投影型图像显示装置通过对从投影单元所投影的图像执行信号处理来执行关于形状失真和亮度失真的失真校正。因此，不需要用于失真校正的诸如透镜的光学系统，因此，没有增加装置的成本。
通过基于稍后所描述的实施方式和附图的下列的详细描述，本说明书中公开的技术的其他目的、特征以及优点将变得显而易见。
附图说明
[图1]图1是示意性示出了根据本说明书中所公开的技术的实施方式的投影型图像显示装置100的配置的示图。
[图2]图2是示出了投影单元101的内部配置实例的示图。
[图3]图3是示出了图像处理单元102的内部配置实例的示图。
[图4]图4是示意性示出了其中投影型图像显示装置100将输入图像投影在屏幕206上的流程的示图。
[图5]图5是示出了用于计算形状失真校正表的功能配置的示图。
[图6]图6是用于描述输入图像空间与反射镜角度空间之间的对应性的示图。
[图7]图7是示出了其中使从光源201发射的激光束经历光线追踪以获得屏幕206上的投影位置的状态的示图。
[图8]图8是用于描述用于从输入图像获得标准图像位置的流程的示图。
[图9]图9是用于描述获得输入图像上的各个表位置中的形状失真校正量的流程的示图。
[图10]图10是示出了输入图像空间上的表位置与其参考像素位置之间的关系的示图。
[图11]图11是示出了用于在校正表计算单元104中计算形状失真校正表的处理过程的流程图。
[图12]图12是示出了用于计算亮度失真校正表的功能配置的示图。
[图13]图13是用于描述高斯光束模型的示图。
[图14]图14是用于描述计算光束扩散校正量的机构的示图。
[图15A]图15A是示出了其中基于光线追踪的结果提取亮度失真校正表计算位置附近的重定时位置的状态的示图。
[图15B]图15B是示出了其中基于光线追踪的结果提取亮度失真校正表计算位置附近的重定时位置的状态的示图。
[图16A]图16A是示出了用于基于光束叠加程度计算亮度校正量的机构的示图。
[图16B]图16B是示出了用于基于光束叠加程度计算亮度校正量的机构的示图。
[图16C]图16C是示出了用于基于光束叠加程度计算亮度校正量的机构的示图。
[图16D]图16D是示出了用于基于光束叠加程度计算亮度校正量的机构的示图。
[图17]图17是示出了用于计算亮度失真校正表的处理过程的流程图。
[图18]图18是用于描述重定时处理的示图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本说明书中公开的技术的实施方式。
A.装置构造
图1示意性地示出了根据本说明书中所公开的技术的实施方式的投影型图像显示装置100的配置。图1中示出的投影型图像显示装置100包括投影单元101、图像处理单元102、图像输入单元103以及校正表计算单元104。在下文中，将描述各个单元。
投影单元101包括用于发射激光束的光源和使从光源发射的激光束偏向的诸如MEMS反射镜的偏向单元以对诸如屏幕的投影对象(图1中未示出)执行(下面所描述的)维度扫描。
图像输入单元103从诸如个人电脑、电视(TV)接收器、蓝光光盘再现装置(未示出其中的任一个)的投影图像供应源输入图像信号。
应注意，当在校正表计算单元104(下面所描述的)中计算出形状失真校正表和亮度失真校正表时，需要包括被输入至图像输入单元103中的投影图像的大小(在下文中为“输入图像大小”)的输入图像参数信息。例如，当图像输入单元103对输入图像进行分析，以获取必要的输入图像参数时，图像输入单元103可将必要的输入图像参数供应至校正表计算单元104。
图像处理单元102对从投影单元101投影和输出的图像进行处理。被输入至图像处理单元102的图像是经由图像输入单元103从外部供应源所供应的外部图像。
例如，使用从投影单元101发射的激光束来执行自由扫描(free-scanning)。然而，其扫描线并非是直线，并且激光束的输出点并不对应于输入图像的一个像素，其被假设为正方形像素。因此，图像处理单元102执行处理，用于将被假设为正方形像素的输入像素数据再采样为(下面所描述的)偏向单元中的偏向角及与其相对应的激光束的强度，即执行“重定时”。
图像处理单元102基于通过校正表计算单元104计算出的失真校正表对从图像输入单元103供应的外部图像执行失真校正。经历图像校正的失真包括由利用从光源发射的激光束没有垂直照射MEMS反射镜而导致的形状失真和由激光束的输出点的稀疏度和密度以及到屏幕上的照射角而导致的亮度失真。
校正表计算单元104计算用于校正被包含在投影单元101中的投影图像中的形状失真的形状失真校正表和用于校正亮度失真的亮度失真校正表。形状失真校正表具有处于输入图像空间上的相应的离散形状失真校正表计算位置中的形状失真校正量。另外，亮度失真校正表具有处于输入图像空间中的相应的离散亮度失真校正表计算位置中的亮度失真校正量。
通过校正表计算单元104计算出的形状失真校正表和亮度失真校正表被保存在校正表计算单元104和图像处理单元102中的任一个的内部存储器中或者被保存在专用表存储器(未示出其中任一个)中。因此，例如，在使从图像输入单元103输入的图像经历重定时的情况下，图像处理单元102基于形状失真校正表和亮度失真校正表来执行校正处理。在执行了上述失真校正之后，从投影单元101照射已消除了其形状失真与亮度失真的图像。
图2示出了投影单元101的内部配置实例。图2中示出的投影单元101包括：光源201，发射激光束；聚光透镜202，聚集从光源201发射的激光束；偏向单元，包括在水平方向上利用聚集的激光束执行扫描的水平反射镜203和在垂直方向上利用聚集的激光束执行扫描的垂直反射镜204；旋转驱动单元223和224，驱动光源201并且分别围绕水平反射镜轴213和垂直反射镜轴214旋转驱动水平反射镜203和垂直反射镜204；以及控制单元205，利用从光源201发射的激光束来控制照射并且旋转驱动单元223和224。尽管在图2中未示出，然而光源201包括激光振荡器，该激光振荡器使从激光二极管发射的RGB颜色的照射光叠加并且输出叠加后的照射光。例如，水平反射镜203和垂直反射镜204包括MEMS反射镜。
控制单元205利用从光源201发射的激光束对用作投影对象的屏幕206执行自由扫描。具体地，通过垂直反射镜204在垂直方向上利用激光束执行扫描与通过水平反射镜203在水平方向上利用激光束的交互扫描(reciprocal scanning)相同步，并且光源201以与像素信息相对应的亮度(在预定短周期内)间歇性地发射激光束。激光束的扫描线不是直线。此外，原始图像的一个像素与激光束的输出点并不彼此对应。另外，激光束输出点的密度取决于照射位置(反射镜角度)的稀疏度和密度。
应注意，当(下面所描述的)在校正表计算单元104中计算出形状失真校正表和亮度失真校正表时，需要包括水平反射镜203和垂直反射镜204的反射镜偏向角的“反射镜参数”、有效光束区域信息、重定时时的反射镜角度信息、以及包括水平反射镜203和垂直反射镜204的反射镜位置的“反射镜模型”、其反射镜旋转轴以及光源101的光学布置信息的信息。在本实施方式中，校正表计算单元104具有能够获取关于反射镜参数和反射镜模型的信息的装置(例如，通过控制单元205来通知)。
当(下面所描述的)在校正表计算单元104中计算出形状失真校正表和亮度失真校正表时，还需要包括用作投影对象的屏幕206相对于投影单元101的位置信息的“屏幕参数”等信息。在本实施方式中，校正表计算单元104具有能够获取屏幕参数的装置。
图3示出了图像处理单元102的内部配置实例。图3中示出的图像处理单元102包括图像写入/读取控制单元301、帧存储器302、图像校正单元303以及图像质量调整单元304。
帧存储器302存储从图像输入单元103所供应的图像。图像写入/读取控制单元301控制针对帧存储器302的图像帧的写入和读取。
图像校正单元303对从帧存储器302读取的图像执行重定时，即，将被假设为正方形像素的像素数据再采样为水平反射镜203和垂直反射镜204的角度及与其相对应的激光束的强度。
