JP2005117266A - 画像投写システムの駆動回路 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の要素画像を１つのスクリーン上に並べて投写することにより、１つの要素画像よりも大きい合成画像をスクリーン上に表示するシステムにおいて、要素画像と要素画像の重複領域の調整及び変更を簡易に行う。
【解決手段】マルチプロジェクタ１０は、入力画像をｎ個の要素画像に分割する分割部１１と、各要素画像のエッジ部分の輝度を加工するｎ個のエッジ加工部１５と、ｎ個の投写装置１６とを備えている。分割部１１は、隣接する要素画像との間でエッジ部分が重複するように、各要素画像を生成する。エッジ加工部１５は、水平カウンタ及び垂直カウンタを用いて要素画像の重複領域の画素位置を特定し、そのカウント値を画像信号に乗算する。このため、マルチプロジェクタ１０では、各要素画像の重複領域の輝度をエッジに向かう方向に徐々に小さくすることができ、要素画像と要素画像とが滑らかに接続されてスクリーン上に表示される。
【選択図】図１

Description

本発明は、スクリーン上に画像を投写することによりユーザに映像を表示する画像投写システムの駆動回路に関するものである。

複数の要素画像をスクリーン上に並べて投写することにより、１つの投写装置で表示する画像よりも大きな画像をスクリーン上に表示するマルチ画像投写システム（マルチプロジェクタ）が知られている。マルチプロジェクタでは、要素画像と要素画像とに隙間があったり、要素画像と要素画像との輝度差が大きかったりすると、継ぎ目が目だってしまい、全体として見づらい画像となってしまう。

このような問題を解決するため、要素画像と要素画像との継ぎ目部分を重複させてスクリーン上に投写し、さらに、各要素画像の重複領域の輝度を周縁に向かう方向に徐々に小さくすることにより、要素画像と要素画像との継ぎ目を滑らかに表示するマルチプロジェクタが提案されている（例えば特許文献１参照。）。

特開平５−３００４５２号公報

ところで、特許文献１に記載された従来のマルチプロジェクタでは、要素画像の重複領域の輝度を変化させるには、各要素画像を投写する個々のプロジェクタに例えばフィルタを設けたりすることにより行うことができる。しかしながら、従来のマルチプロジェクタでは、重複範囲の幅の調整や変更を行うには、フィルタ等の変更を行わなければならなく、煩雑であった。

本発明は、複数の要素画像を１つのスクリーン上に並べて投写することにより、１つの要素画像よりも大きい合成画像をスクリーン上に表示する画像投写システムにおいて、要素画像と要素画像の重複領域の調整及び変更を簡易に行うことができる画像投写システムの駆動回路を提供することを目的とする。

本発明に係る駆動回路は、複数の要素画像を１つのスクリーン上に対して投写することにより、１つの要素画像よりも大きい合成画像をスクリーン上に表示する画像投写システムにおける駆動回路であって、入力画像に対して水平方向ｎ_１（ｎ_１は自然数。）分割及び垂直方向ｎ_２（ｎ_２は自然数。）分割することによりｎ（ｎ＝ｎ_１×ｎ_２）個の要素画像を生成し、所定の画面フォーマットに拡大された各要素画像からなるｎ本の画像信号を出力する分割拡大手段と、画像信号の信号レベルの調整を行う調整部が、上記分割拡大手段から出力されたｎ本の画像信号のそれぞれに対応して設けられたデータ処理手段と、上記データ処理手段によりレベル調整がされたｎ本の画像信号を１つのスクリーン上のそれぞれの要素画像の位置に投写して、上記合成画像を上記スクリーン上に表示する投写手段とを備える。

上記駆動回路では、上記分割拡大手段は、隣接する要素画像との間で周縁部分が重複するように各要素画像を生成する。さらに、上記データ処理手段の各調整部は、要素画像の左側の重複領域の各画素に対して、その画素の左辺からの画素位置及び左側の重複領域の水平方向の画素数の逆数を乗算し、要素画像の右側の重複領域の各画素に対して、その画素の右辺からの画素位置及び右側の重複領域の水平方向の画素数の逆数を乗算し、要素画像の上側の重複領域の各画素に対して、その画素の上辺からの画素位置及び上側の重複領域の垂直方向の画素数の逆数を乗算し、要素画像の下側の重複領域の各画素に対して、その画素の下辺からの画素位置及び下側の重複領域の垂直方向の画素数の逆数を乗算する。さらに、上記逆数の乗算は、重複領域幅に対応した係数を発生するテーブルと、上記係数と画素値とを乗算する乗算器と、当該乗算器による乗算結果を右ビットシフトする右シフト回路とにより行い、上記係数と右シフト量との乗算値が上記逆数となるように調整されている。

