JP2008312099A - Projected image correcting equipment and projection equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、投影面の3次元形状に応じて投影画像が歪まないように原画像を変形・補正して投影する投影画像補正装置及び投影装置に関する。 The present invention relates to a projection image correction apparatus and a projection apparatus that project an original image by deforming and correcting the projection image so that the projection image is not distorted according to the three-dimensional shape of the projection surface.
従来技術として、高精細画像をスクリーン上に投影する場合、複数の低精細プロジェクタを用いるとともに、原画像を複数の低精細プロジェクタの各々の投影位置に応じて分割し、各分割画像を各低精細プロジェクタによりスクリーンに投影してスクリーン上で合成する方法が知られている(例えば下記の特許文献1、2、3)。しかしながら、この方法では、スクリーン上で投影される各分割画像の境界が途切れないようにする必要がある。
As a conventional technique, when projecting a high-definition image on a screen, a plurality of low-definition projectors are used, and the original image is divided according to the projection position of each of the plurality of low-definition projectors. A method of projecting on a screen by a projector and combining on the screen is known (for example,
図5はこれを防止する方法を示す。まず、図5(a)に示す原画像3を左右の2枚の画像4a、4bに分割する際、図5(b)に示すように分割画像4a、4bの境界が重複するように分割する。そして、分割画像4a、4bをスクリーン上に合成して投影する際、図5(c)に示すように投影画像9a、9bの境界が一致するように投影して、各分割画像の境界が途切れない投影画像9を実現する。しかしながら、この方法では、合成した投影画像9の幅Bが原画像3の幅Aより小さくなるという問題点がある。
FIG. 5 shows a method for preventing this. First, when the original image 3 shown in FIG. 5A is divided into two left and
また、従来技術として、高精細画像を投影するスクリーンは巨大であるので、プロジェクタの投影角度やスクリーンの設置角度、形状などにより投影面が2次元ではなく3次元であることから、原画像をこのまま投影すると投影画像が歪むので、投影画像が歪まないように投影面の3次元形状に応じて原画像を変形して補正する方法が知られている(例えば下記の特許文献2、3)。投影面の3次元形状のデータを検出する方法としては、特許文献2に示すように縦横等間隔の複数のマーカ画像をプロジェクタに入力してスクリーン上に投影し、マーカの投影画像の位置に基づいて検出する方法が知られている。そして、マーカの投影画像の位置が縦横等間隔になるように、原画像を変形して補正する。
ところで、近年、高精細画像をそのまま投影可能な高精細プロジェクタが開発されている。この高精細プロジェクタを用いれば、高精細の原画像を分割することなく投影することができるので、従来技術のようにスクリーン上で合成投影される各分割画像の境界が途切れないようにする必要がない。しかしながら、例えば投影面が4000×2000画素などの巨大な画像を投影するプロジェクタの場合、現状の伝送処理系の性能及びコストの問題から、原画像を複数の領域に分割して3次元投影面に応じて変形補正して高精細プロジェクタ上で合成する方法が考えられる。この方法によれば、巨大な画像をそのまま変形補正するよりも、処理時間、コストを低減させることができる。 Incidentally, in recent years, high-definition projectors that can project high-definition images as they are have been developed. If this high-definition projector is used, a high-definition original image can be projected without being divided, so that it is necessary to prevent the boundary between the divided images synthesized and projected on the screen as in the prior art. Absent. However, for example, in the case of a projector that projects a huge image having a projection surface of 4000 × 2000 pixels, the original image is divided into a plurality of regions and divided into a three-dimensional projection surface due to the performance and cost problems of the current transmission processing system. A method of performing deformation correction and combining on a high-definition projector can be considered. According to this method, it is possible to reduce the processing time and cost compared to the case where a huge image is directly subjected to deformation correction.