此外，图像校正单元303在重定时之后基于包括在校正表计算单元104中计算出的形状失真校正表和亮度失真校正表的失真校正表来对像素数据执行失真校正，从而消除在执行从投影单元101到物体的投影时所产生的形状失真和亮度失真。具体地，图像校正单元303通过插值法获得原始图像中的参考像素位置并且使用形状失真校正表以确定在重定时时从投影单元101发射的激光束的强度。通过形状失真校正对从水平反射镜203和垂直反射镜204推导出的失真与屏幕上因未面向屏幕而产生的图像的形状失真进行校正。另外，图像校正单元303使用亮度失真校正表以通过插值法确定在重定时时由投影单元101发射的激光束的强度的增益。通过亮度失真校正对由激光束发射点的密度差而导致的亮度失真(即，相应地方处的光束叠加量的变化)和由激光束的扩散而产生的位于屏幕上的图像的亮度分布失真进行校正。
例如，图像质量调整单元304对亮度、对比度、同步性、追踪、色彩密度以及色调执行图像质量调整，以使得失真校正之后的投影图像处于理想的显示状态。
本文中，将描述通过图像校正单元303执行的重定时。图18示出了重定时的概念图。如通过图18中的参考标号1801所指示的，在由水平同步信号等限定的各个周期中，水平反射镜203的旋转轴的旋转角θmh在负方向上的振幅最小值与正方向上的振幅最大值之间互换一次。同时，如图18中的参考标号1802所指示，在由垂直同步信号等限定的每个周期内，垂直反射镜204的旋转轴的旋转角θmv从正方向上的振幅最大值充分单调地减少至负方向上的振幅最小值，然后，在空白周期内，返回至正方向上的振幅最大值。因此，如图18中的参考标号1803所指示，激光束的扫描线并非是直线。
例如，当在每个预定照射周期内从光源201发射激光束时，放置在扫描线1803上的点“O”是图18中的激光束的输出点(在下文中，也被称之为“重定时位置”)。每个重定时位置均具有再采样的亮度值。激光照射宽度1805略微小于水平反射镜203的振幅1804，并且激光照射宽度1805用作绘制有效区域1806。
此外，从图18中显而易见，因为扫描线1803不是直线，所以原始图像的一个像素与激光束的输出点并不对应于彼此。因此，需要将像素数据转换成水平反射镜203和垂直反射镜204的反射镜角度及与其对应的亮度值的处理，即，重定时。
此外，因为扫描线1803不是直线并且水平方向上的扫描速度不恒定，所以激光束输出点的密度取决于照射位置(反射镜角度)的稀疏度和密度。此外，从图18中显而易见，水平方向上绘制区域中心处附近的激光束输出点的密度较低，而其右侧和左侧的附近的激光束输出点的密度较高。从而导致投影图像的亮度失真。
B.投影图像的失真校正
根据本实施方式的投影型图像显示装置100使用诸如MEMS反射镜利用从光源201发射的激光束执行维度扫描，从而在屏幕206上形成投影图像。因为激光束并不垂直地照射反射镜203和204，所以投影图像中产生形状失真。此外，当使用激光束执行自由扫描时，因为激光束的照射位置的不恒定移动速度和到屏幕的照射角而致使激光束的输出点变得稀疏和密集，所以投影图像中产生亮度失真。
因此，投影型图像显示装置100通过校正被投影在屏幕上的图像中产生的形状失真和亮度分布偏差失真而改善图像质量。即使在投影单元101不面向屏幕的情况下，仍可以将不存在形状失真和亮度失真的图像投影在屏幕上。
如上所述，投影型图像显示装置100以表格形式输出关于投影图像的形状失真和亮度失真的失真校正信息，因此，可以减小用于保存关于校正信息的存储器的大小。
图4示意性地示出了其中投影型图像显示装置100将输入图像投影在屏幕206上的流程。
图像校正单元303对被输入至图像输入单元103的输入图像401执行重定时并且基于形状失真校正表和亮度失真校正表执行失真校正处理。通过重定时，将图像校正之后的图像映射在由水平反射镜203的旋转轴的旋转角θmh与垂直反射镜204的旋转轴的旋转角θmv形成的反射镜角度空间内。在图4中，以实线表示反射镜角度空间内的图像的外周402(在无失真校正的情况下，仅执行重定时时获得的)，并且以虚线表示反射镜角度空间内的图像的外周402(执行重定时和失真校正的情况下获得的)。在图4中示出的实例中，失真校正之后的图像402从原始输入图像412开始恶化。
然后，在投影单元101中执行自由扫描，即，通过垂直反射镜204在垂直方向上利用光源201的激光束执行扫描与通过水平反射镜203在水平方向上利用光源201的激光束执行的交互扫描相同步，并且光源201以与像素信息相对应的亮度(在预定短周期内)间歇性地发射激光束。通过自由扫描将进行了图像校正之后的图像映射在由水平方向上的光束角度θbh与在垂直方向上的光束角度θbv形成的光束角度空间内。因为水平反射镜203和垂直反射镜204的偏向角，激光束没有垂直照射反射镜203和204，所以图像失真。在图4中，以实线表示光束角度空间内的图像的外周413(在无失真校正的情况下，仅执行重定时时获得的)，并且以虚线表示图像的外周的光束角度403(执行重定时和失真校正的情况下获得的)。在图4中示出的实例中，失真校正之后的图像403因原始输入图像的外周的光束角度413而恶化。
在使用水平反射镜203和垂直反射镜204利用从光源201发射的激光束执行自由扫描的情况下，在屏幕206上形成投影图像，并且将图像校正之后的图像映射在其中轴Xs与轴Ys彼此正交的屏幕坐标系上。此时，因为投影单元101并不面向屏幕206，所以图像进一步失真。在图4中，以实线表示屏幕206上的投影图像的外周414(在无失真校正的情况下，执行重定时时获得的)，并且以虚线表示投影图像的外周404(执行重定时和失真校正的情况下获得的)。如图4中所示，通过执行形状失真校正和亮度失真校正，屏幕206上的投影图像是不具有任何失真的图像，即，其外周404与输入图像401的外周相似。相反，在不执行图像失真的情况下，其外周414在很大程度上偏离于理想形状。
在下文中，将详细描述在校正表计算单元104中计算形状失真校正表和亮度失真校正表的方法。
B-1.形状失真校正表
图像校正单元303通过插值法获得原始图像中的参考像素位置并且使用形状失真校正表确定重定时时从投影单元101发射的激光束的密度。通过形状失真校正可以抵消从水平反射镜203和垂直反射镜204推导出的失真以及因未面向屏幕而在屏幕上产生的图像形状失真。
图5示出了用于在校正表计算单元104中计算出形状失真校正表的功能配置。校正表计算单元104计算具有在输入图像空间中的相应的离散形状失真校正表计算位置中的形状失真校正量的形状失真校正表。
图像外周反射镜角度生成单元501基于包括输入图像大小的输入图像参数511与包括水平反射镜203和垂直反射镜204的反射镜偏向角的反射镜参数512、有效光束区域信息以及重定时时的反射镜角度信息生成关于对应于从图像输入单元103供应的输入图像的图像外周部(对应于图4中的图像的外周412)的反射镜角度的信息。
具体地，图像外周反射镜角度生成单元501使输入图像在水平方向和垂直方向上同等对应，以使输入图像的像素落在水平反射镜203和垂直反射镜204的绘制有效区域(通过投影单元101利用激光束可照射的范围)内的振幅内。此时，假设输入图像的像素具有与水平反射镜203和垂直反射镜204的绘制有效区域相对应的像素外围(不是中心位置)的大小。
图6示出了输入图像空间与反射镜角度空间之间的对应性。在图6中示出的实例中，图像外周反射镜角度生成单元501基于输入图像的水平像素大小601在绘制有效区域内产生水平反射镜203的负方向上的振幅的最小值603及其在正方向上的振幅的最大值604。此外，图像外周反射镜角度生成单元501基于输入图像的垂直像素大小602在绘制有效区域内产生垂直反射镜204的负方向上的振幅的最小值605及其在正方向上的振幅的最大值606。
光线追踪单元502基于包括水平反射镜203和垂直反射镜204的反射镜位置的反射镜模型513、水平反射镜203和垂直反射镜204的反射镜旋转轴、以及光源101的光学布置信息计算在图像外周反射镜角度生成单元501中产生输入图像的外周的反射镜角度时(即，绘制有效区域内的水平反射镜203在负方向上的振幅的最小值和在正方向上的振幅的最大值以及垂直反射镜204在负方向上的振幅的最小值和在正方向上的振幅的最大值)从光源201(对应于图4中的光束角度413)发射的激光束的发射方向。应注意，在不需要关于光束直径的信息的情况下，仅使激光束的光轴的中心经历光线追踪。