以上の本発明に係る駆動回路では、隣接する要素画像との間で周縁部分が重複するように各要素画像を生成することにより、要素画像と要素画像との隙間を無くしている。さらに、要素画像の重複領域の各画素に対して、その画素のエッジからの画素位置及び重複領域の画素数の逆数を乗算して、その画素の輝度調整を行っている。このことにより、各要素画像の重複領域の輝度を周縁に向かう方向に徐々に小さくし、要素画像と要素画像とを滑らかに接続している。

本発明に係る駆動回路では、要素画像の重複領域の各画素に対して、その画素のエッジからの画素位置及び重複領域の画素数の逆数を乗算して、その画素の輝度調整を行っている。このため、本発明に係る駆動回路では、各画素に乗算する重複範囲の画素数のみを変更すれば、要素画像の重複領域の調整及び変更を行うことができ、非常に簡易である。

本発明を実施するための最良の形態として、以下、本発明を適用したマルチプロジェクタについて説明をする。マルチプロジェクタとは、複数の投写装置により投写される複数の画像を１つのスクリーン上に並べて表示して、通常よりも大きなサイズの合成画像をスクリーン上に表示するシステムである。

図１に本発明を適用したマルチプロジェクタ１０のブロック構成図を示す。

マルチプロジェクタ１０は、入力された画像信号（入力画像信号）をｎ本の画像信号に分割する分割部１１と、分割されたｎ本の画像信号に対して信号調整を行う調整部１２と、調整部１２により信号調整がされたｎ本の画像信号をスクリーン１に対して投写する投写部１３と、各部の制御を行う制御部１４とを備えている。

分割部１１は、入力画像信号の１画面をｎ個の画面に分割し、各分割画面から構成される画像信号をｎ本生成する。具体的には、入力画像信号の画面を、図２に示すように、水平方向にｎ_１（ｎ_１は自然数。）分割し、垂直方向にｎ_２（ｎ_２は自然数。）分割し、画面をｎ（ｎ＝ｎ_１×ｎ_２）個の矩形領域に分割する。分割した個々の領域に表示されている画像のことを、以下、要素画像という。分割部１１は、１つの矩形領域から要素画像を抽出し、その要素画像を所定の画面フォーマット（例えば、ＳＶＧＡ，ＸＧＡ等）の画像に拡大し、１本の画像信号を生成する。分割部１１は、以上のような抽出及び拡大処理を全ての分割領域に対して行い、ｎ本の画像信号を出力する。

ここで、分割部１１は、図３及び図４に示すように、隣接する要素画像との間で必ず重複した領域（重複領域）が生じるように、各要素画像を生成している。

例えば、図３に示すように、元画像２１を水平方向２分割、垂直方向２分割し、図４に示すように、左上，右上，左下及び右下の４つの要素画像２２，２３，２４，２５を生成するとする。この場合、図４に示すように、左上の要素画像２２には、右端部分に右上の要素画像２３との重複領域２２Ｒが存在し、下端部分に左下の要素画像２４との重複領域２２Ｂが存在し、右下コーナ部分に右上，左下，右下の要素画像２３，２４，２５との重複領域２２Ｍが存在する。右上の要素画像２３には、左端部分に左上の要素画像２２との重複領域２３Ｌが存在し、下端部分に右下の要素画像２５との重複領域２３Ｂが存在し、左下コーナ部分に左上，左下，右下の要素画像２２，２４，２５との重複領域２３Ｍが存在する。左下の要素画像２４には、右端部分に右下の要素画像２５との重複領域２４Ｒが存在し、上端部分に左上の要素画像２２との重複領域２４Ｔが存在し、右上コーナ部分に右上，左上，左下の要素画像２２，２３，２５との重複領域２４Ｍが存在する。右下の要素画像２５には、左端部分に左下の要素画像２４との重複領域２５Ｌが存在し、上端部分に右上の要素画像２３との重複領域２５Ｔが存在し、左上コーナ部分に左上，右上，左下の要素画像２２，２３，２４との重複領域２５Ｍが存在する。

分割部１１は、以上のように、隣接する要素画像が重なり合うように元画像を分割して、各要素画像を生成している。

なお、縦横のドット数は、分割されたｎ個の要素画像の全てで同一であるが、重複領域の幅はそれぞれの重複領域で異なっていてもよい。例えば、図３に示すように、垂直方向の重複領域の幅Ｘドット（水平方向の長さ）と、水平方向の重複領域の幅Ｙライン（垂直方向の長さ）が異なっていてもよい。分割位置や重複領域の位置及び幅等は、制御部１４により制御がされる。

