JP2002525694A - 整列カメラ群を用いる校正方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は最小限の人手の干渉により校正、再校正され得る表示部を提供して、先行技術の多くの不利点を克服する。これを達成するために本発明は一またはそれ以上のカメラ（３８，４０）を配設し表示スクリーン（３６）上に投射された画像を捕捉する。一の実施形態において一またはそれ以上のカメラはスクリーンのプロジェクタと同じ側に置かれる。他の実施形態では一列のカメラ群がスクリーンのいずれか一方あるいは両方の側に置かれ、スクリーン上の隣接ないし重なる多数の捕捉画像を捕捉する。いずれの実施形態においても結果的に捕捉画像が処理されて、継ぎ目、帯、リング等のような可視的人造物を含む、不都合な特徴を同定する。不都合な特徴が同定されれば、適宜の変形機能が定められる。この変形機能は不都合な特徴が表示部から低減されるか除去されるように、表示用の入力ビデオ信号を予め歪めておく。変形機能は望ましくは空間的不均一、色彩的不均一、輝度的不均一ないし他の可視的人造物を補償することになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （同時継続中の出願のクロスリファレンス） 本願は「シームレスのタイル張り状表示部を提供する方法とその装置」と題し
た１９９８年９月２３日出願の米国特許出願第０９／１５９，３４０号、および
「タイル張り状表示部の校正方法とその装置」と題した１９９８年９月２３日出
願の米国特許出願第０９／１５８，９９５号に関与し、そのいずれも本発明の譲
受人に譲渡され、本願において参照されている。

【０００２】 （背景技術） 本発明は表示部の校正、特に、多重表示部装置を用いて大画面で高解像度の画
像を生成するタイル張り状の表示部の校正に関する。

【０００３】 タイル張り状表示部方式、特にタイル張り状投射方式は長年に亙り提案され、
使用されている。１９５０年代には「シネラマ」方式がフィルム産業のために開
発された。このシネラマ方式は３つの別個の投射表示部を用いて３本のフィルム
を投射し、これらを組み合わせて単一のパノラマ画面を形成するものである。デ
ィズニーランドは類似の多重投射方式を継続して用いている。ディズニーランド
では環状の投射機群が円形室の壁を巡るスクリーンを照射する。

【０００４】 ビデオ分野では、多重投射機方式が提案され、多数の特殊な応用面で使用され
ている。例えば、ハードンによる米国特許第４，１０３，４３５号若しくはテイ
ラーによる米国特許第３，８３３，７６４号はフライトシュミレータ用の多重投
射機方式の使用を示唆する。これらの方式の多くは相互に隣接して置かれ、多重
投射機用の大画面表示部を形成する。多くのビデオベースの多重投射機方式にお
ける困難性は、多重画像を表示部のスクリーン上に単独の連続的な画像にする点
にある。

【０００５】 ２つの画像を隣り合わせて単独のスクリーン上に投射した場合、通常は両画像
間に継ぎ目が生じる。最終的な表示部画像は、両画像間にギャップを伴って隣接
する２つの画像となるか、あるいは両画像が単一のスクリーン上でオーバーラッ
プする場合は両画像の重なり部分に明るい光線が生じる。従来のカメラ、表示部
のビデオ処理やデリバリチャンネル、特に投射表示部における不一致のために、
結果的なビデオ画像を完全にマッチさせて、タイル模様人造物を画像内に現れな
いようにすることは非常に困難である。各画像を同じスクリーン上で密接させれ
ば各継ぎ目でギャップとオーバーラップの両方が起きる。

【０００６】 ＳＰＩＥ第２６５０巻（１９９６年）１３１−１３９頁のセオ メイヤーによ
る論文「プロジェクタ列を用いた革新的表示部オプションのための設計考察と応
用」は、多数の分離した画像を重ねた関係をもって投射し、各画像のオーバーラ
ップ部分の分離画像の光度をランプさせることを記載する。そして各分離画像の
重ね縁をフェードダウンさせて、蛍光、光弁あるいはＬＥＤプロジェクタのガン
マ（ビデオ信号減対光出力曲線）を補償し、表示部全般の明るさを均一にするこ
とを最終目的とする混合機能の使用を記載している。

【０００７】 イノバ他による米国特許第５，１３６，３９０号は混合機能は単純で一様なラ
ンプ機能ではありえないことを認めている。代表的なビデオプロジェクタは使用
するレンズ系の当然の機能として画像の縁部に向けて暗くなる、そして信号、中
間の信号プロセサー、プロジェクタ等の通常の不規則性によって生じる多数の明
暗部分を有する画像を生成する。これらの不一致は代表的に一つのビデオ要素か
ら他の要素へ、更には類似構成の別々の要素間ですら変化する。また、異種のプ
ロジェクタはしばしば同量の光度変調に対して異なる応答をする。かくて重なり
部分における単純な明るさのランプは結果的な画像において明暗調の帯ないしは
スポットを生じることになる。

【０００８】 これらの制限に打ち克つために、イノバ他は単純で一様な混合機能を、メイヤ
ーが示唆するように重なり部分に適用するが、その際特定の場所でこの混合機能
を手動でターンさせて表示部から可視的な人造物を除去することを示唆する。各
人造物の場所は、人造物を有すると判明した部分を越えてカーソルを手動で動か
せば同定し得る。一度カーソルを適所に置けば、方式は対応する人造物が除かれ
るように混合機能の対応位置を回す。