屏幕投影单元503基于包括屏幕206相对于投影单元101的位置信息的屏幕参数514计算将在通过光线追踪单元502所获得的发射方向上发射的激光束投影在屏幕206上的位置，即，与输入图像的外周相对应(与图4中的投影图像的外周414相对应)的区域。同样，获得位于屏幕206上的与输入图像的外周相对应的位置。
图7示出了使从光源201发射的追踪激光束经历光线追踪以获得屏幕206上的投影位置的状态。
应注意，基于正交于激光束的光轴的表面，光束形状并不改变，并且光束的大小取决于距离。激光束的光轴方向和光束的方向取决于水平反射镜203和垂直反射镜204的反射。
因此，标准图像位置计算单元504计算与输入图像具有相同长宽比并且与对应于屏幕206上的输入图像的外周的区域内切或包含在其中的区域其通过屏幕投影单元503获得，并且将该区域设定为屏幕206上的标准图像位置。
图8示出了用于从输入图像获得标准图像位置的步骤。图像外周反射镜角度生成单元501计算与输入图像的外周相对应的水平反射镜203和垂直反射镜204的反射镜角度，以将输入图像空间801转换成反射镜角度空间802。光线追踪单元502计算反射镜角度空间802上的外周内的从光源201发射的激光束的发射方向。此外，屏幕投影单元503计算将在发射方向上发射的激光束投影在屏幕206上的位置，从而获得屏幕206上的与输入图像的外周相对应的区域803。因此，标准图像位置计算单元504计算与该对应的区域803内切并且与输入图像具有相同长宽比的区域(内切矩形)，即，计算标准图像位置804。
同时，表位置反射镜角度生成单元505基于输入图像参数511和反射镜参数512生成关于与其中计算出了形状失真校正量的输入图像空间上的各个形状失真校正表计算位置相对应的反射镜角度的信息。
光线追踪单元506基于反射镜模型513计算从光源201发射的激光束的发射方向，该发射方向与在表位置反射镜角度生成单元505内生成的反射镜角度空间内的各个形状失真校正表计算位置中的反射镜角度相对应。
屏幕投影单元507基于屏幕参数514计算将在通过光线追踪单元506所获得的发射方向上发射的激光束投影在屏幕206上的位置。同样，获得屏幕206上的与各个形状失真校正表计算位置相对应的位置。
因此，形状失真校正量计算单元508基于预先通过标准图像位置计算单元504所获得的标准图像位置使与在屏幕投影单元507中所获得的屏幕206上的各个形状失真校正表计算位置相对应的位置标准化，并且将该位置设定为对应的形状失真校正表计算位置中的形状失真校正量。同样，完成了其中描述相应的形状失真校正表计算位置中的形状失真校正量的形状失真校正表515。
图9示出了用于获得输入图像中的各个形状失真校正表计算位置中的形状失真校正量的步骤。在图9中，以圆形“O”表示输入图像空间中的形状失真校正表计算位置及与反射镜角度空间和屏幕上的形状失真校正表计算位置相对应的位置。
表位置反射镜角度生成单元505计算与输入图像空间上的各个形状失真校正表计算位置901相对应的反射镜角度，以将该反射镜角度转换成反射镜角度空间上的对应位置902。光线追踪单元506基于反射镜角度空间上的各个反射镜角度空间902中的反射镜角度来计算从光源201发射的激光束的发射方向。此外，屏幕投影单元507获得将在发射方向上发射的激光束投影在屏幕206上的位置，即，获得屏幕206上的对应位置903，该位置对应于输入图像空间中的各个形状失真校正表计算位置901。形状失真校正量计算单元508基于标准图像位置804的刻成矩形使屏幕206上的对应位置903标准化，位置903对应于各个形状失真校正表计算位置901。因此，将该位置设置为对应形状失真校正表计算位置中的形状失真校正量。
通过形状失真校正量计算单元508计算出的形状失真校正表包括在输入图像空间上的相应的形状失真校正表计算位置处获得的形状失真校正量。在其中已执行了标准化使得标准图像位置和输入图像空间彼此对应的空间内，各个形状失真校正表计算位置中的形状失真校正量与相对于输入图像空间中的形状失真校正表计算位置1001的参考像素位置1002(见图10)相对应。
图11通过流程图形式示出了用于计算校正表计算单元104中的形状失真校正表的处理过程。
输入计算所需的各个参数，诸如包括输入图像大小的输入图像参数511、包括水平反射镜203和垂直反射镜204的反射镜偏向角、有效光束区域信息以及在重定时时的反射镜角度信息的反射镜参数512、包括水平反射镜203和垂直反射镜204的反射镜位置、水平反射镜203和垂直反射镜204的反射镜旋转轴以及光源101的光学布置信息的反射镜模型513、以及包括屏幕106相对于投影单元101的位置信息的屏幕参数514(步骤S1101)。
接下来，计算与投影在屏幕206上的对应区域(对应于输入图像的外周)内切并且与输入图像具有相同长宽比的标准图像位置(步骤S1102)。
如上所述，通过下列流程获得屏幕206上的与输入图像的外周相对应的区域：图像外周反射镜角度生成单元501生成关于与输入图像的外周相对应的反射镜角度的信息；光线追踪单元502计算在反射镜角度时从光源201发射的激光束的发射方向；并且屏幕投影单元503获得将发射方向上的激光束投影在屏幕206上的位置。因此，标准图像位置计算单元504计算与对应区域内切或者被包含在对应区域内并且与输入图像具有相同长宽比的区域，并且将该区域设定为屏幕206上的标准图像位置。
接下来，计算各个表位置处的形状失真校正量(步骤S1103)。
如上所述，通过下列流程获得屏幕206上的各个表位置的对应位置：表位置反射镜角度生成单元505生成关于与各个表位置相对应的反射镜角度的信息；光线追踪单元506计算各个表位置处的与反射镜角度相对应的激光束的发射方向；并且屏幕投影单元503获得将发射方向上的激光束投影在屏幕206上的位置。因此，形状失真校正量计算单元508基于预先获得的标准图像位置将屏幕206上的各个表位置的对应位置(在屏幕投影单元507中获得的)标准化，并且将该位置设定为对应表位置处的形状失真校正量。
同样，完成并且输出其中描述了相应形状失真表计算位置中的形状失真校正量的形状失真校正表515(步骤S1104)。因此，终止该处理例程。
通过使用如上所述的所获得的形状失真校正表515对输入图像执行校正处理，图像校正单元303可抵消从水平反射镜203和垂直反射镜204推导出的失真以及因未面向屏幕而在屏幕上产生的图像形状失真。
B-2.亮度失真校正表
图7示出了其中使从光源201发射的激光束经历光线追踪的状态。当计算亮度失真时，考虑到激光束具有光束直径。通常，激光束具有由将光轴作为中心的高斯光束模型所限定的光束直径。
从光源201发射的激光束扩散，直至光束到达屏幕206。在激光束未垂直地入射在水平反射镜203和垂直反射镜204上的情况下，光束扩散并且亮度降低。具体地，光束扩散并且亮度从中心朝向绘制有效区域的外围降低。即，根据到屏幕206上的照射角产生亮度失真。
如上所述，参考图18，激光束的输出点的密度是绘制有效区域内的稀疏度和密度。在水平方向上的绘制有效区域的右侧和左侧的附近具有高密度的区域内，外围光束叠加，以增强亮度，而在水平方向上其中心的附近具有低密度的区域内，外围光束几乎不叠加，因此，难以增强亮度。即，即使在绘制有效区域内也根据光束的叠加程度产生亮度失真。
图像校正单元303通过插值法在重定时时使用亮度失真校正表确定由投影单元101发射的激光束的强度增益。通过亮度失真校正，可以对屏幕上的图像亮度分布的失真(因激光束发射点的密度差和激光束的扩散而产生)进行校正。此处使用的亮度失真校正表被制备成对应于因到屏幕上的照射角(光束扩散)而产生的亮度失真和因激光输出点的稀疏度和密度而产生的亮度失真。
图12示出了用于在校正表计算单元104中计算亮度失真校正表的功能配置。校正表计算单元104计算输入图像空间中的相应的离散亮度失真校正表计算位置处具有亮度失真校正量的亮度失真校正表。在本实施方式中，校正表计算单元104计算各个亮度失真校正表计算位置处因到屏幕上的扩散角(光束扩散)而导致的亮度失真的校正量和因激光输出点的稀疏度和密度而导致的亮度失真的校正量并且使统一两个校正量，从而获得最终的亮度失真校正量。