調整部１２には、分割部１１から出力された要素画像から構成されたｎ本の画像信号が入力される。調整部１２は、ｎ本の画像信号の各々に対応して設けられたｎ個のエッジ加工回路１５-１〜１５-ｎを備えている。

各エッジ加工回路１５-１〜１５-ｎには、ｎ本の要素画像信号のうちの対応する一本の要素画像信号が入力される。エッジ加工回路１５-１〜１５-ｎは、図５に示すように、要素画像の重複領域の輝度が外周に向かう方向に徐々に小さくなるように、要素画像の加工処理を行う。なお、各要素画像は、元画像内での位置に応じて重複領域の位置及び大きさが異なっている。そのため、各エッジ加工回路１５-１〜１５-ｎは、各要素画像の重複領域の発生位置及び大きさを示す情報が制御部１４から与えられ、その情報に基づき発生位置及び大きさを特定して、上記の画像の加工処理を行う。各エッジ加工回路１５-１〜１５-ｎの詳細な内部については後述する。

投写部１３には、調整部１２から出力されたｎ本の要素画像信号が入力される。投写部１３は、ｎ本の要素画像信号の各々に対応して設けられたｎ個の投写装置１６-１〜１６-ｎを備えている。

各投写装置１３-１〜１３-ｎには、対応する一本の要素画像信号が入力される。各投写装置１３-１〜１３-ｎは、入力された要素画像信号に応じた光を発光し、スクリーン１に対して画像を投写し、スクリーン１上に画像を表示させる。

各投写装置１３-１〜１３-ｎが投写する要素画像は、その要素画像の元画像上での位置に応じてスクリーン１に対する投写位置が異なる。各投写装置１３-１〜１３-ｎは、自分に入力された要素画像の元画像上での位置に応じて、スクリーン１に対する投写角度が調整されている。従って、全ての各投写装置１３-１〜１３-ｎから要素画像が投写されると１つの合成画像が形成され、ユーザに対して１つの画像としてスクリーン１に表示される。

以上のようにマルチプロジェクタ１０では、入力画像を分割して複数の要素画像を生成し、生成した複数の要素画像を１つのスクリーン１上に投写装置１３-１〜１３-ｎを用いて投写する。このとき、各投写装置１３-１〜１３-ｎから投写する画像を、元画像に対する配置の順にスクリーン１上に並べる。このことにより、１つの投写装置のみを用いて画像を表示するよりも、大きい画像をスクリーン１上に表示することができる。

さらに、マルチプロジェクタ１０では、各投写装置から投写される要素画像をスクリーン１上に並べて表示する際に要素画像と要素画像との間に重複領域ができるようにしており、その重複領域は、外周に向かう方向に輝度が徐々に小さくなるように加工が施されている。このため、マルチプロジェクタ１０では、要素画像と要素画像との継ぎ目を滑らかに表示することができる。

つぎに、エッジ加工回路１５-１〜１５-ｎの内部回路について説明をする。

なお、各エッジ加工回路１５-１〜１５-ｎの内部構成は全て同一である。そのため、エッジ加工回路１５-１〜１５-ｎを総称してエッジ加工回路１５とし、まとめて説明をする。また、画像信号の１画面内の信号のスキャン順序は、図６に示すように、通常の画像フォーマットと同一である。すなわち、画面の左上の画素から水平方向にスキャンが開始され、左端側から右端側へ水平方向スキャンされ、さらに、水平方向のスキャンが上端側から下端側に向かい進んでいき、最後に画面の右下の画素でスキャンが終了するものとする。

エッジ加工回路１５は、図７に示すように、画面内の重複領域以外の領域（非重複領域）に対する信号処理を行う第１のパス３１と、画面内の重複領域に対する信号処理を行う第２のパス３２と、第１のパス３１により処理された画像信号又は第２のパス３２により処理された画像信号のいずれか一方を選択して出力するセレクタ３３とを備えている。

第１のパス３１は、入力された画像信号に対してガンマ補正を行うガンマ補正部３４を有している。

第２のパス３２は、入力された画像信号に対して係数（水平係数Ｃ_Ｈ１又はＣ_Ｈ２）を乗算する水平用乗算処理部３５と、入力された画像信号に対して係数（垂直係数Ｃ_Ｖ１又はＣ_Ｖ２）を乗算する垂直用乗算処理部３６と、係数が乗算された画像信号に対して視覚補正を行う視覚補正部３７と、視覚補正がされた画像信号に対してゲイン及びブライト処理を行うゲイン及びブライト処理部３８とを有している。