【０００９】 各人造物は使用者によって手動で同定しなければならず、従って全表示部を校
正する方法は時間を要し、冗長になる。これは特に多くの表示部が、それらのプ
ロジェクタと他のハードウェア部材が時間と共に変化する傾向にあるため定期的
な再校正を要する以上事実である。これらより見れば、イノバ他米国特許等にお
けるよりも人手の干渉を少なくして校正、再校正し得る表示部を得ることが望ま
しい。

【００１０】 （発明の要約） 本発明は人手の干渉を殆どあるいは全く要せずに校正並びに再校正できる表示
部を提供することによって、先行技術の持つ不利点の多くを克服する。その達成
のためには、本発明は画像観賞面あるいは概観スクリーン上に示される画像を捕
捉する一台またはそれ以上のカメラを提供する。図示の実施形態では、一台また
はそれ以上のカメラが表示部の非観賞面、例えばバックライトと隣接するＬＣＤ
との間、あるいは、ＣＲＴの場合には、真空ボトルの内側と後側とに置かれる。

【００１１】 図示の一実施形態では一台またはそれ以上のカメラがスクリーンの投射表表示
部と同一のスクリーンの側に置かれる。他の実施形態では整列カメラ群がスクリ
ーンのいずれかの側または両側に置かれ、スクリーンの多数の隣接ないしは重ね
合わせて捕らえた画像を捕捉する。いずれの場合も結果的な捕捉画像は処理され
て、継ぎ目、帯、リング等の如何なる人造物をも含めた望ましからざる特徴を同
定する。一旦不都合な特徴が同定されれば、適切な変形機能が決定される。変形
機能は不都合な特徴が表示部から減じられるか、あるいは除去されるように、表
示部用の入力ビデオ信号を予め歪曲させるために用いられる。変形機能は望まし
くは空間的不均一、色彩的不均一、輝度的不均一や他の可視的人造物を補償する
。

【００１２】 一実施形態ではスクリーンは第１の側と第２の側とを有するように提供される
。背面投射表示部のためには、第１の側が投射側に対応し、第２の側が観賞側に
対応する。前面投射表示部のためには、第１の側がスクリーンの投射、観賞用の
両側に対応する。別の実施形態では、スクリーンの投射側に画像を投射するよう
にプロジェクタが置かれ、一台のカメラまたは整列カメラ群がスクリーンの投射
側からの捕捉画像または捕捉画像セグメントを撮るために設けられる。捕捉画像
の受領のために決定ブロックが設けられ、捕捉画像に不都合な特性の一またはそ
れ以上を有するかどうかを決定する。同定ブロックもまた設置されて、合成表示
部から不都合な特徴が減じられるか、除去されるように入力ビデオ信号を予め歪
ませる変形機能を同定する。

【００１３】 二またはそれ以上の表示部、特にプロジェクタを設置し、各表示部は個別の画
像を明示して夫々別個の画像がスクリーン上に合成画像を集合的に形成するよう
にすることが図られる。また二台またはそれ以上のカメラを設置することも企図
される。二台またはそれ以上のカメラを設置したときは、スクリーンのいずれか
一方または両方の側にカメラ群を置き、スクリーンの多数の隣接ないしは重なっ
た捕捉画像を捕捉することが図られる。望ましくはカメラは一台ずつ表示部の一
つと対にされ、多数の表示部・カメラのクラスタを形成する。表示部・カメラの
クラスタは各々多数の電子技術インタフェイスを包有し、各インタフェイスには
隣接の表示部・カメラクラスタを設け、二またはそれ以上のクラスタを組み合わ
せて全表示部を形成するようにする。

【００１４】 一以上の表示部を備えるときは、同定ブロックは各表示部のついて別個の変形
機能を同定し、各表示部についての変形を増やし、タイル張り状の表示部の全て
についての合成変形機能にするように図る。個々の表示部について別個に、望ま
しくは全表示部についての拘束と共に変形機能を与えることにより、各種の不都
合な特徴を合成画像から更に容易に除去し得る。

【００１５】 更にはまた、同定ブロックは、或る特定の表示部について変形機能を同定した
時に、幾つかのカメラからの捕捉画像を分析することを企図する。例えば特定の
表示部から輝度的不均一を除去する変形機能を同定するため、同定ブロックはそ
の表示部の全捕捉画像の輝度を分析して、下記に詳述するように適切な床面輝度
レベルと天井輝度レベルを決定する。

【００１６】 最後に、表示部・カメラのクラスタは各々、上述した決定、同定ないしは処理
機能の少なくとも一部を充当する処理モジュールを含むようにすることを企図す
る。従って表示部の処理用ハードウェアは少なくとも部分的に表示部・カメラの
クラスタ内に配分されるようにすることを企図する。一充当策において後述のよ
うにカメラ、表示部、電気的Ｉ／Ｏ機能と処理機能とが同じ基板に埋設される。

【００１７】 （発明を実施するための最良の形態） 本発明は零ないし最小限の人手の干渉で校正並びに再校正し得る表示部を提供
する。その実現のために、本発明は表示部観賞面あるいは観賞スクリーン上に投
射された画像を捕捉する一台またはそれ以上のカメラを提供する。一実施形態に
おいて一台またはそれ以上のカメラは表示部の観賞面側に置かれる。他の実施形
態では一台またはそれ以上のカメラは表示部の非観賞側、例えばバックライトと
隣接ＬＣＤとの間、またはＣＲＴの場合には真空ボトルの内部と背部とに置かれ
る。一実施形態では、一台またはそれ以上のカメラはスクリーンの投射表示部と
同じ側に置かれる。別の実施形態では整列したカメラ群をスクリーンの一方の側
または両側に設置して、スクリーンの隣接ないしは重なり部における多数の捕捉
画像を捕捉する。いずれの実施形態においても、結果的な捕捉画像は処理されて
、継ぎ目、帯、リング等の如何なる可視的人造物も含めた不都合な特徴をも同定
する。一旦不都合な特徴が同定されると、適切な変形機能が決定される。変形機
能は表示部への入力ビデオ信号を予め歪曲して、不都合な特徴が表示部から減少
されるか、除去されるようにする。望ましくは変形機能は空間的不均一、色彩的
不均一、輝度的不均一ないしは他の可視的な人造物を補償する。