校正表计算单元104通过使用表位置反射镜角度生成单元1201、光束直径考虑(consideration)光线追踪单元1202、光束直径考虑屏幕投影单元1203、光束扩散程度计算单元1204以及光束扩散校正量计算单元1205计算因到屏幕上的照射角(光束扩散)而导致的光束扩散亮度失真的校正量。
表位置反射镜角度生成单元1201基于输入图像参数511和反射镜参数512生成关于与输入图像空间中的各个亮度失真校正表计算位置相对应的反射镜角度的信息，其中，在输入图像空间中产生亮度失真校正量(见图6)。
光束直径考虑光线追踪单元1202基于反射镜模型513计算从光源201发射的激光束的发射方向，该发射方向与各个亮度失真校正表计算位置中的反射镜角度相对应(见图7)。此时，基于由高斯光束模型所限定的光束直径来计算激光束的发射方向及其广度。
光束直径考虑屏幕投影单元1203基于屏幕参数514计算将通过光束直径考虑光线追踪单元1202所获得的发射方向上的光束投影在屏幕206上的位置及其广度。
图13示出了高斯光束模型。应注意，图13是在不考虑激光束在水平反射镜203和垂直反射镜204上的反射的情况下的示图。当将光束腰部的光束直径设定为wb0时，通过下列公式(1)表示光束照射位置zb的光束直径wb。应注意，光束直径wb是作为最大强度/e2的系统。xy平面内正交于光束照射位置zb的光束的形状是以下列公式(2)表示的椭圆形状，并且通过下列公式(3)其强度分布(高斯分布)p(x,y)。
[数学式1]
[数学式2]
[数学式3]
光束扩散程度计算单元1204基于在光束直径考虑屏幕投影单元1203内获得的光束的广度计算亮度失真校正表计算位置中的光束的广度程度。
因此，光束扩散校正量计算单元1205基于在光束扩散程度计算单元1204中获得的光束的广度程度计算因亮度失真校正表计算位置中的光束扩散而导致的亮度失真的校正量(在下文中，也被称之为“光束扩散校正量”)W2。
图14示出了用于计算光束扩散校正量的机构。光束扩散程度计算单元1204基于在光束直径考虑屏幕投影单元1203中获得的光束的广度计算表位置处的光束的广度程度并且将广度程度作为屏幕206上的3σ区域的面积s。因此，光束扩散校正量计算单元1205基于特定广度程度smax使计算面积s标准化。同样，在表位置处计算用于使屏幕206上变亮的具有较小广度的光束亮度减少的校正量W2。
校正表计算单元104通过使用附近重定时位置反射镜角度生成单元1206、光束直径考虑光线追踪单元1207、光束叠加程度计算单元1208、以及光束叠加校正量计算单元1209计算因激光输出点的稀疏度和密度而导致的光束叠加亮度失真的校正量。
附近重定时位置反射镜角度生成单元1206基于反射镜参数512计算反射镜角度附近的与亮度失真校正表计算位置相对应的重定时位置中的反射镜角度。
光束直径考虑光线追踪单元1207基于反射镜模型513计算从光源201发射的激光束的发射方向，该发射方向对应于其附近的重定时位置中的反射镜角度(见图7)。此时，基于由高斯光束模型限定的光束直径计算激光束的发射方向及其广度程度。
光束叠加程度计算单元1208基于在光束直径考虑光线追踪单元1207中获得的激光束的发射方向及其广度程度计算亮度失真校正表计算位置附近的重定时位置中的光束的相对叠加程度。
图15示出了其中基于在光束叠加程度计算单元1208中获得的光线追踪的结果提取亮度失真校正表计算位置附近的重定时位置的状态。图15A示出了输入图像空间中(其中，计算亮度校正失真校正量)的亮度失真校正表计算位置1501和1502。图15B示出了反射镜空间内的位置1511和1512以及其外围激光束的扫描线1513(以图15中的箭头表示)和重定时位置(以图15中的圆形“O”表示)，位置1511和1512对应于亮度失真角表计算位置1501和1502。如上所述，参考图18，使输入图像空间内的亮度失真校正表计算位置1501和1502经历重定时，以使扫描线1513上的激光束的输出点聚集。
光束叠加程度计算单元1208提取外围重定时位置，正如在计算亮度失真校正表计算位置的各个对应位置处的亮度失真校正表时所使用的指定数据位置。在图15B中，提取以虚线包围其对应位置1511和1512的外围区域1521和1522中的每一个所包括的多个指定数据位置，并且以灰色使作为指定数据位置提取的重定时位置着色。因此，光束叠加程度计算单元1208基于在光束直径考虑光线追踪单元1207中获得的光束的输出方向和光束的广度程度计算各个对应位置(外围区域1521或者1522)处的各个指定数据位置处的光束的相对叠加程度。
光束叠加校正量计算单元1209基于在光束叠加程度计算单元1208中所获得的光束叠加程度计算光束叠加程度校正量。相应的重定时位置中的光束叠加程度因激光输出点的稀疏度和密度而变得不均匀并且在屏幕206上产生投影图像的亮度失真。因此，光束叠加校正量计算单元1209计算因光束叠加程度变大而使亮度减少的校正量，从而产生用于使因激光束输出点的高密度而变亮的部分的亮度减少的校正量。
图16示出了用于基于光束叠加程度计算亮度失真校正量的机构。
图16A示出了其中第一指定数据位置处的光束1601与其封装的第二指定数据位置处的光束1602彼此叠加的状态。光束直径考虑光线追踪单元1207计算相应指定数据位置处的光束1601和1602的发射方向及其广度程度。光束基本上具有将光轴作为中心的高斯分布形状。然而，光束直径因水平反射镜203与垂直反射镜204的反射镜角度之间的差而偏离水平方向和垂直方向。因此，如在图16B中所示，光束叠加程度计算单元1208将相应的指定数据位置处的光束1601和1602的光束直径转换成在水平方向和垂直方向上被标准化的光束1611和1612，从而具有σ＝1的高斯分布。
光束叠加程度计算单元1208将各个亮度失真校正表计算位置中的所有提取的指定数据位置的外围的标准化光束1611和1612相叠加。因此，如在图16C中所示，光束被标准化使得最大叠加率变为1以获得光束的叠加率。叠加率变为σ＝21/2的大致高斯分布。
因此，光束叠加校正量计算单元1209将通过光束叠加程度计算单元1208所获得的叠加率转换成因亮度失真校正表计算位置中的光束叠加程度而导致的亮度失真的校正量(在下文中，也被称之为“光束叠加校正量”)W1。具体地，如图16C中所示，获得距离光束中心为距离d中的叠加率p2，并且基于图16D所示的w1＝1/(p2+1)曲线获得与叠加率p2相对应的光束重叠校正量W1。
如上所述，亮度失真校正量计算单元1210使在各个亮度失真校正表计算位置处计算的光束扩散校正量W2与光束叠加校正量W1统一化，以将统一的校正量设置为各个亮度失真校正表计算位置中的亮度失真校正量W。具体地，如下列式(4)表达的，亮度失真校正量W被标准化使得最大值变为1并且被输出作为亮度失真校正表1215。
[数学式4]
图像校正单元303在重定时时通过使亮度失真校正之前的亮度乘以对应的亮度失真校正量W来执行亮度失真校正。
图17通过流程图形式示出了用于在计算校正表计算单元104计算亮度失真校正表的处理过程。
输入计算所需的各个参数，诸如包括输入图像大小的输入图像参数511、包括水平反射镜203和垂直反射镜204的反射镜偏向角、有效光束区域信息以及在重定时时的反射镜角度信息的反射镜参数512、包括水平反射镜203和垂直反射镜204的反射镜位置及其反射镜旋转轴以及光源101的光学布置信息的反射镜模型513、以及包括屏幕206相对于投影单元101的位置信息的屏幕参数514(步骤S1701)。
接下来，生成关于与其中生成亮度失真校正量的输入图像空间中的各个亮度失真校正表计算位置相对应的反射镜角度的信息，并且计算与反射镜角度的激光束的发射方向及其广度。计算将发射方向上的光束投影在屏幕206上的位置及其广度，并且基于光束的计算广度程度计算亮度失真校正表计算位置中的光束扩散校正量W2(步骤S1702)。