エッジ加工回路１５には、分割部１１により分割されたｎ本の要素画像信号のうちの所定の１本の要素画像信号が入力される。入力された要素画像信号は、第１のパス３１及び第２のパス３２に供給される。第１のパス３１では、入力された要素画像信号に対して、ガンマ補正部３４によりガンマ補正処理を行う。第２のパス３２では、入力された要素画像信号に対して、水平用及び垂直用乗算処理部３５，３６により要素画像の重複領域が外周に向かほど輝度が減衰するように信号処理を施し、その後、視覚補正部３７及びゲイン及びブライト処理部３８によりレベル調整を行う。セレクタ３３では、非重複領域の画像信号を出力する場合には第１のパス３１から出力された信号を選択し、重複領域の画像信号を出力する場合には第２のパス３２から出力された信号を選択し、選択した信号を外部に出力する。

また、エッジ加工回路１５は、水平カウンタ４１と、左端重複領域特定回路４２と、右端重複領域特定回路４３と、左端係数カウンタ４４と、右端係数カウンタ４５とを備えている。

水平カウンタ４１は、入力された画像信号の信号クロック（ＣＬＫ：画像信号の画素（ドット）の周期で発生されるクロック）により内部のカウント値を１ずつカウントアップするカウンタであり、水平同期パルス（ＨＳＹＮＣ）により内部のカウント値が０にリセットされる。従って、水平カウンタ４１のカウント値は、現在処理中の画像信号の水平方向のドット位置（画素位置）が示されている。

左端重複領域特定回路４２には、制御部１４から、当該エッジ加工回路１５に入力される要素画像の画面左端側の重複領域４６（図８（Ａ）参照）の左辺からのドット数Ｘ_１（幅）が設定されている。左端重複領域特定回路４２は、図８（Ｂ）に示すように、水平カウンタ４１のカウント値を参照し、現在処理中の画像信号の水平方向のドット位置が画面左端側の重複領域４６内であればハイ、それ以外であればローとなるような信号を発生する。つまり、左端重複領域特定回路４２は、左端側の重複領域４６の位置を特定するフラグ（左端フラグ）を発生する。また、左端重複領域特定回路４２は、画面右端側の重複領域４６の左辺からのドット数Ｘ_１（幅）を出力する。なお、当該エッジ加工回路１５に入力される要素画像に画面左端側の重複領域４６が存在しない場合には、左端フラグは常にローとなっており、左端幅値Ｘ_１は“０”に設定されている。

右端重複領域特定回路４３には、制御部１４から、当該エッジ加工回路１５に入力される要素画像の画面右端側の重複領域４７（図９（Ａ）参照）の右辺からのドット数Ｘ_１（幅）が設定されている。右端重複領域特定回路４３は、図９（Ｂ）に示すように、水平カウンタ４１のカウント値を参照し、現在処理中の画像信号の水平方向のドット位置が画面右端側の重複領域４７内であればハイ、それ以外であればローとなるような信号を発生する。つまり、右端重複領域特定回路４３は、右端側の重複領域４７の位置を特定するフラグ（右端フラグ）を発生する。また、右端重複領域特定回路４３は、画面右端側の重複領域４７の右辺からのドット数Ｘ_２（幅）を出力する。なお、当該エッジ加工回路１５に入力される要素画像に画面右端側の重複領域４７が存在しない場合には、右端フラグは常にローとなっており、右端幅値Ｘ_２は“０”に設定されている。

左端係数カウンタ４４は、信号クロック（ＣＬＫ）により内部のカウント値Ｃ_Ｈ１をカウントアップするカウンタであり、水平同期パルス（ＨＳＹＮＣ）によりカウント値Ｃ_Ｈ１が０にリセットされる。また、左端係数カウンタ４４は、左端重複領域特定回路４２から発生された左端フラグがイネーブル信号として入力される。従って、左端係数カウンタ４４のカウント値は、図１０に示すように、左端の重複領域内の各ドットの、左辺からの距離（ドット数）を示していることとなる。

右端係数カウンタ４５は、信号クロック（ＣＬＫ）により内部のカウント値Ｃ_Ｈ２をカウントダウンするカウンタであり、水平同期パルス（ＨＳＹＮＣ）によりカウント値Ｃ_Ｈ２が右端側の重複領域４７の幅（ドット数：Ｘ_２）にリセットされる。また、右端係数カウンタ４５は、右端重複領域特定回路４３から発生された右端フラグがイネーブル信号として入力される。従って、右端係数カウンタ４５のカウント値は、図１１に示すように、右端の重複領域内の各ドットの右辺からの距離（ドット数）を示していることとなる。

カウンタ値Ｃ_Ｈ１及び左端幅値Ｘ_１並びにカウンタ値Ｃ_Ｈ２及び右端幅値Ｘ_２は、水平用乗算処理部３５に供給される。

また、エッジ加工回路１５は、垂直カウンタ５１と、上端重複領域特定回路５２と、下端重複領域特定回路５３と、上端係数カウンタ５４と、下端係数カウンタ５５とを備えている。