図6は一例として、横長(幅=A、縦=B)の長方形の原画像3を水平方向にN(=4)分割して、幅C=A/N、縦Bの分割画像4a、4b、4c、4dを切り出し、各分割画像4a、4b、4c、4dを高精細のプロジェクタ1上で合成して各投影画像9a、9b、9c、9dをスクリーンに投影する場合を示す。
FIG. 6 shows, as an example, a horizontally long (width = A, length = B) rectangular original image 3 divided into N (= 4) in the horizontal direction, and divided
ここで、図7は図7(a)に示す横長の長方形の現画像3をスクリーン10に投影した場合、プロジェクタの投影角度やスクリーン10の設置角度、形状などにより、図7(d)に示すように投影画像が台形(斜め)となって歪む場合を示す。この場合には、まず、原画像3を図7(a)、(b)に示すように水平方向に4分割し、次いで図7(c)に示すように投影画像が歪まないように分割画像4a、4b、4c、4dを変形して補正画像8a(8b、8c、8dは図示省略)を生成し、次いでこの補正画像8を図6に示すプロジェクタ1上で合成して図7(d)に示すスクリーン10に歪みのない画像を投影する。しかしながら、上記方法では、図8(a)、(b)に示すように補正後の各分割画像8a、8b、8c、8dをプロジェクタ1上で合成した場合に、各補正画像8a、8b、8c、8dの境界に、画像がないエリア(画素欠損)が発生するという問題点がある。したがって、図8(c)に示すように画素欠損がない画像を投影する必要がある。
Here, FIG. 7 shows, when the horizontally long rectangular current image 3 shown in FIG. 7A is projected on the
本発明は上記の問題点に鑑み、高精細画像をそのまま高精細プロジェクタで投影する場合に、処理時間、コストを低減させることができる投影画像補正装置及び投影装置を提供することを目的とする。
本発明はまた、原画像を分割して、投影画像が歪まないように投影面の3次元形状に応じて各分割画像を変形して補正し、高精細プロジェクタ上で合成する場合に、各補正画像の境界に画素欠損がない画像を投影することができる投影画像補正装置及び投影装置を提供することを目的とする。
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a projection image correction apparatus and a projection apparatus that can reduce processing time and cost when a high-definition image is projected as it is with a high-definition projector.
The present invention also divides the original image and deforms and corrects each divided image according to the three-dimensional shape of the projection surface so that the projected image is not distorted. It is an object of the present invention to provide a projection image correction apparatus and a projection apparatus capable of projecting an image having no pixel defect at an image boundary.
本発明の投影画像補正装置は上記目的を達成するために、
原画像を複数の画像に分割し、各分割画像をプロジェクタ上で合成してスクリーン上に投影するための投影画像補正装置であって、
前記プロジェクタ上で合成した各分割画像の境界に画素欠損が発生しない範囲の各分割画像をそれぞれ前記原画像から切り出す複数の画像切り出し手段と、
前記スクリーンの投影面の3次元形状に応じて投影画像が歪まないように前記複数の画像切り出し手段のそれぞれにより切り出された各分割画像を変形して補正し、前記プロジェクタに出力する複数の画像変形手段とを、
備えた。
In order to achieve the above object, the projection image correction apparatus of the present invention provides:
A projection image correction apparatus for dividing an original image into a plurality of images, synthesizing each divided image on a projector and projecting the image on a screen,
A plurality of image cutout means for cutting out each divided image in a range in which no pixel defect occurs at the boundary between the divided images synthesized on the projector, respectively, from the original image;
A plurality of image deformations that are deformed and corrected for each divided image cut out by each of the plurality of image cutout means so that the projection image is not distorted according to the three-dimensional shape of the projection surface of the screen, and output to the projector Means,
Prepared.