计算反射镜角度附近的与亮度失真校正表计算位置相对应的重定时位置中的反射镜角度，并且计算与反射镜角度相对应的激光束的发射方向及其广度程度。基于此计算光束的相对叠加程度，并且基于叠加程度计算亮度失真校正表计算位置中的光束叠加校正量W1(步骤S1703)。
因此，亮度失真校正量计算单元1210使在各个亮度失真校正表计算位置处计算处的光束扩散校正量W2和光束叠加校正量W1统一化，以将统一的校正量设定为各个亮度失真校正表计算位置中的亮度失真校正量W(步骤S1704)。
完成并且输出其中描述了相应亮度失真表计算位置中的形状失真校正量的亮度失真校正表1215(步骤S1705)。同样，终止该处理例程。
通过使用如上所述获得的亮度失真校正表对输入图像执行校正处理，图像校正单元303可抵消因激光束发射点的密度的差异和激光束的扩散而在屏幕上产生的图像亮度分布失真。
工业实用性
在上文中，已经参考特定实施方式详细描述了本说明书中公开的技术。然而，显而易见，本领域技术人员可在不背离本说明书中公开的技术的范围内修改或者替换本实施方式。
本说明书已经描述了关于投影型图像显示装置的实施方式，该投影型图像显示装置分别联合围绕垂直轴和水平轴旋转地驱动水平反射镜和垂直反射镜，从而使激光束偏向以执行维度扫描。然而，本说明书中公开的技术同样也适用于围绕两个轴(即，垂直轴和水平轴)旋转地驱动单个反射镜的投影型图像显示装置，以利用激光束执行维度扫描。
简而言之，已经使用本实例描述了本说明书中公开的技术，并且不得限制性地对本说明书的描述内容进行解释。为了确定本说明书中公开的技术的范围，已经将权利要求纳入考虑范围内。
此外，本说明书中公开的技术特可被配置成如下。
(1)一种投影型图像显示装置，包括：
投影单元，包括：光源，所述光源被配置为发射具有与输入图像的像素值相对应的强度的光；以及偏向单元，所述偏向单元被配置为利用反射镜使来自所述光源的发射光偏向以在投影对象上执行扫描；
重定时单元，被配置为根据所述偏向单元中的偏向角对所述输入图像的像素数据执行重定时；
形状失真校正表，具有各个形状失真校正表计算位置中的形状失真校正量，所述形状失真校正表用于对包含在从所述投影单元到所述投影对象上的投影图像中的形状失真进行校正；
亮度失真校正表，具有各个亮度失真校正表计算位置中的亮度失真校正量，所述亮度失真校正表用于对包含在所述投影图像中的亮度失真进行校正；以及
图像校正单元，被配置为通过执行基于所述形状失真校正表和所述亮度失真校正表的信号处理对所述输入图像执行失真校正。
(2)根据(1)所述的投影型图像显示装置，进一步包括：
校正表计算单元，被配置为计算所述形状失真校正表和所述亮度失真校正表。
(3)根据(2)所述的投影型图像显示装置，
其中，所述校正表计算单元基于包括所述输入图像的大小的输入图像参数；包括所述偏光单元的所述反射镜的偏向角、有效光束区域信息以及在重定时时的反射镜角度信息的反射镜参数；包括所述反射镜的位置以及所述反射镜与所述光源的光学布置信息的反射镜模型；以及包括所述投影对象相对于所述投影单元的位置信息的投影对象参数来计算各个形状失真校正表计算位置中的形状失真校正量。
(4)根据(3)所述的投影型图像显示装置，
其中，所述校正表计算单元：
基于所述输入图像参数和所述反射镜参数生成与所述输入图像的外周部相对应的反射镜角度信息；基于所述反射镜模型对所述输入图像的所述外周部中的从所述光源发射的光的发射方向执行光线追踪；基于所述投影对象参数计算所述投影对象上的与所述输入图像的所述外周部相对应的区域；并且计算标准图像位置，所述标准图像位置包括由与所述外周部相对应的区域内切并且具有与所述输入图像相同的长宽比的区域；
基于所述输入图像参数和所述反射镜参数生成与各个形状失真校正表计算位置相对应的反射镜角度信息；基于所述反射镜模型对各个形状失真校正表计算位置中的从所述光源发射的光的发射方向执行光线追踪；并且基于所述投影对象参数计算所述投影对象上的与各个形状失真校正表计算位置相对应的位置；以及
基于所述标准图像位置使所述投影对象上的与各个形状失真校正表计算位置相对应的位置标准化，以获得各个形状失真校正表计算位置中的形状失真校正量。
(5)根据(2)所述的投影型图像显示装置，
其中，所述校正表计算单元计算所述亮度失真校正表，所述亮度失真校正表用于校正由所述投影对象的绘制有效区域的各处的发射光的光束扩散的差异所导致的光束扩散亮度失真和由所述投影对象的绘制有效区域内的各处的发射光的光束的叠加程度所导致的光束叠加亮度失真。
(6)根据(5)所述的投影型图像显示装置，
其中，所述校正表计算单元基于包括所述输入图像的大小的输入图像参数，包括所述偏光单元的所述反射镜的偏向角、有效光束区域信息以及在重定时时的反射镜角度信息的反射镜参数，包括所述反射镜的位置以及所述反射镜与所述光源的光学布置信息的反射镜模型，以及包括所述投影对象相对于所述投影单元的位置信息的投影对象参数来计算所述亮度失真校正表，所述亮度失真校正表用于对所述光束扩散亮度失真和所述光束叠加亮度失真进行校正。
(7)根据(5)所述的投影型图像显示装置，
其中，所述校正表计算单元将在各个亮度失真校正表计算位置中获得的所述光束扩散亮度失真与所述光束叠加亮度失真相乘并将相乘后的失真标准化，并且将标准化后的失真作为该位置中的亮度失真校正量。
(8)根据(6)所述的投影型图像显示装置，
其中，所述校正表计算单元基于所述输入图像参数和所述反射镜参数生成与各个亮度失真校正表计算位置相对应的反射镜角度信息；基于所述反射镜模型对各个亮度失真校正表计算位置中的从所述光源发射的光的发射方向和光束的广度执行光线追踪；基于所述投影对象参数计算所述投影对象上的与各个亮度失真校正表计算位置相对应的位置和光束的广度；基于所述光束的广度计算各个亮度失真校正表计算位置中的光束的广度程度；并且基于所述光束的广度程度计算用于减小各个亮度失真校正表计算位置中的光束亮度的光束扩散亮度失真校正量。
(9)根据(8)所述的投影型图像显示装置，
其中，所述校正表计算单元通过将各个亮度失真校正表计算位置中的光束的广度程度计算为所述投影对象上的3σ区域的面积s并且基于预定的广度程度smax使所述面积s标准化来计算所述光束扩散亮度失真校正量。
(10)根据(6)所述的投影型图像显示装置，
其中，所述校正表计算单元基于所述反射镜参数计算与各个亮度失真校正表计算位置相对应的反射镜角度附近的重定时位置中的反射镜角度；基于所述反射镜模型对与所述反射镜角度附近的重定时位置中的反射镜角度相对应的从所述光源发射的光的发射方向和光束的广度程度执行光线追踪；基于从所述光源发射的光的发射方向和光束的广度程度来计算所述反射镜角度附近的重定时位置中的光束的相对叠加程度；并且基于所述叠加程度获得光束叠加校正量，所述光束叠加校正量用于减小由于各个亮度失真校正表计算位置中的光的输出点的高密度而变亮的部分中的亮度。
(11)根据(10)所述的投影型图像显示装置，
其中，所述校正表计算单元以光束具有σ＝1的高斯分布的方式使亮度失真表计算位置的外围的每个重定时位置中的光束的广度程度标准化，然后将光束叠加以计算所述叠加程度；以将最大叠加率变为1的方式来执行标准化以获得光束的叠加率；并且获得与在距离光束中心预定距离d处的叠加率p2相对应的光束叠加亮度失真校正量。
(12)一种图像处理装置，包括：
投影单元，被配置为将输入图像投影在对象上；以及参数输入单元，所述参数输入单元被配置为输入关于所述输入图像的参数；
形状失真校正表计算单元，被配置为基于所述参数计算形状失真校正表，所述形状失真校正表用于对包含在从所述投影单元到所述投影对象上的投影图像中的形状失真进行校正；以及
亮度失真校正表计算单元，被配置为基于所述参数计算亮度失真校正表，所述亮度失真校正表用于对包含在所述投影图像中的亮度失真进行校正。
(13)根据(12)所述的图像处理装置，
其中，所述投影单元包括：光源，所述光源被配置为发射具有与所述输入图像的像素值相对应的强度的光；以及偏向单元，所述偏向单元被配置为利用反射镜使来自所述光源的发射光偏向以在投影对象上执行扫描，并且根据所述偏向单元中的偏向角对所述输入图像的像素数据执行重定时以执行照射；并且