【００１８】 図示の一実施形態では、タイル張り状表示部は二個またはそれ以上の整列形状
に配したプロジェクタを有する。プロジェクタは画像化装置の直接記録型（例え
ばＣＲＴ，ＬＣＤ，ＤＭＤ，ＣＭＯＳ−ＬＣＤ）、または他の型のもので良く、
前方及び後方投射型でも良い。タイル張り状表示部では、各々の表示部は望まし
くは個別の画像を別個に観賞面またはスクリーン上に表わし、個別の画像は集合
的に合成画像を形成する。個別画像は互いに重なっても重ならなくても良い。こ
の形状を図１に示す。

【００１９】 実施形態としてのプロジェクタ８が図２に示され、望ましくは一つのデジタル
マイクロミラー装置（ＤＭＤ）１０が用いられる。ＤＭＤ装置は代表的な一列の
、電子的にアドレス可能で可動とした、静電容量的に偏向されて光を反射する方
形のミラーを含む。ＤＭＤ装置の使用は、軽量、確実で広視覚と良好な画像の明
確性のあるデジタル表示部を提供し得る。更に、或るＤＭＤ装置は各種のＭＩＬ
−ＳＴＤ−８１０環境及びストレス要求に合致し、色彩、グラフ、文章、及びビ
デオデータを各種のフレーム比で表示し得る。

【００２０】 プロジェクタ８はまた望ましくは各種光学要素を含み、適宜に入射照明を用意
し、ＤＭＤ１０を照らし、画像を投射する。図２に示すように光学路は二つの区
分、照明路２と投射路１４とを含む。光学路はＤＭＤ１０を照明する高信頼性、
金属ハロゲン化物で短アークランプ１６で始まる。アークランプ１６からの光は
回転するＲＧＢカラーフィルタ輪１８を通過する。照明リレーがＤＭＤ１０を照
らす光線を拡大し、ＤＭＤ１０上にテレセントリック画像を形成する。トータル
インターナルレフレクション（ＴＩＲ）プリズム２０がランプからの入射光をＤ
ＭＤ１０に通過させ、投射レンズに帰す。ＤＭＤ上の各ミラーの回転状態（例え
ばオン／オフについて±１０度）に応じて、ＤＭＤ１０からの光は投射レンズの
瞳孔に向けられる（オン）か、投射レンズの瞳孔から外される（オフ）。多重素
子投射セルがＤＭＤ１０から来る画像を所望のＭＴＦ，側色、及び歪で拡大する
。

【００２１】 各プロジェクタ８はまた電子工学的モジュール（明示はしないが）を含み得る
。この電子工学的モジュールは入来データ信号を取り込み、一時的信号をＤＭＤ
１０上の空間的表示に変換し、表示用の連続カラーを提供するフィルタ１８を制
御する。後述するように電子工学は任意の数のプロジェクタをタイル張り状に組
み合わせるモジュールとなる。更にタイル張り状化アルゴリズムが電子工学に適
宜組み込まれてプロジェクタ群を「スマート」にする。これは各プロジェクタの
電子工学を自動的又は手動的に、使用者の手による干渉は殆どあるいは全く無く
して、プロジェクタ群の形状に適合させる。

【００２２】 図３は本発明の実施形態の簡略図である。本方式は３０で概ね示され、一台ま
たはそれ以上の表示部、それは観賞面又はスクリーン３６上に個別の画像を表わ
すプロジェクタ３２，３４をなす。図示の目的で表示部はプロジェクタとして論
じられる。一台またはそれ以上のカメラ３８，４０を、スクリーン３６上に投射
された画像を捕捉するために設けられる。一実施形態においてはこの一台または
それ以上のカメラ３８，４０がスクリーン３６の同じ側にプロジェクタ３２，３
４として置かれる。他の実施形態において、一列のカメラ群がスクリーンの一側
又は両側に設置され、スクリーン３６上の多数の隣接画像ないしは重なる捕捉画
像を捕捉する。更に一般的な実施形態においては一台またはそれ以上のカメラが
表示部の観賞側に設置される。他の実施形態では表示部群の非観賞側に一台また
はそれ以上のカメラが、例えばバックライトと隣接ＬＣＤとの間、あるいはＣＲ
Ｔの場合であれば真空ボトルの内部と背部とに設置される。いずれの場合にも捕
捉画像がいずれかの不都合な特徴を有するか否かを決定ブロックが決定し、入力
ビデオ信号に適用したときは、同定ブロックが不都合な特徴を低減し得る変換機
能を同定する。決定ブロックと同定ブロックとは一個またはそれ以上のプロセッ
サを用いて充当される。

【００２３】 本実施形態では各カメラ・プロジェクタの対又はクラスタは対応するプロセッ
サ等を含む。例えばプロジェクタ３２とカメラ３８とは対応するプロセッサ４４
を、プロジェクタ３４とカメラ４０は対応するプロセッサ４６を有する。一実施
形態ではローカルプロセッサ４４，４６はインタフェース６２を介して実行プロ
セッサ４８に結合される。