また、本発明の投影装置は上記目的を達成するために、
原画像から分割された複数の分割画像を合成してスクリーン上に投影するプロジェクタと、
前記プロジェクタ上で合成した各分割画像の境界に画素欠損が発生しない範囲の各分割画像をそれぞれ前記原画像から切り出す複数の画像切り出し手段と、
前記スクリーンの投影面の3次元形状に応じて投影画像が歪まないように前記複数の画像切り出し手段のそれぞれにより切り出された各分割画像を変形して補正し、前記プロジェクタに出力する複数の画像変形手段とを、
備えた。
In order to achieve the above object, the projection apparatus of the present invention
A projector that combines a plurality of divided images divided from the original image and projects them on a screen;
A plurality of image cutout means for cutting out each divided image in a range in which no pixel defect occurs at the boundary between the divided images synthesized on the projector, respectively, from the original image;
A plurality of image deformations that are deformed and corrected for each divided image cut out by each of the plurality of image cutout means so that the projection image is not distorted according to the three-dimensional shape of the projection surface of the screen, and output to the projector Means,
Prepared.
本発明によれば、原画像を複数の画像に分割し、各分割画像をプロジェクタ上で合成してスクリーン上に投影する場合に、スクリーンの投影面の3次元形状に応じて投影画像が歪まないように各分割画像のそれぞれを変形して補正し、プロジェクタに出力するので、高精細画像をそのまま高精細プロジェクタで投影する場合に、処理時間、コストを低減させることができる。
また、本発明によれば、プロジェクタ上で合成した各分割画像の境界に画素欠損が発生しない範囲の各分割画像をそれぞれ原画像から切り出すので、原画像を分割して、投影画像が歪まないように投影面の3次元形状に応じて各分割画像を変形して補正し、高精細プロジェクタ上で合成する場合に、各補正画像の境界に画素欠損がない画像を投影することができる。
According to the present invention, when an original image is divided into a plurality of images, and the divided images are synthesized on a projector and projected onto a screen, the projected image is not distorted according to the three-dimensional shape of the projection surface of the screen. As described above, since each of the divided images is modified and corrected and output to the projector, the processing time and cost can be reduced when a high-definition image is projected as it is with the high-definition projector.
Further, according to the present invention, each divided image in a range where no pixel defect occurs at the boundary between the divided images synthesized on the projector is cut out from the original image, so that the original image is divided so that the projection image is not distorted. In addition, when each divided image is deformed and corrected according to the three-dimensional shape of the projection surface and synthesized on a high-definition projector, it is possible to project an image having no pixel defect at the boundary between the corrected images.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明に係る投影画像補正装置及び投影装置の一実施の形態を示すブロック図、図2は図1の投影画像補正装置及び投影装置における主要画像を示す説明図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a projection image correction apparatus and a projection apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view showing main images in the projection image correction apparatus and the projection apparatus of FIG.