垂直カウンタ５１は、入力された画像信号の水平同期パルス（ＨＳＹＮＣ）により内部のカウント値を１ずつカウントアップするカウンタであり、垂直同期パルス（ＶＳＹＮＣ）により内部のカウント値が０にリセットされる。従って、垂直カウンタ５１のカウント値は、現在処理中の画像信号の垂直方向のライン位置（画素位置）が示されている。

上端重複領域特定回路５２には、制御部１４から、当該エッジ加工回路１５に入力される要素画像の画面上端側の重複領域５６（図１２（Ａ）参照）の上辺からのライン数Ｙ_１（幅）が設定されている。上端重複領域特定回路５２は、図１２（Ｂ）に示すように、垂直カウンタ５１のカウント値を参照し、現在処理中の画像信号の垂直方向のライン位置が画面上端側の重複領域５６内であればハイ、それ以外であればローとなるような信号を発生する。つまり、上端重複領域特定回路５２は、上端側の重複領域５６の位置を特定するフラグ（上端フラグ）を発生する。また、上端重複領域特定回路５２は、画面上端側の重複領域５６の上辺からのライン数Ｙ_１（幅）を出力する。なお、当該エッジ加工回路１５に入力される要素画像に画面上端側の重複領域５６が存在しない場合には、上端フラグは常にローとなっており、上端幅値Ｙ_１は“０”に設定されている。

下端重複領域特定回路５３には、制御部１４から、当該エッジ加工回路１５に入力される要素画像の画面下端側の重複領域５７（図１３（Ａ）参照）の下辺からのライン数Ｙ_１（幅）が設定されている。下端重複領域特定回路５３は、図１３（Ｂ）に示すように、垂直カウンタ５１のカウント値を参照し、現在処理中の画像信号の垂直方向のライン位置が画面下端側の重複領域５７内であればハイ、それ以外であればローとなるような信号を発生する。つまり、下端重複領域特定回路５３は、下端側の重複領域５７の位置を特定するフラグ（下端フラグ）を発生する。また、下端重複領域特定回路５３は、画面下端側の重複領域５７の下辺からのライン数Ｙ_２（幅）を出力する。なお、当該エッジ加工回路１５に入力される要素画像に画面下端側の重複領域５７が存在しない場合には、下端フラグは常にローとなっており、下端幅値Ｙ_２は“０”に設定されている。

上端係数カウンタ５４は、水平同期パルス（ＨＳＹＮＣ）により内部のカウント値Ｃ_Ｖ１をカウントアップするカウンタであり、垂直同期パルス（ＶＳＹＮＣ）によりカウント値Ｃ_Ｖ１が０にリセットされる。また、上端係数カウンタ５４は、上端重複領域特定回路５２から発生された上端フラグがイネーブル信号として入力される。従って、上端係数カウンタ５４のカウント値は、図１４に示すように、上端の重複領域内の各ラインの上辺からの距離（ライン数）を示していることとなる。

下端係数カウンタ５５は、水平同期パルス（ＨＳＹＮＣ）により内部のカウント値Ｃ_Ｖ２をカウントダウンするカウンタであり、垂直同期パルス（ＶＳＹＮＣ）によりカウント値Ｃ_Ｈ２が下端側の重複領域５７のライン数（Ｙ_２）にリセットされる。また、下端係数カウンタ５５は、下端重複領域特定回路５３から発生された下端フラグがイネーブル信号として入力される。従って、下端係数カウンタ５５のカウント値は、図１５に示すように、下端の重複領域の各ラインの下辺からの距離（ライン数）を示していることとなる。

カウンタ値Ｃ_Ｖ１及び上端幅値Ｙ_１並びにカウンタ値Ｃ_Ｖ２及び下端幅値Ｙ_２は、垂直用乗算処理部３６に供給される。

水平用乗算処理部３５は、図１６に示すように、左端演算部６１と右端演算部６２とが直列に接続されて構成されている。左端演算部６１には、左端係数カウンタ４４から出力されたカウンタ値Ｃ_Ｈ１、左端フラグ及び左端幅値Ｘ_１が入力される。また、右端演算部６２には、右端係数カウンタ４５から出力されたカウンタ値Ｃ_Ｈ２、右端フラグ及び右端幅値Ｘ_２が入力される。

垂直用乗算処理部３６は、図１６に示すように、上端演算部６３と下端演算部６４とが直列に接続されて構成されている。上端演算部６３には、上端係数カウンタ５４から出力されたカウンタ値Ｃ_Ｖ１、上端フラグ及び上端幅値Ｙ_１が入力される。また、下端演算部６４には、下端係数カウンタ５５から出力されたカウンタ値Ｃ_Ｖ２、下端フラグ及び下端幅値Ｙ_２が入力される。