其中，所述参数输入单元输入包括所述输入图像的大小的输入图像参数；包括所述偏光单元的所述反射镜的偏向角、有效光束区域信息以及在重定时时的反射镜角度信息的反射镜参数；包括所述反射镜的位置以及所述反射镜与所述光源的光学布置信息的反射镜模型；以及包括所述投影对象相对于所述投影单元的位置信息的投影对象参数。
(14)根据(13)所述的图像处理装置，
其中，所述形状失真校正表计算单元：
基于所述输入图像参数和所述反射镜参数生成与所述输入图像的外周部相对应的反射镜角度信息；基于所述反射镜模型对所述输入图像的所述外周部中的从所述光源发射的光的发射方向执行光线追踪；基于所述投影对象参数计算所述投影对象上的与所述输入图像的所述外周部相对应的区域；并且计算标准图像位置，所述标准图像位置包括与所述外周部相对应的区域内切并且具有与所述输入图像相同的长宽比的区域；
基于所述输入图像参数和所述反射镜参数生成与所述形状失真校正表的各个形状失真校正表计算位置相对应的反射镜角度信息；基于所述反射镜模型对各个形状失真校正表计算位置中的从所述光源发射的光的发射方向执行光线追踪；并且基于所述投影对象参数计算所述投影对象上的与各个形状失真校正表计算位置相对应的位置；以及
基于所述标准图像位置使所述投影对象上的与各个形状失真校正表计算位置相对应的位置标准化，以获得各个形状失真校正表计算位置中的形状失真校正量。
(15)根据(13)所述的图像处理装置，
其中，所述亮度失真校正表计算单元计算所述亮度失真校正表，所述亮度失真校正表用于校正由所述投影对象的绘制有效区域内的各处的发射光的光束扩散的差异所导致的光束扩散亮度失真和由所述投影对象的绘制有效区域内的各处的发射光的光束的叠加程度所导致的光束叠加亮度失真。
(16)根据(15)所述的图像处理装置，
其中，所述亮度失真校正表计算单元将在各个亮度失真校正表计算位置处获得的所述光束扩散亮度失真与所述光束叠加亮度失真相乘并将相乘后的失真标准化，并且将标准化后的失真设定为该位置中的亮度失真校正量。
(17)根据(15)所述的图像处理装置，
其中，所述亮度失真校正表计算单元基于所述输入图像参数和所述反射镜参数生成与各个亮度失真校正表计算位置相对应的反射镜角度信息，基于所述反射镜模型对各个亮度失真校正表位置中的从所述光源发射的光的发射方向和光束的广度执行光线追踪，基于所述投影对象参数计算所述投影对象上的与各个亮度失真校正表计算位置相对应的位置和光束的广度，基于所述光束的广度计算各个亮度失真校正表计算位置中的光束的广度程度；并且基于所述光束的广度程度计算用于减小各个亮度失真校正表计算位置中的光束亮度的光束扩散亮度失真校正量。
(18)根据(17)所述的图像处理装置，
其中，亮度失真校正表计算位置通过将各个亮度失真校正表计算位置中的光束的广度程度计算为投影对象上的3σ区域的面积s并且基于预定的广度程度smax使面积s标准化来计算光束扩散亮度失真校正量。
(19)根据(15)所述的图像处理装置，
其中，所述亮度失真校正表计算单元基于所述反射镜参数计算与各个亮度失真校正表计算位置相对应的反射镜角度附近的重定时位置中的反射镜角度；基于所述反射镜模型对与所述反射镜角度附近的重定时位置中的反射镜角度相对应的从所述光源发射的光的发射方向和光束的广度程度执行光线追踪；基于从所述光源发射的光的发射方向和光束的广度程度计算位于所述反射镜角度附近的重定时位置中的光束的相对叠加程度；并且基于所述叠加程度获得光束叠加校正量，所述光束叠加校正量用于减小由于各个亮度失真校正表计算位置中的光的输出点的高密度而变亮的部分中的亮度。
(20)根据(19)所述的图像处理装置，
其中，亮度失真校正表计算单元通过使光束具有σ＝1的高斯分布的方式使亮度失真表计算位置外围的各个重定时位置中的光束的广度程度标准化，然后使光束叠加以计算叠加程度；通过最大叠加率变为1的方式执行标准化以获得光束的叠加率；并且在距离光束中心预定距离d处获得与叠加率p2相对应的光束叠加亮度失真校正量。
(21)一种图像处理方法，包括：
参数输入单元，所述参数输入单元被配置为输入与投影单元和输入图像相关的参数，所述投影单元被配置为将所述输入图像投影在对象上；
形状失真校正表计算步骤，基于所述参数计算形状失真校正表，所述形状失真校正表用于对包含在从所述投影单元到所述投影对象上的投影图像中的形状失真进行校正；以及
亮度失真校正表计算步骤，基于所述参数计算亮度失真校正表，所述亮度失真校正表用于对包含在所述投影图像中的亮度失真进行校正。
(22)一种以计算机可读意识进行描述的计算机程序，所述计算机程序使计算机起到下列作用：
投影单元，所述投影单元被配置为将输入图像投影在对象上；以及参数输入单元，所述参数输入单元被配置为输入与所述投影单元和所述输入图像相关的参数；
形状失真校正表计算单元，被配置为基于所述参数计算形状失真校正表，所述形状失真校正表用于对包含在从所述投影单元到所述投影对象上的投影图像中的形状失真进行校正；以及
亮度失真校正表计算单元，被配置为基于所述参数计算亮度失真校正表，所述亮度失真校正表用于对包含在所述投影图像中的亮度失真进行校正。
参考符号列表
100 投影型图像显示装置
101 投影单元
102 图像处理单元
103 图像输入单元
104 校正表计算单元
201 光源
202 聚光透镜
203 水平反射镜
204 垂直反射镜
205 控制单元
206 屏幕
213 水平反射镜轴
214 垂直反射镜轴
223 水平反射镜旋转驱动单元
224 垂直反射镜旋转驱动单元
205 控制单元
301 图像写入/读取控制单元
302 帧存储器
303 图像校正单元
304 图像质量调整单元

Claims (17)

1.一种投影型图像显示装置，包括：
投影单元，包括：光源，所述光源被配置为发射具有与输入图像的像素值相对应的强度的光；以及偏向单元，所述偏向单元被配置为利用反射镜使来自所述光源的发射光偏向以在投影对象上执行扫描；
重定时单元，被配置为根据所述偏向单元中的偏向角对所述输入图像的像素数据执行重定时；
形状失真校正表，具有各个形状失真校正表计算位置中的形状失真校正量，所述形状失真校正表用于对包含在从所述投影单元到所述投影对象上的投影图像中的形状失真进行校正；
亮度失真校正表，具有各个亮度失真校正表计算位置中的亮度失真校正量，所述亮度失真校正表用于对包含在所述投影图像中的亮度失真进行校正；
图像校正单元，被配置为通过执行基于所述形状失真校正表和所述亮度失真校正表的信号处理对所述输入图像执行失真校正；以及
校正表计算单元，被配置为计算所述形状失真校正表和所述亮度失真校正表，
其中，所述校正表计算单元基于包括所述输入图像的大小的输入图像参数，包括所述偏向单元的所述反射镜的偏向角、有效光束区域信息以及在重定时时的反射镜角度信息的反射镜参数，包括所述反射镜的位置以及所述反射镜与所述光源的光学布置信息的反射镜模型，以及包括所述投影对象相对于所述投影单元的位置信息的投影对象参数来计算各个形状失真校正表计算位置中的形状失真校正量。
2.根据权利要求1所述的投影型图像显示装置，
其中，所述校正表计算单元：
基于所述输入图像参数和所述反射镜参数生成与所述输入图像的外周部相对应的反射镜角度信息；基于所述反射镜模型对所述输入图像的所述外周部中的从所述光源发射的光的发射方向执行光线追踪；基于所述投影对象参数计算所述投影对象上的与所述输入图像的所述外周部相对应的区域；并且计算标准图像位置，所述标准图像位置包括由与所述外周部相对应的区域内切并且具有与所述输入图像相同的长宽比的区域；
基于所述输入图像参数和所述反射镜参数生成与各个形状失真校正表计算位置相对应的反射镜角度信息；基于所述反射镜模型对各个形状失真校正表计算位置中的从所述光源发射的光的发射方向执行光线追踪；并且基于所述投影对象参数计算所述投影对象上的与各个形状失真校正表计算位置相对应的位置；以及
基于所述标准图像位置使所述投影对象上的与各个形状失真校正表计算位置相对应的位置标准化，以获得各个形状失真校正表计算位置中的形状失真校正量。
3.根据权利要求1所述的投影型图像显示装置，