図1では、巨大な原画像3を原画像分配部2により、プロジェクタ1の分割入力数であるN個に並列に分配し、原画像3と同じ分配画像4a、4b〜4NをN系統の画像切り出し部5a、5b〜5Nに出力する。原画像3が並列分配されているため、後述する変形関数が変化して、変形に必要な領域が変化しても対応できる。画像変形部7a、7b〜7Nはそれぞれ、プロジェクタ1の画像分割入力仕様に応じて画像切り出し部5a、5b〜5Nを制御して分配画像4a、4b〜4Nの一部を切り出す。このとき、例えば図2(a)、(b)に示すように画像変形部7a、7b〜7Nにおける変形処理の際に必要な画素が全て入るように切り出す。画像変形部7a、7b〜7Nはそれぞれ、例えば図2(b)、(c)に示すように画像切り出し部5a、5b〜5Nにより切り出された画像6a、6b〜6N(図では6a、6b、6c、6d)に対して、投影画像の歪み形状に応じた変形補正処理を行い、補正画像8a、8b〜8N(図では8a、8b、8c、8d)を生成する。この際、あらかじめ変形に必要な領域を切り出して入力しているため補正出力に欠損部が生じることは無い。最終的にN系統の補正画像8a、8b〜8Nの出力系統が揃い、それをプロジェクタ1が合成し、投影画像の歪み形状に応じた補正済みの巨大画像を投影することができる。ここでは、巨大な原画像3をプロジェクタ1に分割入力し、プロジェクタ1内部で合成してスクリーン上に投影する構成に基づいて説明するが、巨大な原画像3を原画像分配部2により、プロジェクタ1の分割入力数であるN個に並列に分配し、投影画像の歪み形状に応じた変形補正処理を行った後、プロジェクタ1の前段で合成するよう構成してもよい。また、図2では原画像3を水平方向に分割しているが、垂直方向や水平/垂直の両方向に分割する場合にも適用することができる。
In FIG. 1, a huge original image 3 is distributed in parallel by the original
ここで、投影面の3次元形状のデータを検出して、投影画像が歪まないように原画像を変形して補正する方法としては、特許文献2に示されるように、あらかじめ縦横等間隔の複数のマーカ画像をプロジェクタ1に入力してスクリーン上に投影し、マーカの投影画像の位置に基づいて検出し、マーカの投影画像の位置が縦横等間隔になるように、原画像を変形して補正することができる。また、変形に必要な領域は、以下のような考え方で決定することができる。入力画像をPi(x,y)、変形画像をPo(x’,y’)、変換関数をTとすると、変形は以下のような関係として記述できる。
Po(x’,y’)=T{Pi(x,y)} (式1)
Tの逆関数をT-1とすると、式1は以下のように変形できる。
Pi(x,y)=T-1{Po(x’,y’)} (式2)
通常、プロジェクタ1に送る変形出力(=Po(x’,y’)) は長方形などの形で、既知であるため、逆関数T-1が計算できれば、変形に必要な領域Pi(x,y)は計算することが可能となる。
Here, as a method of detecting and correcting the three-dimensional shape data of the projection plane and deforming the original image so that the projection image is not distorted, as shown in
Po (x ′, y ′) = T {Pi (x, y)} (Formula 1)
If the inverse function of T is T −1 ,
Pi (x, y) = T −1 {Po (x ′, y ′)} (Formula 2)
Usually, the deformation output (= Po (x ′, y ′)) to be sent to the
例として、水平方向を縮小する場合について説明する。水平方向の縮小の変形式は
x’=ax (0<a<1)
y’=y
となるため、逆関数は
x=x’/a
y=y’
となる。例えば図3に示すように、変形出力が水平100×垂直100画素で、縮小率a=0.5ならば、必要な領域は、水平200×垂直100画素の大きさとなる。与えられた変形仕様から、上記の計算を行い、画像切り出しを制御することで、画素欠損の無い良好な画像を得ることができる。また、画像変形部7a、7b〜7Nには、原画像3がそのまま並列に供給されるため、必要領域の大小に関わらず切り出すことができ、自由な変形が可能となる。
As an example, a case where the horizontal direction is reduced will be described. The deformation formula for horizontal reduction is x ′ = ax (0 <a <1)
y '= y
Therefore, the inverse function is x = x ′ / a
y = y '
It becomes. For example, as shown in FIG. 3, if the deformation output is horizontal 100 × vertical 100 pixels and the reduction ratio a = 0.5, the necessary area has a size of horizontal 200 × vertical 100 pixels. By performing the above calculation from the given deformation specification and controlling the image cutout, a good image free from pixel defects can be obtained. Further, since the original image 3 is supplied in parallel to the
<具体例>
具体例として、3840×2400画素の原画像3を変形補正して投影する構成例を図4に示す。本例では、簡略のため、長方形の原画像3を平行四辺形の投影画像9に変形し、その変換関数をTとする。ここで示すプロジェクタ1は、3840×2400画素の原画像3を水平方向に4つに分割した960×2400画素の画像が4系統入力し、それらを内部で合成して3840×2400画素の投影画像9として投影するものとする。図4では、A=3840,B=2400,N=4に相当する。
<Specific example>