左端演算部６１、右端演算部６２、上端演算部６３及び下端演算部６４は、全て同一の構成であり、具体的には、図１７に示すように、切り換えスイッチ６５と、乗算器６６と、除算器６７とから構成されている。

切り換えスイッチ６５には、前段から要素画像信号の画素値が１ドット毎に入力される。切り換えスイッチ６５は、フラグ（左端フラグ、右端フラグ、上端フラグ又は下端フラグ）に応じて切り換えられる。切り換えスイッチ６５は、フラグがハイのときには入力された画素値を乗算器６６に供給し、フラグがローのときには入力された画素値をそのままなんら処理をせず外部に出力する。

乗算器６６は、カウンタ値（左端カウンタ値Ｃ_Ｈ１、右端カウンタ値Ｃ_Ｈ２、上端カウンタ値Ｃ_Ｖ１又は下端カウンタ値Ｃ_Ｖ２）、切り換えスイッチ６５を介して入力された画素値とが入力される。乗算器６６は、カウンタ値と画素値とを乗算し、重み付けされた画素値Ｘを出力する。重み付け画素値Ｘは、除算器６７に供給される。

除算器６７は、乗算器６６から出力された重み付け画素値Ｘと、幅値（左端幅値Ｘ_１、右端幅値Ｘ_２、上端幅値Ｙ_１又は下端幅値Ｙ_２）とが入力される。除算器６７は、重み付け画素値Ｘを幅値で除算する。

除算器６７は、具体的には、乗算係数Ｃを発生するテーブル６８と、乗算係数Ｃと重み付け画素値Ｘとを乗算する乗算回路６９と、乗算回路６９による乗算結果をシフト量Ｓだけ右ビットシフトする右ビットシフト回路７０とから構成される。

テーブル６８は、入力された幅値（左端幅値Ｘ_１、右端幅値Ｘ_２、上端幅値Ｙ_１又は下端幅値Ｙ_２）に応じて、最適な乗算係数Ｃを発生するテーブルである。

右ビットシフト回路７０は、２のべき乗単位で除算処理を行う回路である。つまり、１ビット右シフトをしたときには入力された値を“１／２”にし、２ビット右シフトをしたときには入力された値を“１／４”にし、３ビット右シフトをしたときには入力された値を“１／８”にし、８ビット右シフトをしたときには入力された値を“１／２５６”にするといった回路である。

ここで、テーブル６８は、右シフト量Ｓに合わせて、出力結果が“１/幅値”となるように最適な係数Ｃを格納している。すなわち、右ビットシフト回路７０では、２のべき乗単位でしかできない。そのため、除算器６７では、テーブル６８から係数Ｃを発生して乗算器６９により画素値にこの係数Ｃを乗算することにより、係数Ｃの乗算と右シフト量Ｓとで、“１/幅値”に近い処理を実現している。

例として、重複領域が３ドット又は３ラインである場合を考える。この場合、除算器６７では、入力された値を１／３にするため、次のような係数Ｃが実現される。
シフト量Ｓ ：係数Ｃ：実現される演算：誤差 ：誤差率
2bit ： 1 0.25 0.0833 25％
3bit ： 3 0.375 0.0416 12.5％
4bit ： 5 0.3125 0.0208 6.25％
5bit ： 11 0.34375 0.0104 3.125％
6bit ： 21 0.328125 0.0052 1.563％
7bit ： 43 0.3359375 0.0026 0.781％
8bit ： 85 0.33203125 0.0013 0.391％

上記のようにシフト量Ｓ及び係数Ｃを大きくすると誤差率が低くなり、１／３に近い処理をすることができる。

水平用乗算処理部３５は、左端フラグがハイの時には（つまり、左端の重複領域の時には）、左端係数カウンタ４４のカウント値Ｃ_Ｈ１と左端幅の逆数１／Ｘ_１とを乗算した値（水平係数Ｃ_Ｈ）を、入力された画像信号に対して乗算する。また、水平用乗算処理部３５では、左端フラグがローの時には（つまり、左端の重複領域以外の時には）、入力された画像信号に対してなんら処理をしないで出力する。つまり、図８（Ｃ）に示すように、水平係数Ｃ_Ｈは、左端の重複領域の画素に対しては左辺からの距離に応じて直線的に増加し、それ以外の画素に対しては１のまま一定の関数となっている。従って、水平用乗算処理部３５では、左端の重複領域に対して、各要素画像の重複領域の輝度を周縁に向かう方向に徐々に小さくすることができ、左側に隣接する要素画像との継ぎ目を滑らかにすることができる。