【００２４】 ローカルプロセッサ４４，４６の各々は図示のように入力ビデオストリームを
受ける。プロジェクタ３２，３４の各々は代表的に所望の合成画像の一部のみを
投射し、プロセッサ４４，４６は入力ビデオストリームを第１の入力ビデオ信号
５０と第２の入力ビデオ信号５２に分離し、これら信号は後述のように更に処理
されて人造物の補償を行ない、合成画像の高品質を達成する。本実行形態ではプ
ロセッサ４４，４６は入力ビデオストリームを分離して、例えば重なり部６０の
ような隣接する個別画像間の重なりが考慮されるようにする。

【００２５】 入力ビデオストリームは適宜の数の信号源からもたらされるもので、ＮＴＳＣ
，ＰＡＬ，ＨＤＴＶ，ワークステーション又はＰＣビデオ信号である。これらの
信号型式はＲＳ−１７０，ＲＳ３４３ガイドライン及び仕様、例えば、更に新し
くはＶＥＳビデオ信号標準並びにガイドラインと両立し得る。信号は水平及び垂
直シンクと、出力画像を造るために用いる能動ビデオ信号に加えて帰線消去情報
を含む。シンク信号はプロセッサ４４，４６で用いられ、特にデジタル化を要す
るアナログ入力信号の場合にはシステムないしはビデオサンプリングクロックを
引き出す。

【００２６】 カメラ３８，４０は望ましくは図示のようにスクリーン５８に向けられ、各々
カメラ出力信号を夫々インタフェース５４，５６を介して対応するプロセッサ４
４，４６に送る。カメラ３８，４０は合成画像の少なくとも一部の捕捉画像を捕
捉するに充分な視野を有する。各カメラの視野は合成画像の１％のみ、合成画像
の５０％、合成画像の全部、又は所望とみられる合成画像の適宜の部分を取り囲
むことを図る。タイル張り状化した表示部では、これは１個のタイル部分のみ、
約１個分、又は全タイル分に相当する。カメラの視野が全表示部を取り囲まない
時は、表示部の各区分を校正し、次いでバックグラウンド又はリアルタイムモー
ドで組み立て、全タイルについて校正表示部を得る必要がある。

【００２７】 図示の整列カメラ群では、各カメラの視野は必ずしも対応するプロジェクタの
視野に対応することを必要としない。本実施形態ではカメラ３８の視野は上方向
に、例えばプロジェクタ３２の視野に対して片寄らせる。カメラの視野は表示さ
れた画像タイルの方向付けに対して回転され、比較され、あるいは翻訳される。
同様にカメラ４０の視野も上方向に、プロジェクタ３４の視野に対して片寄らせ
る。これは隣接のプロセッサ・カメラ・プロジェクタのクラスタのカメラがデイ
ジー鎖状に残ったあるいは失われたシーンの内容を捕捉するために用いられるた
め、受容し得ることである。結果は自動並びに交差関係で引き出された特徴につ
いて多種の公知方法を用いて分析される。隣接のクラスタは残りの、あるいは失
われたシーンの内容を中継して、代表プロセッサ４８を介して適切なプロセッサ
に戻す。代表プロセッサ４８は望ましくは供給される多重の画像から合成を組み
立て、適切な合成情報を各ローカルプロセッサに送る。合成は画像、画像特徴、
あるいは情報の如何なる他の形としても表現でき、インタフェース６２を介して
適切なプロセッサに中継して戻す。また、カメラの口径視野がスクリーン３６に
対して直角であることを必要としないことを企図する。むしろ、カメラは垂直な
いし水平（図示せず）に角度を付けて投射画像を多かれ少なかれ取り囲む。

【００２８】 適切な情報が各ローカルプロセッサにリレーバックされると、望ましくない人
造物を決定する。同定ブロック、望ましくは各ローカルプロセッサ内に配された
同定ブロックは変形機能を同定し、この機能が入力ビデオストリームに適用され
た時は、対応するプロセッサーカメラ−プロジェクタのクラスタ内の、そしてス
クリーン３６上の合成画像中の望ましくない特質を減少させる。望ましくない特
質は空間的不均一、色彩的不均一、ないしは輝度的不均一を含めるが、他の公知
の画像上の人造物あるいは不規則性をも含んで良い。

【００２９】 図示の実施形態では、スクリーン３６は透明スクリーンか、反射スクリーンで
も良い。スクリーン３６が透明であれば実施形態は背面投射表示部となる。スク
リーン３６が反射性であれば実施形態は前面投射表示部となる。いずれの場合も
、カメラとプロジェクタはスクリーンの同じ側、つまり投射側に示される。しか
し、整列カメラ群を備える時は、カメラはプロジェクタに対してスクリーンのい
ずれかの側あるいは両側に置かれ、これが一般に企図される表示部の例となる。

【００３０】 カメラは静止型でも電子ビデオカメラでも良く、あるいはシーンを多重点型で
捕捉し、画像の電子表示を対応するローカルプロセッサに届ける均等の要素の組
み合わせを有するものでも良い。望ましい実施形態ではＣＣＤ又はＣＭＯＳカメ
ラで、カラー（例えば多重点カロリメータ）でもモノクロームでも良い。望まし
くはカメラはフォトピックフィルタを含んで、人の視覚系と同じ方法で出力画像
をカメラが測定し得るようにする。輝度と色度のノイズとエラーは、眼球がこれ
ら変則を検出するようにして同様に測定される。画像は短い瞬間（例えば６０ミ
リ秒以下）に撮ったスナップショットでも、長時間露出（例えば１秒の単位）の
ものでも良い。