As a specific example, FIG. 4 shows a configuration example in which the original image 3 having 3840 × 2400 pixels is projected after being deformed. In this example, for simplicity, the rectangular original image 3 is transformed into a parallelogram projection image 9 and its conversion function is T. The
まず、原画像分配部2により3840×2400画素の原画像3を4つに並列に分配し、分配画像4a、4b、4c、4dを得る。分配画像4、4b、4c、4dは、それぞれ画像切り出し部5a、5b、5c、5dに入力され,画像切り出し部5a、5b、5c、5dは、それぞれ分配画像4a、4b、4c、4dから、変形に必要な領域を切り出し、切り出し画像6a、6b、6c、6dを画像変形部7a、7b、7c、7dに送る。このとき領域の切り出し制御信号は、画像変形部7a、7b、7c、7dから送られ、変換の逆関数T-1に基づき決定される。図4に示す例では、分配画像4a、4b、4c、4d中の破線で示した領域が、変換に必要な領域となる。
First, the original
画像変形部7a、7b、7c、7dはそれぞれ、切り出し画像6a、6b、6c、6dから、投影画像の歪み形状に応じて変形した960×2400画素の補正画像8a、8b、8c、8dを生成する。以上の変形処理は、分割数に応じて並列に処理が可能となる。本実施の形態では長方形から平行四辺形という単純な変形のため、各変形処理は同じ変換関数Tを用いる。最終的に各分割領域の変形出力8a、8b、8c、8dはプロジェクタ1により1つの巨大な画像(図4中の投影画像9)として投影される。上記装置によって投影される補正巨大画像は、画素欠損がなく、また、重ね合わせによる画素数減少も生じていない。
The
1 プロジェクタ
2 原画像分配部
3 原画像
4a、4b〜4N 分配画像
5a、5b〜5N 画像切り出し部
7a、7b〜7N 画像変形部
8a、8b〜8N 補正画像
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記プロジェクタ上で合成した各分割画像の境界に画素欠損が発生しない範囲の各分割画像をそれぞれ前記原画像から切り出す複数の画像切り出し手段と、
前記スクリーンの投影面の3次元形状に応じて投影画像が歪まないように前記複数の画像切り出し手段のそれぞれにより切り出された各分割画像を変形して補正し、前記プロジェクタに出力する複数の画像変形手段とを、
備えた投影画像補正装置。 A projection image correction apparatus for dividing an original image into a plurality of images, synthesizing each divided image on a projector and projecting the image on a screen,
A plurality of image cutout means for cutting out each divided image in a range in which no pixel defect occurs at the boundary between the divided images synthesized on the projector, respectively, from the original image;
A plurality of image deformations that are deformed and corrected for each divided image cut out by each of the plurality of image cutout means so that the projection image is not distorted according to the three-dimensional shape of the projection surface of the screen, and output to the projector Means,
A projection image correction apparatus provided.
前記プロジェクタ上で合成した各分割画像の境界に画素欠損が発生しない範囲の各分割画像をそれぞれ前記原画像から切り出す複数の画像切り出し手段と、
前記スクリーンの投影面の3次元形状に応じて投影画像が歪まないように前記複数の画像切り出し手段のそれぞれにより切り出された各分割画像を変形して補正し、前記プロジェクタに出力する複数の画像変形手段とを、
備えた投影装置。 A projector that combines a plurality of divided images divided from the original image and projects them on a screen;
A plurality of image cutout means for cutting out each divided image in a range in which no pixel defect occurs at the boundary between the divided images synthesized on the projector, respectively, from the original image;
A plurality of image deformations that are deformed and corrected for each divided image cut out by each of the plurality of image cutout means so that the projection image is not distorted according to the three-dimensional shape of the projection surface of the screen, and output to the projector Means,
A projection apparatus provided.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20100907 |