水平用乗算処理部３５では、右端フラグがハイの時には（つまり、右端の重複領域の時には）、右端係数カウンタ４５のカウント値Ｃ_Ｈ２と右端幅の逆数１／Ｘ_２とを乗算した値（水平係数Ｃ_Ｈ）を、入力された画像信号に対して乗算する。また、水平用乗算処理部３５では、右端フラグがローの時には（つまり、右端の重複領域以外の時には）、入力された画像信号に対してなんら処理をしないで出力する。つまり、図９（Ｃ）に示すように、水平係数Ｃ_Ｈは、右端の重複領域の画素に対しては右辺からの距離に応じて直線的に増加し、それ以外の画素に対しては１のまま一定の関数となっている。従って、水平用乗算処理部３５では、右端の重複領域に対して、各要素画像の重複領域の輝度を周縁に向かう方向に徐々に小さくすることができ、右側に隣接する要素画像との継ぎ目を滑らかにすることができる。

垂直用乗算処理部３６では、上端フラグがハイの時には（つまり、上端の重複領域の時には）、上端係数カウンタ５４のカウント値Ｃ_Ｖ１と上端幅の逆数１／Ｙ_１とを乗算した値（垂直係数Ｃ_Ｖ）を、入力された画像信号に対して乗算する。また、垂直用乗算処理部３６では、上端フラグがローの時には（つまり、上端の重複領域以外の時には）、入力された画像信号に対してなんら処理をしないで出力する。つまり、図１２（Ｃ）に示すように、垂直係数Ｃ_Ｖは、上端の重複領域の画素に対しては上辺からの距離に応じて直線的に増加し、それ以外の画素に対しては１のまま一定の関数となっている。従って、垂直用乗算処理部３６では、上端の重複領域に対して、各要素画像の重複領域の輝度を周縁に向かう方向に徐々に小さくすることができ、上側に隣接する要素画像との継ぎ目を滑らかにすることができる。

垂直用乗算処理部３６では、下端フラグがハイの時には（つまり、下端の重複領域の時には）、下端係数カウンタ５５のカウント値Ｃ_Ｖ２と下端幅の逆数１／Ｙ_２とを乗算した値（垂直係数Ｃ_Ｖ）を、入力された画像信号に対して乗算する。また、垂直用乗算処理部３６では、下端フラグがローの時には（つまり、下端の重複領域以外の時には）、入力された画像信号に対してはなんら処理をしないで出力する。つまり、図１３（Ｃ）に示すように、垂直係数Ｃ_Ｖは、下端の重複領域の画素に対しては下辺からの距離に応じて直線的に増加し、それ以外の画素に対しては１のまま一定の関数となっている。従って、垂直用乗算処理部３６では、下端の重複領域に対して、各要素画像の重複領域の輝度を周縁に向かう方向に徐々に小さくすることができ、下側に隣接する要素画像との継ぎ目を滑らかにすることができる。

以上のように、エッジ加工回路１５では、要素画像の重複領域を水平方向と垂直方向とに分け、水平方向の画素位置を示す水平カウンタ４１を利用して水平方向の重複領域に乗算する係数を求め、垂直方向の画素位置を示す垂直カウンタ５１を利用して垂直方向の重複領域に乗算する係数を求めている。このため、図１８に示すような水平方向の重複領域と垂直方向の重複領域とが重なるコーナ部分は、水平方向の係数と垂直方向の係数とを乗算すればよいため、非常に簡単に全領域に対する処理を行うことができる。

また、エッジ加工回路１５では、左端重複領域特定回路４２、右端重複領域特定回路４３、上端重複領域特定回路５２及び上端重複領域特定回路５３からイネーブル信号を発生して重複領域でのみ係数カウンタ４４，４５，５４，５５のカウンタ値の動作をさせ、さらに、これらカウンタ値に重複領域の幅（Ｘ_１，Ｘ_２，Ｙ_１，Ｙ_２）の逆数を乗算することにより、画像信号に乗算する係数を求めているで、重複領域の幅（Ｘ_１，Ｘ_２，Ｙ_１，Ｙ_２）を外部から任意に変更したとしても、常に正しい演算を行うことができる。

また、エッジ加工回路１５では、要素画像の重複領域に係数を乗算した後に、視覚補正部３７により、視覚補正を行っている。要素画像の重複領域に係数を乗算することにより、輝度レベルを直線的に変化させたとしても、人間の目が感じる光量の変化は直線的にはならない。そのため、視覚補正部３７では、入力輝度に対して、人間の目が線形に光量を感じる輝度を示したルックアップテーブルを用い、輝度調整を行っている。