【００３１】 望ましい実施形態では、カメラはアナログ出力を生成する従来の小型ビデオカ
メラとする。アナログ出力はデジタル化され、ローカルプロセッサ４４，４６の
各々の配したフレームグラバ等（図示せず）によって捕捉される。デジタル化さ
れると、捕捉画像は記憶され、デジタル処理技術を用いて処理される。捕捉画像
が望ましくない特質を有するかどうかを検出するために、捕捉画像は所定のデー
タないし設定インフォメーションと比較される。先ず、しかし、カメラや組み合
わせのプロセスハードウェアによって引き出された歪が検出され、除去されるよ
うに企図される。

【００３２】 カメラの歪を融離するためには、物理的テンプレート７０が図示のようにスク
リーン３６の前に設けられる。この物理的テンプレート７０は望ましくは点の列
のような所定のパターンを有する。適所に置いたテンプレート７０によって、カ
メラ３８，４０は所定パターンの一部を含むテンプレート７０の少なくとも一部
の捕捉画像を捕捉する。捕捉した画像を所定の期待される画像と比較し、特に捕
捉画像中の所定パターンの点の位置を各点の期待される位置と比較して、カメラ
３８，４０並びに組み合わせハードウェアの歪が検出される。期待される位置か
らの偏向を用いることによってプロジェクタごとに変形機能が決定され、入力ビ
デオストリームに適用されて、カメラの歪が補償される。

【００３３】 カメラの歪が検出されると、物理的テンプレート７０が除かれ、表示部自体の
歪が検出される。表示部は空間的歪、色彩歪、輝度歪等を含む多種の型の歪を有
する。投射表示部の空間的歪の検出には、例えば入力信号が選択したプロジェク
タ３２，３４に与えられて、所定又は公知のパターンを夫々示す多数の個別の画
像を投射する。公知パターンは標準入力ビデオストリームから捕捉される。カメ
ラ３８，４０は少なくともスクリーン３６の一区分の多数の捕捉画像を捕捉する
ために用いられる。捕捉画像の使用によって、例えば捕捉画像を所定の期待され
る画像と比較することによって投射表示部の歪が検出される。他の選択として、
あるいは付加的に、歪は、隣接する個別の画像、更に望ましくは各画像間の選択
されたオーバーラップ部分６０のうちの所定パターンの選択特徴の位置を比較す
ることによって検出される。アファイン、遠近法、双一次、多項式、個別多項式
、大域的スプラインまたは同様の技術を用いることによって、変形機能が検出さ
れ、入力ビデオストリームにこれを適用してプロジェクタ３２，３４の空間的歪
が補償される。カメラ３８，４０によって引き出された歪は、上述のように投射
系の歪以前に捕捉画像から除くことが企図される。

【００３４】 投射系の色彩と輝度の歪を検出するには、輝度の異なる多数の入力信号を連続
して投射表示部に入力するが、各入力信号は選択された色彩のフラットフィール
ド画像に対応する。例えば第１の入力信号はＬＣＤ入力強度「２５５」又は最も
明るい入力値を有する赤色フラットフィールド画像に対応する。次の入力信号も
赤色フラットフィールド画像に対応するが「２２０」の調光ＬＣＤ入力輝度を有
する。輝度が次第に低くなる入力信号が、最大調光入力値である黒色に対応する
「０」のＬＣＤ入力輝度の入力信号になるまで与えらえる。これら入力は、特に
入力がデジタルで測定した値でなくアナログ電圧である時は明から暗までの均等
として表わされる。この方法が青色と緑色のフラットフィールド画像の両方につ
いて繰り返される。対応するカメラは望ましくはフラットフィールド画像の各々
を捕捉する。その結果の画像は望ましくは列状捕捉画像またはその圧縮バージョ
ンとして、対応するプロセッサ内のレファレンスイメージアンドデータブロック
１００（図４参照）に記憶される。一旦収集されると、各捕捉画像の不都合な特
徴が、プロジェクタ３２，３４の各々の、色彩が対応し、入力輝度が異なる輝度
ドームを含んで検出される。

【００３５】 一旦輝度ドームが同定されると、全表示部に亙って天井と床面が色彩と輝度の
双方について決められる。例えば一つのプロジェクタが他のものより輝度が高い
が統べては最大輝度（例えばＬＣＤ「２５５」）で駆動され、各プロジェクタが
提供する輝度は画像の縁部近くで減少する。従って天井は、全プロジェクタが最
大輝度で動作される時は全タイルの最大調光での重複結果にマッチして選択され
る。同様に、床面は全プロジェクタが最小輝度（ＬＣＤ「０」）で動作される時
は最大輝度にマッチして選択される。

【００３６】 その後、選定されたタイル全面の輝度ドームを減少させ、また、各タイルの明
るさと色彩を隣接するタイルにマッチさせるべく、変形機能が決定される。例え
ば変形機能は捕捉あるいは圧縮色彩ドームの色彩調査表、最近接検出と、同定機
能、所望の直線的出力レベルを出力するために必要な入力レベルを決めるための
最近接部分中の内挿機能によって表わされる。

【００３７】 本発明の一実施形態において転移機能により２％以下の全表示に亙って発光態
様が作られ、ウエバー法による一の正当顕著な差（ＪＮＤ）より少ない。発光の
均一化の実行レベルを良好にするため、転移機能は表示上のＸ，Ｙ位置の機能を
好適にし、且つポリシリコンＬＣＤ_３のような画像源技術を用い、ＬＣＤは好適
な強度で入力される。好適には表示部通過の別の態様では人間の視野の対照的な
知覚曲線によりＪＮＤ以下に保持する。この曲線は特別な周波数の機能のように
多少の変化を許容する。