其中，所述校正表计算单元计算所述亮度失真校正表，所述亮度失真校正表用于校正由所述投影对象的绘制有效区域的各处的发射光的光束扩散的差异所导致的光束扩散亮度失真和由所述投影对象的绘制有效区域内的各处的发射光的光束的叠加程度所导致的光束叠加亮度失真。
4.根据权利要求3所述的投影型图像显示装置，
其中，所述校正表计算单元基于包括所述输入图像的大小的输入图像参数，包括所述偏向单元的所述反射镜的偏向角、有效光束区域信息以及在重定时时的反射镜角度信息的反射镜参数，包括所述反射镜的位置以及所述反射镜与所述光源的光学布置信息的反射镜模型，以及包括所述投影对象相对于所述投影单元的位置信息的投影对象参数来计算所述亮度失真校正表，所述亮度失真校正表用于对所述光束扩散亮度失真和所述光束叠加亮度失真进行校正。
5.根据权利要求3所述的投影型图像显示装置，
其中，所述校正表计算单元将在各个亮度失真校正表计算位置中获得的所述光束扩散亮度失真与所述光束叠加亮度失真相乘并将相乘后的失真标准化，并且将标准化后的失真作为该位置中的亮度失真校正量。
6.根据权利要求4所述的投影型图像显示装置，
其中，所述校正表计算单元基于所述输入图像参数和所述反射镜参数生成与各个亮度失真校正表计算位置相对应的反射镜角度信息；基于所述反射镜模型对各个亮度失真校正表计算位置中的从所述光源发射的光的发射方向和光束的广度执行光线追踪；基于所述投影对象参数计算所述投影对象上的与各个亮度失真校正表计算位置相对应的位置和光束的广度；基于所述光束的广度计算各个亮度失真校正表计算位置中的所述光束的广度程度；并且基于所述光束的广度程度计算用于减小各个亮度失真校正表计算位置中的光束亮度的光束扩散亮度失真校正量。
7.根据权利要求6所述的投影型图像显示装置，
其中，所述校正表计算单元通过将各个亮度失真校正表计算位置中的所述光束的广度程度计算为所述投影对象上的3σ区域的面积s并且基于预定的广度程度smax使所述面积s标准化来计算所述光束扩散亮度失真校正量。
8.根据权利要求4所述的投影型图像显示装置，
其中，所述校正表计算单元基于所述反射镜参数计算与各个亮度失真校正表计算位置相对应的反射镜角度附近的重定时位置中的反射镜角度；基于所述反射镜模型对与所述反射镜角度附近的重定时位置中的反射镜角度相对应的从所述光源发射的光的发射方向和所述光束的广度程度执行光线追踪；基于从所述光源发射的光的发射方向和所述光束的广度程度来计算所述反射镜角度附近的重定时位置中的光束的相对的叠加程度；并且基于所述叠加程度获得光束叠加校正量，所述光束叠加校正量用于减小由于各个亮度失真校正表计算位置中的光的输出点的高密度而变亮的部分中的亮度。
9.根据权利要求8所述的投影型图像显示装置，
其中，所述校正表计算单元以光束具有σ＝1的高斯分布的方式使亮度失真表计算位置的外围的每个重定时位置中的所述光束的广度程度标准化，然后将光束叠加以计算所述叠加程度；以将最大叠加率变为1的方式来执行标准化以获得光束的叠加率；并且获得与在距离光束中心预定距离d处的叠加率p2相对应的光束叠加亮度失真校正量。
10.一种图像处理装置，包括：
投影单元，被配置为将输入图像投影在投影对象上；以及参数输入单元，所述参数输入单元被配置为输入关于所述输入图像的参数；
形状失真校正表计算单元，被配置为基于所述参数计算形状失真校正表，所述形状失真校正表用于对包含在从所述投影单元到所述投影对象上的投影图像中的形状失真进行校正；以及
亮度失真校正表计算单元，被配置为基于所述参数计算亮度失真校正表，所述亮度失真校正表用于对包含在所述投影图像中的亮度失真进行校正，
其中，所述投影单元包括：光源，所述光源被配置为发射具有与所述输入图像的像素值相对应的强度的光；以及偏向单元，所述偏向单元被配置为利用反射镜使来自所述光源的发射光偏向以在投影对象上执行扫描，并且根据所述偏向单元中的偏向角对所述输入图像的像素数据执行重定时以执行照射；并且
其中，所述参数输入单元输入包括所述输入图像的大小的输入图像参数，包括所述偏向单元的所述反射镜的偏向角、有效光束区域信息以及在重定时时的反射镜角度信息的反射镜参数，包括所述反射镜的位置以及所述反射镜与所述光源的光学布置信息的反射镜模型，以及包括所述投影对象相对于所述投影单元的位置信息的投影对象参数。
11.根据权利要求10所述的图像处理装置，
其中，所述形状失真校正表计算单元：
基于所述输入图像参数和所述反射镜参数生成与所述输入图像的外周部相对应的反射镜角度信息；基于所述反射镜模型对所述输入图像的所述外周部中的从所述光源发射的光的发射方向执行光线追踪；基于所述投影对象参数计算所述投影对象上的与所述输入图像的所述外周部相对应的区域；并且计算标准图像位置，所述标准图像位置包括与所述外周部相对应的区域内切并且具有与所述输入图像相同的长宽比的区域；
基于所述输入图像参数和所述反射镜参数生成与所述形状失真校正表的各个形状失真校正表计算位置相对应的反射镜角度信息；基于所述反射镜模型对各个形状失真校正表计算位置中的从所述光源发射的光的发射方向执行光线追踪；并且基于所述投影对象参数计算所述投影对象上的与各个形状失真校正表计算位置相对应的位置；以及
基于所述标准图像位置使所述投影对象上的与各个形状失真校正表计算位置相对应的位置标准化，以获得各个形状失真校正表计算位置中的形状失真校正量。
12.根据权利要求10所述的图像处理装置，
其中，所述亮度失真校正表计算单元计算所述亮度失真校正表，所述亮度失真校正表用于校正由所述投影对象的绘制有效区域内的各处的发射光的光束扩散的差异所导致的光束扩散亮度失真和由所述投影对象的绘制有效区域内的各处的发射光的光束的叠加程度所导致的光束叠加亮度失真。
13.根据权利要求12所述的图像处理装置，
其中，所述亮度失真校正表计算单元将在各个亮度失真校正表计算位置处获得的所述光束扩散亮度失真与所述光束叠加亮度失真相乘并将相乘后的失真标准化，并且将标准化后的失真设定为该位置中的亮度失真校正量。
14.根据权利要求12所述的图像处理装置，
其中，所述亮度失真校正表计算单元基于所述输入图像参数和所述反射镜参数生成与各个亮度失真校正表计算位置相对应的反射镜角度信息；基于所述反射镜模型对各个亮度失真校正表位置中的从所述光源发射的光的发射方向和光束的广度执行光线追踪；基于所述投影对象参数计算所述投影对象上的与各个亮度失真校正表计算位置相对应的位置和所述光束的广度；基于所述光束的广度计算各个亮度失真校正表计算位置中的光束的广度程度；并且基于所述光束的广度程度计算用于减小各个亮度失真校正表计算位置中的光束亮度的光束扩散亮度失真校正量。
15.根据权利要求12所述的图像处理装置，
其中，所述亮度失真校正表计算单元基于所述反射镜参数计算与各个亮度失真校正表计算位置相对应的反射镜角度附近的重定时位置中的反射镜角度；基于所述反射镜模型对与所述反射镜角度附近的重定时位置中的反射镜角度相对应的从所述光源发射的光的发射方向和所述光束的广度程度执行光线追踪；基于从所述光源发射的光的发射方向和所述光束的广度程度计算位于所述反射镜角度附近的重定时位置中的光束的相对的叠加程度；并且基于所述叠加程度获得光束叠加校正量，所述光束叠加校正量用于减小由于各个亮度失真校正表计算位置中的光的输出点的高密度而变亮的部分中的亮度。
16.一种图像处理方法，包括：
参数输入步骤，通过参数输入单元输入与投影单元和输入图像相关的参数，所述投影单元被配置为将输入图像投影在投影对象上；
形状失真校正表计算步骤，基于所述参数计算形状失真校正表，所述形状失真校正表用于对包含在从所述投影单元到所述投影对象上的投影图像中的形状失真进行校正；以及
亮度失真校正表计算步骤，基于所述参数计算亮度失真校正表，所述亮度失真校正表用于对包含在所述投影图像中的亮度失真进行校正，
其中，所述投影单元包括：光源，所述光源被配置为发射具有与所述输入图像的像素值相对应的强度的光；以及偏向单元，所述偏向单元被配置为利用反射镜使来自所述光源的发射光偏向以在投影对象上执行扫描，并且根据所述偏向单元中的偏向角对所述输入图像的像素数据执行重定时以执行照射；并且
其中，所述参数输入单元输入包括所述输入图像的大小的输入图像参数，包括所述偏向单元的所述反射镜的偏向角、有效光束区域信息以及在重定时时的反射镜角度信息的反射镜参数，包括所述反射镜的位置以及所述反射镜与所述光源的光学布置信息的反射镜模型，以及包括所述投影对象相对于所述投影单元的位置信息的投影对象参数。