このように視覚補正部３７を用いて視覚補正を行うことにより、非重複領域と重複領域との境界部分が滑らかに接続されているように人間の目に対して表示させることができる。

本発明を適用したマルチプロジェクタのブロック図である。 上記マルチプロジェクタでの画像分割方法について説明をするための図である。 分割される前の画像について説明をするための図である。 分割された後の要素画像について説明をするための図である。 要素画像の重複領域について説明をするための図である。 エッジ加工部のブロック図である。 画面内の走査順序について説明をするための図である。 左端の重複領域での領域特定用のパルス及びカウンタ値を示す図である。 右端の重複領域での領域特定用のパルス及びカウンタ値を示す図である。 左端の重複領域での乗算係数を示す図である。 右端の重複領域での乗算係数を示す図である。 上端の重複領域での領域特定用のパルス及びカウンタ値を示す図である。 下端の重複領域での領域特定用のパルス及びカウンタ値を示す図である。 上端の重複領域での乗算係数を示す図である。 下端の重複領域での乗算係数を示す図である。 水平処理部及び垂直処理部の内部構成について示す図である。 左端演算部、右端演算部、上端演算部及び下端演算部の内部構成について示す図である。 水平方向及び垂直方向の重複領域に対する乗算係数を同時に求めた場合の係数を示す図である。

符号の説明

１０ マルチプロジェクタ、１１ 分割部、１２ エッジ加工部、１３ 投写部、１４ 制御部、１５-１〜１５-ｎ エッジ加工部、１６ 投写装置。

Claims (3)

1. 複数の要素画像を１つのスクリーン上に対して投写することにより、１つの要素画像よりも大きい合成画像をスクリーン上に表示する画像投写システムに用いられる駆動回路において
   入力画像に対して水平方向ｎ_１（ｎ_１は自然数。）分割及び垂直方向ｎ_２（ｎ_２は自然数。）分割することによりｎ（ｎ＝ｎ_１×ｎ_２）個の要素画像を生成し、所定の画面フォーマットに拡大された各要素画像からなるｎ本の画像信号を出力する分割拡大手段と、
   画像信号の信号レベルの調整を行う調整部が、上記分割拡大手段から出力されたｎ本の画像信号のそれぞれに対応して設けられたデータ処理手段と、
   上記データ処理手段によりレベル調整がされたｎ本の画像信号を１つのスクリーン上のそれぞれの要素画像の位置に投写して、上記合成画像を上記スクリーン上に表示する投写手段とを備え、
   上記分割拡大手段は、隣接する要素画像との間で周縁部分が重複するように各要素画像を生成し、
   上記データ処理手段の各調整部は、
   要素画像の左側の重複領域の各画素に対して、その画素の左辺からの画素位置及び左側の重複領域の水平方向の画素数の逆数を乗算し、
   要素画像の右側の重複領域の各画素に対して、その画素の右辺からの画素位置及び右側の重複領域の水平方向の画素数の逆数を乗算し、
   要素画像の上側の重複領域の各画素に対して、その画素の上辺からの画素位置及び上側の重複領域の垂直方向の画素数の逆数を乗算し、
   要素画像の下側の重複領域の各画素に対して、その画素の下辺からの画素位置及び下側の重複領域の垂直方向の画素数の逆数を乗算し、
   上記逆数の乗算は、重複領域幅に対応した係数を発生するテーブルと、上記係数と画素値とを乗算する乗算器と、当該乗算器による乗算結果を右ビットシフトする右シフト回路とにより行い、上記係数と右シフト量との乗算値が上記逆数となるように調整されていること
   を特徴とする駆動回路。
2. 上記データ処理手段の各調整部は、
   要素画像の左側の重複領域の各画素に対して乗算するその画素の左辺からの画素位置を、要素画像の左辺の重複領域の画素を水平方向に１画素ずつカウントアップすることにより生成し、
   要素画像の右側の重複領域の各画素に対して乗算するその画素の右辺からの画素位置を、要素画像の右辺の重複領域の画素を水平方向に１画素ずつカウントダウンすることにより生成し、
   要素画像の上側の重複領域の各画素に対して乗算するその画素の上辺からの画素位置を、要素画像の上辺の重複領域の画素を垂直方向に１画素ずつカウントアップすることにより生成し、
   要素画像の下側の重複領域の各画素に対して乗算するその画素の下辺からの画素位置を、要素画像の下辺の重複領域の画素を垂直方向に１画素ずつカウントダウンすることにより生成すること
   を特徴とする請求項１記載の駆動回路。
3. 上記データ処理手段により処理されたデータに対して、人間の目に対して線形となるように輝度補正を行う輝度補正手段を備えること
   を特徴とする請求項１記載の駆動回路。
   

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