【００３８】 表示部が重なったタイルを持つとき、システムの歪が表示部に突出するパター
ンにより直接決定され得ることに留意する。タイルの表示部に任意の画像が重な
り得るため、第１の特徴は重なり領域が選択されて同一視でき、且つ第１の特徴
では第１の突出体が突設される。そして第２の特徴は重なり領域が同一に選択さ
れて同一視でき、第２の特徴では第２の突出体が突設され、第２の特徴は上記の
第１の特徴に相当する。第１及び第２の特徴の特別の関係により決定され、且つ
第１の突出体用の第１の転移に留意する。同様に第２の突出体用の第２の転移機
能に留意する。これらの構成については図１２〜図１４に沿って以下に詳述する
。

【００３９】 最終的にカメラ群は新捕捉画像を得るように周期的に動作する。プロセッサブ
ロック４４，４６の決定ブロックは仮に新捕捉画像が一以上の不都合な特性を有
する場合決定し得、プロセッサ４４，４６の顕著化ブロックは新転移機能の顕著
化を行ない得、入力ビデオ流をプロセスするように使用でき、且つ顕著化された
不都合な特性が減少するように突出体３２，３４に入力ビデオ信号をプロセスさ
せる。これにより、少ないか若しくは無干渉にして表示部を周期的に再測定する
よう本発明を実行し得る。再測定の周期は動作状態に伴って増減し得る。例えば
高振動の環境での作用を受けるよう６０Ｈｚにし得る。良好な環境においては家
庭で起きるような０．００１Ｈｚあるいはそれ以下まで低減できる。

【００４０】 プロセッサ５２は前構築の試験論理を含ませて再注視する。前構築試験論理は
、表示部の一部に問題を生じていれば周期的に検出され得、それにより表示シス
テムをほぼ再測定することにより問題が改正される。互いに約５０％あるいはそ
れ以上画像が重なる場合これは特に有用である。一例として５０％では顕著な不
成功作動システムの対処に大幅に過剰になることもある。不成功作動手段は構成
が不成功でも使用でき、システムを充分に継続して使用できる。仮に一の投射体
が不成功でも５０％の重なりではシステムの信用度の点で大きな利得を避ける結
果少なくとも一以上実行し得る。

【００４１】 記憶構成にかかるコストを抑制するため、転移機能及び上述したような引き出
される特徴、情報、データの組み合わせは更に顕著であり、ＪＰＥＧ若しくはＭ
ＰＥＧの詳細を推す因果関係を持たせた転移、前向きに異なる共同構成あるいは
圧縮の共同構成のように減少させた情報の量で記憶する。書き込み等は選択され
た地点間の場所によりほぼ改正された要素を再建すべく用いられ得る（図１１参
照）。

【００４２】 図４は図３のプロセッサブロックの一のための所定の実行を示すブロックダイ
アグラムである。図示の実施形態においては図３のプロセッサブロック４４が示
される。プロセッサブロック４４は基準・測定画像ブロック１００、変形積算ブ
ロック１０２および実時間ワーパ・色混合ブロック１０４が含まれる。非実時間
積算および演算構成にはエグゼクティブプロセッサ４８を作動するように設ける
ことができる。

【００４３】 プロセッサ４４及びエグゼクティブプロセッサ４８は基準画像・データブロッ
ク１００を介し、投射体及び隣りの投射体によって表わされる捕捉並びに測定さ
れる画像をアクセスする。捕捉された画像は対応するプロセッサにより分析され
且つ特徴が引き出される。空間の補償機能の場合特徴の引き出しは以下に充分に
説明するよう深知し、検出し且つ定置点を同定する。色彩の補償においては一連
の画像が試験した投射体を介しスクリーン上に投射され得る。これらの画像は白
黒あるいはカラーの平坦な視野画像にし得、赤、緑及び青が分離されて０〜２５
５のデジタル入力値の範囲にされる。カメラレンズの周囲がぼける性質が捕捉さ
れ、結果物内に捕捉及び集合的に一致される。カメラによる周囲がぼける点は均
一に示される白色の平坦な視野による白色の平坦な画像を使用して時間的に先行
し測定され、以前の情報、好ましくは基準画像の圧縮画像及びデータブロック１
００が蓄積される。

【００４４】 基準画像及びデータ像は変形積算ブロック１０２において比較される。種々の
試験画像（空間及びカラーの試験画像を含む）がこのブロック１０２内で分析さ
れる。顕著で適切な特徴が種々のフィルタ、閾値、直線的修正並びにガンマ修正
法を用いて自動的に引き出される。空間の補償を得るため適合性、相対性、二進
性、多項性、断片的多項性、若しくは広域的スプライン変形、例えば残存する基
準試験画像の特徴を持つ測定された空間試験パターンの特徴を比較して演算し得
る。色彩情報によりガンマ、利得、カメラの位置ズレ、計数器及び投射器を引き
出すことができる。これらの事項及びこれらに関連の特徴は継続化され、空間及
び色彩の補償する変形協同を利用するようにして問題を解決する。変形積算ブロ
ック１０２は上述の決定・同一化ブロックの双方を含む。

