JP2009147584A - 画像処理装置、プロジェクタ、画像処理方法および画像処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】台形歪補正がなされた画像を投写して表示する際に、従来は台形歪補正のためマスクされていた投写領域にも画像を表示させる。
【解決手段】画像形成部９ａに書き込まれた画像を投写面１１に投写して表示するプロジェクタ１の画像形成部９ａに書き込まれる画像を処理するための画像処理装置１０は、投写面１１に投写された投写画像の台形歪を補正する台形歪補正部４と、画像形成部９ａに書き込まれる画像の縦横比を維持したまま拡大処理する拡大処理部５と、台形歪補正の有無を判定し、台形歪補正有りの場合に、画像形成部９ａに台形歪補正かつ拡大処理がなされた画像を出力するように制御する制御部７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像処理装置、プロジェクタ、画像処理方法および画像処理プログラムに関し、特に、画像形成部に書き込まれた画像を投写面に投写して表示するプロジェクタの画像処理に関する。

プロジェクタを用いてスクリーン等の投写面に画像を表示させるとき、プロジェクタと投写面との相対的な傾きによって、投写面に表示された画像（以下「投写画像」と呼ぶ）に台形歪が生ずる。このような投写画像の台形歪を画像データ処理で補正する台形歪補正（キーストン補正）機能を備えたプロジェクタがある。

このような台形歪補正は、空間光変調素子（ライトバルブ）による画像形成部に書き込まれた画像データの水平方向の画素を間引いて順次圧縮することにより台形歪を補正する技術が一般的に用いられている。例えば、特許文献１には、画像を水平方向に間引いて順次圧縮する際に、間引き対象の画像の差分を補正することにより画素の欠落を減少させる方法が開示されている。
特開平９−２６１５６８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された上記方法によっても、画素の欠落を完全に無くすことはできない。また、各種映像機器からプロジェクタへ入力する元画像は、例えば４：３又は１６：９等の縦横比の長方形の画像であり、投写画像を元画像と同じ縦横比に維持するためには、画像形成部における垂直方向の縮小処理が必要である。

上記垂直方向の縮小処理について図４の模式図を参照して説明する。図４において、（ａ）は台形歪補正前、（ｂ）は台形歪補正後の投写状態を示す模式図である。
各種映像機器からプロジェクタへ入力した長方形の元画像は、空間光変調素子（ライトバルブ）により形成された画像形成部に、図４（ａ）に示すような画像として書き込まれる。この画像をスクリーン等の投写面に画像を表示させるとき、プロジェクタと投写面とが相対的に傾いている場合、投写画像に台形歪が生じる（図４（ａ）の例では、台形の上底が下底よりも長い台形となっている）。

このため、図４（ｂ）に示すように、画像形成部の画像を発生した台形歪と逆の台形に補正する（図４（ｂ）の例では、台形の上底が下底よりも短い台形とする）。このとき、投写画像を元画像と同じ縦横比に維持するため、画像を垂直方向に縮小している。

次に、画像形成部において、画像を縮小したことにより生じる元画像データが存在しない画像形成部の周縁部（斜線で示した領域）の画素に対して、マスク処理を行う（即ち、周縁部の画素に対して階調として最低の輝度レベル（黒）が書き込まれる）。

そして、このように台形歪補正された図４（ｂ）の画像形成部の画像を投写すると、元画像と同じ縦横比で長方形の投写画像が投写される。なお、図４（ｂ）の投写画像の斜線で示した投写領域は、マスク処理された周縁部の画素が投写されたものである。
このような従来の台形歪補正では、水平方向の画素の間引きに加えて、垂直方向の画素も減らしているので、投写画像の劣化が生じてしまう。また、図４（ｂ）の斜線で示した投写領域の上方部分は、従来は台形歪補正のためマスクされていた投写領域であり、投写画像が表示されていなかった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、台形歪補正がなされた画像を投写して表示する際に、従来は台形歪補正のためマスクされていた投写領域にも画像を表示させることができる画像処理装置、プロジェクタ、画像処理方法および画像処理プログラムを得ることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る画像処理装置は、
画像形成部に書き込まれた画像を投写面に投写して表示するプロジェクタの前記画像形成部に書き込まれる画像を処理するための画像処理装置であって、
前記投写面に投写された投写画像の台形歪を補正する台形歪補正部と、
前記画像形成部に書き込まれる画像の縦横比を維持したまま拡大処理する拡大処理部と、
少なくとも前記台形歪補正部と拡大処理部とを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、台形歪補正の有無を判定し、台形歪補正有りの場合に、前記画像形成部に台形歪補正かつ拡大処理がなされた画像を出力するように制御することを特徴とする。
上記構成の画像処理装置により、台形歪補正がなされた画像を投写して表示する際に、従来は台形歪補正のためマスクされていた投写領域にも画像を表示させることができ、かつ投写画像が全体的に拡大されて表示されるので、台形歪補正のため垂直方向に縮小されて見づらかった細かい部分も見易くすることができる。

好ましくは、前記拡大処理部は、画像の縦横比を維持した状態で前記画像形成部の垂直方向上限まで前記画像を拡大することを特徴とする。
これにより、従来は画像形成部においてマスク処理され、画像が投写されなかった投写領域の上限まで画像を投写することができる。

また、好ましくは、前記制御部は、前記画像形成部の水平方向の幅に制限した画像を前記画像形成部へ出力するように制御することを特徴とする。
これにより、上記投写領域の上限まで投写された画像の縦横比を元画像の縦横比と等しくすることができる。