17.一种存储介质，其中存储有计算机程序，所述计算机程序使计算机起到下列作用：
参数输入单元，所述参数输入单元被配置为输入与投影单元和输入图像相关的参数，所述投影单元被配置为将所述输入图像投影在投影对象上；
形状失真校正表计算单元，被配置为基于所述参数计算形状失真校正表，所述形状失真校正表用于对包含在从所述投影单元到所述投影对象上的投影图像中的形状失真进行校正；以及
亮度失真校正表计算单元，被配置为基于所述参数计算亮度失真校正表，所述亮度失真校正表用于对包含在所述投影图像中的亮度失真进行校正，
其中，所述投影单元包括：光源，所述光源被配置为发射具有与所述输入图像的像素值相对应的强度的光；以及偏向单元，所述偏向单元被配置为利用反射镜使来自所述光源的发射光偏向以在投影对象上执行扫描，并且根据所述偏向单元中的偏向角对所述输入图像的像素数据执行重定时以执行照射；并且
其中，所述参数输入单元输入包括所述输入图像的大小的输入图像参数，包括所述偏向单元的所述反射镜的偏向角、有效光束区域信息以及在重定时时的反射镜角度信息的反射镜参数，包括所述反射镜的位置以及所述反射镜与所述光源的光学布置信息的反射镜模型，以及包括所述投影对象相对于所述投影单元的位置信息的投影对象参数。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015104016A (ja) * 2013-11-26 2015-06-04 キヤノン株式会社 被写体検出装置、撮像装置、被写体検出装置の制御方法、被写体検出装置の制御プログラムおよび記憶媒体
CN105252911B (zh) * 2015-09-22 2017-04-12 深圳市创鑫激光股份有限公司 一种激光打标的校正方法和装置
US10529063B2 (en) 2016-08-22 2020-01-07 Magic Leap, Inc. Virtual, augmented, and mixed reality systems and methods
EP3376280B1 (en) * 2017-03-15 2023-04-05 Ricoh Company, Ltd. Display device and apparatus
US10766102B2 (en) * 2017-11-20 2020-09-08 Wipro Limited Method and system for performing laser marking
CN111047648B (zh) * 2018-10-15 2023-09-19 浙江宇视科技有限公司 角度校正方法及装置
CN109360229B (zh) * 2018-10-31 2020-11-17 歌尔光学科技有限公司 激光投射图像处理方法、装置和设备
CN109309825B (zh) * 2018-11-26 2024-01-23 长兴博泰电子科技股份有限公司 一种激光动画投影装置及控制方法
CN109600590A (zh) * 2018-11-30 2019-04-09 歌尔股份有限公司 投影仪图像畸变的矫正方法、装置及介质
CN110769231B (zh) * 2019-08-02 2021-10-22 成都极米科技股份有限公司 基于梯形矫正的投影画面光均匀度控制方法及控制系统
JP2021144147A (ja) * 2020-03-12 2021-09-24 国立大学法人福井大学 投影装置
US20220086404A1 (en) * 2020-09-17 2022-03-17 Iview Displays (Shenzhen) Company Ltd. Dynamic projection method for target tracking and a dynamic projection equipment
CN114640832A (zh) * 2022-02-11 2022-06-17 厦门聚视智创科技有限公司 一种投影图像的自动校正方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0173704B1 (ko) * 1995-07-25 1999-03-20 배순훈 투사형 화상표시시스템의 비대칭화면 보정장치
JPH0984036A (ja) * 1995-09-20 1997-03-28 Hitachi Ltd 投写型ディスプレイ装置とこれを用いたマルチディスプレイ装置，マルチディスプレイシステム
IL119259A (en) * 1996-09-17 2000-12-06 Comview Graphics Ltd Electro-optical display apparatus and method of using same
JP2003021800A (ja) 2001-07-10 2003-01-24 Canon Inc 投射型表示装置
JP3731663B2 (ja) * 2002-12-04 2006-01-05 セイコーエプソン株式会社 画像処理システム、プロジェクタおよび画像処理方法
JP4316271B2 (ja) 2003-03-28 2009-08-19 日本信号株式会社 光走査装置
US20060203207A1 (en) * 2005-03-09 2006-09-14 Ikeda Roger M Multi-dimensional keystone correction projection system and method
JP2007199251A (ja) 2006-01-25 2007-08-09 Canon Inc 光走査装置及びそれを有する走査型画像表示装置
JP4013989B2 (ja) * 2006-02-20 2007-11-28 松下電工株式会社 映像信号処理装置、仮想現実感生成システム
CN101385047B (zh) * 2006-02-20 2011-11-23 松下电工株式会社 图像信号处理装置和虚拟现实创建系统
JP5318359B2 (ja) * 2007-03-29 2013-10-16 コニカミノルタ株式会社 画像投影装置
JP5233999B2 (ja) * 2007-09-13 2013-07-10 日本電気株式会社 画像表示装置、画像表示方法、および方向算出プログラム
JP2009244330A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Funai Electric Co Ltd 投射型画像表示装置
WO2009142015A1 (ja) * 2008-05-21 2009-11-26 パナソニック株式会社 プロジェクタ
JP5304380B2 (ja) * 2008-07-23 2013-10-02 株式会社リコー 光走査装置、これを用いた画像投影装置、ヘッドアップディスプレイ装置および携帯電話機
US8373690B2 (en) * 2008-10-17 2013-02-12 Panasonic Corporation Scanning image display apparatus
JP2010230730A (ja) * 2009-03-25 2010-10-14 Seiko Epson Corp 画像形成装置
US8111336B2 (en) * 2009-07-17 2012-02-07 Microvision, Inc. Correcting scanned projector distortion by varying the scan amplitude
JP5803184B2 (ja) 2010-11-19 2015-11-04 株式会社リコー 画像投影装置、メモリアクセス方法

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