【００４５】 エグゼクティブプロセッサ４８を介した非実時間モードでの代表的な積算によ
る補償の同一性は実時間ワーパ・色混合ブロック１０４による負荷の発生に因る
。実時間のワーパ・色混合ブロック１０４は高速の実時間補償信号での同一性を
変換する。変形したビデオ流（ＴＶＳ）５０は入力ビデオ流の引張・圧縮形態で
ある。引張・圧縮はタイル及び隣接物に対し部分的若しくは全体的に実現される
。ワープは色彩及び空間が適合され、変形ビデオ流（ＴＶＳ）が投射スクリーン
システムを介して通過するとき出力画像は空間及び色彩の配列及び一時的な配列
のような他の周知な画像処理を受けて送出される。

【００４６】 実時間ワーパ・色混合ブロック１０４は高速の注視テーブル、高速のデジタル
信号プロセッサ、画像メモリ、Ｘ，Ｙ位置カウンタ、二進書き込み装置（往々に
して実行された多段付加ブロック若しくは注視テーブル）並びに前進方向への差
異エンジン（例えば加算器及びラッチ構成体）が包有されていて基準プロセスを
行なった要素を組み合わせて用いて実行し得る。他の要素もまた使用できる。

【００４７】 図５は図３に示される実施形態と近似の実施形態の、簡略なダイアグラムが示
されており、プロセッサブロック間に延びるインタープロセッサＩ／Ｏが具備さ
れる。Ｉ／Ｏの機能は各表示部の相対連結及び所定の空間化が可能なように機械
的連結が行なわれるべく構成される。同一の機械的連結体にはスペーサ、灯バッ
フル、スナップロック形機構、積載形支持体並びに熱形調整流体回路が包有され
る。またインタープロセッサＩ／Ｏはビデオチャンネル、平行ないしは直列のデ
ータバス送信ラインあるいは通信網で他のタイプの連係体と共動する。インター
プロセッサＩ／Ｏの機能は図３の中央エグゼクティブプロセッサ４８の必要性を
明確に除去するように列状にプロセッサを配列して区分プロセッサ１１０，１１
２を提供する。一の実施形態においてプロセッサ１１０はアレイ全体を越えて良
好な画像を相当に大きく確保するよう機能し得、プロセッサ１１２は色混合積算
器のきのうを実現し得、一方他のもの（図示せず）は空間ワープ積算器の機能を
実行し、且つ更に一の他のものは建て込み試験のモニタのように機能する。好適
には各プロセッサはタイル状の実時間変形プロセスを実行するように制御する直
接的なスパンを基にして入力ビデオ流れの対応する部分を形成する。

【００４８】 エグゼクティブプロセッサ４８は除外されてはいないから、インタプロセッサ
Ｉ／Ｏは隣接者と対話して連係するような各タイル状手段群が許容される。これ
は画像測定及びシステム補償を含む情報の区分性及び顕著性のある構成のように
実行し得る。プロセッサアレイの機能は各タイル状の配設個所の顕著化、隣接す
るタイル状の顕著化並びに選択された隣りの結果を含む結果の分析である。従っ
て二進数及びタイル状の外見が、ユーザにより確実に加入あるいは減少されてタ
イル状のモジュールが可能になり保持される。

【００４９】 図６には本発明の一実施形態による基本分配形のタイル状の構成体が示され、
図７には基本分配形のタイル状の構成体の３×３アレイが示されている。図８に
は本発明による方法のフロー図が示される。図い９及び図１０には夫々本発明に
よる別の方法のフロー図が示される。図１１には本発明の一実施形態のダイヤグ
ラムが示される。

【００５０】 これらドット間（例えば位置２７２）に入る位置についての適切な修正要因は
双一次内挿等によって決定される。双一次変形の詳細はジョージウォルベルグに
よる論文「デジタルイメージの歪曲」ＩＥＥＥコンピュータプレスモノグラフ第
５０−５１頁に見られ、本明細書にも参照として組み込まれた。空間的変形の詳
細はラファエル シー．ゴンザレス他による「デジタルイメージ処理」第２版、
第２４６−２５１頁に見られ、本明細書で参照すべく組み込まれた。

【００５１】 ドットのパターンは規則的格子状である必要はないが、フレーム又はイメージ
メモリ内で捕捉された入来ビデオストリームのスナップ写真から確率論的に確実
性のあるアンカーポイント群を抽出して引き出す。これらは更に自動並びにクロ
スコリレーションアルゴリズム、例えば異なる位置から見た多数の点から共通の
ポイントを同化するビッセルアルゴリズムを用いて相関せしめられる。

【００５２】 図１２は図１１の例証となるパターンを、二つの隣接して重なるタイル上に示
す図である。第１のタイルは２９０で、第２のタイルは２９２で夫々示す。これ
ら第１、第２のタイル２９０，２９２は、２９４で示すように所定量に亙り重な
る。各タイルは一つのプロジェクタ（図示せず）を有し、対応するタイル上に個
別のイメージを投射する。図示の実施形態では各プロジェクタは９×９列のドッ
トを投射する。各プロジェクタが適切に整合していれば、系に歪はなく、重なる
区分２９４のドットの各々は互いに重なる。図１２に示すように、プロジェクタ
が整合していなければドットは互いに整合しない。

【００５３】 ここに記載のカメラ並びにフィードバック方式によって検出された不整合・歪
を修正するために、本発明は対応するドットが適切に互いに整合するように入力
ビデオ信号を予め歪曲することを企図する。例えば第１のタイル２９０に対応す
る第１のプロジェクタはドット２９６を投射し、第２のタイル２９２に対応する
第２のプロジェクタは対応するドット２９８を投射する。第１の変形機能は、こ
れが第１のプロジェクタの入力信号に適用された時は、第１のドット２９６の位
置を第２のドット２９８に向けて移動させるように設けられる。二者択一的に、
又は付加的に、第２の変形機能は、これが第２のプロジェクタの入力信号に適用
された時は第２のドット２９８の位置を第１のドットに向けて移動指せるように
設けられる。適切に行なえば、第１のドット２９６と第２のドット２９８はスク
リーン上で互いに重なる。また上述の絶対的あるいは相対的な方法に従って行な
われれば補償された画像がその全面に亙って適切に拘束される。

【００５４】 相対的な補償方法を用いて、第１の変形機能は第１と第２のドット間の距離の
半分に実質的に等しい量だけ第１のドット２９６の位置を第２のドット２９８に
向けて動かすことが企図される。同様に第２の変形機能は第１と第２のドット間
の距離の半分に実質的に等しい量だけ第２のドット２９８を第１のドット２９６
に向けて動かす。これは直線的平均化接近であり、全般に適合する拘束のない、
暗示される格子線が第１の導関数を介して直線的で等間隔であることを保証する
ようにしており、図１３に明示されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明による４×６列のプロジェクタ群の透視図を示す。

【図２】 図２は図１に図示のプロジェクタの一つの透視図を示す。

【図３】 図３は本発明の図示実施形態のブロック図を示す。

【図４】 図４は図３のプロセッサブロック群の一の配列を示すブロック図を示す。

【図５】 図５はプロセッサブロック群間にインタープロセッサＩ／Ｏを有し、図３に示
すものと同様の実施形態の略図的なブロック図を示す。

【図６】 図６は本発明の図示の実施形態によるベース配分タイル要素を示すブロック図
示を示す。

【図７】 図７は３×３列とした図６のベース配分タイル要素を示すブロック図を示す。

【図８】 図８は本発明による方法の一実施形態を示すブロック図を示す。

【図９】 図９は本発明による方法の他の実施形態を示すフロー図を示す。

【図１０】 図１０は他の表示部が採入する歪からカメラが採入する歪を区別する工程を含
む、本発明による方法の他の実施形態を示すフロー図を示す。

【図１１】 図１１は表示部内の空間的歪を測定するため表示され、後に捕捉されるパター
ンを示す図を示す。

【図１２】 図１２は隣接し且つ重なる二つのタイル上に表示され、表示部内の空間的歪を
測定するための図１１のパターンを示す図を示す。

【図１３】 図１３は選定した特徴点を補正位置に移動させて表示部中の空間的歪を減じる
ために用いる変形機能の動作を示す図を示す。

【図１４】 図１４は選定した特徴点を例えば合成画像または全体的拘束によって変調した
計量平均である関連の方法に関連した距離だけ補正位置に移動させて表示部中の
空間的歪を減じるために用いる変形機能の動作を示す図を示す。

【図１５】 図１５は表示部から空間的歪を少なくとも部分的に除去する方法を示すフロー
図を示す。

【図１６】 図１６はタイル張り状表示部についての変形を同定して少なくとも部分的にタ
イル張り状表示部から空間的歪を除去する方法を示すフロー図を示す。

【図１７】 図１７は各種入力強度におけるＬＣＤプロジェクタ用の輝度ドームを示し、且
つ如何にドーム形状が入力強度レベルに応じて変化するかを示すグラフを示す。

【図１８】 図１８は三つのタイル状ＬＣＤプロジェクタの各々を各種の入力強度で示す略
図的な図を示す。

【図１９】 図１９は表示部から輝度的歪を少なくとも部分的に除去する方法を示すフロー
図を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チエン，チヤン−イエン アメリカ合衆国 アリゾナ州 85050，フ エニクス，イースト ウイリアムス ドラ イブ 4308 Ｆターム(参考） 2H059 BA11 5C058 BA23 BA24 BB25 EA02 EA03 5L096 AA02 AA06 BA20 CA05 DA02 GA41 JA18 MA03

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の側面と第２の側面とを有するスクリーンと、スクリー
   ンの第１の側面に画像を形成する画像装置と、少なくともスクリーンの第１の側
   面の一部の捕捉画像を捕捉するカメラ装置と、捕捉画像を受容し、捕捉画像が一
   以上の不都合な特徴を持つとき決定するカメラ装置に結合される決定装置と、一
   以上の不都合な特徴を低減するように画像装置に変形入力ビデオ信号を提供すべ
   く、変形機能を用いて入力ビデオ信号をプロセスして画像装置及び決定装置が結
   合されたプロセス装置とを備え、決定装置は不都合な特徴を低減すべく入力ビデ
   オ信号を投入可能にして変形機能を同一にするように構成された表示システム。
2. 【請求項２】 画像装置は二以上の表示部を備える請求項１の表示システム
   。
3. 【請求項３】 表示部は突出表示部である請求項２の表示システム。
4. 【請求項４】 カメラ装置は二以上のカメラを備え、各カメラはスクリーン
   の少なくとも一部の捕捉画像を捕捉するよう構成された請求項２の表示システム
   。
5. 【請求項５】 二以上のカメラの各々に二以上の表示装置の少なくとも一を
   対応させるように構成された請求項４の表示システム。
6. 【請求項６】 二以上のカメラの一と表示器・カメラのクラスタを集合して
   形成する二以上の表示部の一とを持つ請求項５の表示システム。
7. 【請求項７】 表示器・カメラのクラスタアレイを有する請求項６の表示シ
   ステム。
8. 【請求項８】 表示器・カメラのクラスタの各々が少なくとも決定装置の一
   部及びプロセスする装置を包有する請求項７の表示システム。