上記目的を達成するために、本発明に係るプロジェクタは、
画像を入力する映像入力部と、
画像形成部に書き込まれた画像を投写面に投写する映像投写部と、
前記投写面に投写された投写画像の台形歪を補正する台形歪補正部と、
前記画像の縦横比を維持したまま拡大する拡大処理部と、
少なくとも前記台形歪補正部と拡大処理部とを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、台形歪補正の有無を判定し、台形歪補正有りの場合に、前記画像形成部に台形歪補正かつ拡大処理がなされた画像を出力するように制御することを特徴とする。
上記構成により、台形歪補正がなされた画像を投写して表示する際に、従来は台形歪補正のためマスクされていた投写領域にも画像を表示させることができ、かつ投写画像が全体的に拡大されて表示されるので、台形歪補正のため垂直方向に縮小されて見づらかった細かい部分も見易くすることができるプロジェクタを提供することができる。

上記目的を達成するために、本発明に係る台形歪補正に伴う画像処理方法は、
画像形成部に書き込まれた画像を投写面に投写して表示するプロジェクタの前記画像形成部に書き込まれる画像を処理するための画像処理方法であって、
前記投写面に投写された投写画像の台形歪を補正するステップと、
前記画像の縦横比を維持したまま拡大するステップと、
台形歪補正の有無を判定し、台形歪補正有りの場合に、前記画像形成部に台形歪補正かつ拡大処理がなされた画像を出力するステップと、
を含むことを特徴とする。
上記方法により、台形歪補正がなされた画像を投写して表示する際に、従来は台形歪補正のためマスクされていた投写領域にも画像を表示させることができ、かつ投写画像が全体的に拡大されて表示されるので、台形歪補正のため垂直方向に縮小されて見づらかった細かい部分も見易くすることができる。

上記目的を達成するために、本発明に係る台形歪補正に伴う画像処理プログラムは、
画像形成部に書き込まれた画像を投写面に投写して表示するプロジェクタの前記画像形成部に書き込まれる画像を処理するための画像処理装置の制御部に実行させる画像処理プログラムであって、
前記投写面に投写された投写画像の台形歪を補正するステップと、
前記画像の縦横比を維持したまま拡大するステップと、
台形歪補正の有無を判定し、台形歪補正有りの場合に、前記画像形成部に台形歪補正かつ拡大処理がなされた画像を出力するステップと、
を含むことを特徴とする。
これにより、台形歪補正がなされた画像を投写して表示する際に、従来は台形歪補正のためマスクされていた投写領域にも画像を表示させることができ、かつ投写画像が全体的に拡大されて表示されるので、台形歪補正のため垂直方向に縮小されて見づらかった細かい部分も見易くすることができる画像処理プログラムを提供することができる。

以下、本発明に係る画像処理装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置を備えるプロジェクタの要部の機能ブロック図である。
図１に示すように、本実施の形態に係るプロジェクタ１は、図１に示すように、映像入力部２と、映像信号処理部３と、台形歪補正部４と、拡大処理部５と、記憶部６と、制御部７と、画像形成部９ａおよびレンズ９ｂを含む映像投写部９と、キー入力処理部１２と、を備えている。

映像入力部２は、各種映像機器からの映像を入力するコネクタなどを含む部分である。映像信号処理部３は、各種映像機器から送信された映像信号がアナログ映像信号の場合はアナログ／デジタル変換処理を行って所定のデジタル信号フォーマットに変換し、映像の表示状態（例えば、輝度、コントラスト、同期、トラッキング、色の濃さ、色合い等）の調整等を行う。

台形歪補正部４は、映像信号処理部３で処理された映像信号の画像（元画像）に対して、投写面に投写された投写画像の台形歪を補正する。拡大処理部５は、上記元画像または台形歪補正部４で台形歪補正された画像の縦横比を維持したまま拡大処理する。

映像投写部９は、画像形成部９ａに書き込まれた画像をレンズ９ｂ等の光学系を通して、スクリーン等の投写面１１に投写する。そして、この画像形成部９ａは、空間光変調素子（例えば、微小ミラーアレイデバイスや液晶ライトバルブ等）で構成されたものであり、縦横に複数配置された画素からなり、これらの複数の画素に書き込まれた画像に投写光を透過又は反射させ、映像投写部９内のレンズ９ｂ等の光学系を通して、スクリーン等の投写面１１に投写されるものである。なお、このときプロジェクタ１と投写面１１とが、例えば図１のように、投写光の光軸に対して傾斜角度があり相対的に傾いている場合、投写画像に台形歪が発生する。

制御部７は、キー入力処理部１２より指示されて映像信号処理部３の各種映像信号処理を制御するとともに、台形歪補正部４および拡大処理部５の制御と、駆動データ生成部８、映像投写部９の制御を行う。
駆動データ生成部８は、後述の画像処理装置１０から出力された画像データから、画像形成部９ａ（液晶ライトバルブなどの空間光変調素子）を駆動するための駆動データを生成し、画像形成部９ａに出力する回路であり、この駆動データにより画像形成部９ａの画素を駆動することにより画像形成部９ａに画像が書き込まれる。

記憶部６は、制御部７から送信された各種の設定データを記憶するとともに、制御部７からの命令に応じて記憶された各種の設定データを制御部７へ送信する。また、画像データを記憶する。

キー入力処理部１２は、リモコンやプロジェクタ本体に設けられ各種の機能が割り当てられた複数のキースイッチ（画像を拡大するための拡大キーを含む）からの入力を処理して制御部７へキースイッチ操作に基づく指示命令を送信する。

本実施の形態に係る画像処理装置１０は、画像形成部９ａに書き込まれた画像を投写面に投写して表示するプロジェクタ１の画像形成部９ａに書き込まれる画像を処理する装置である。この画像処理装置１０は、投写面に投写された投写画像の台形歪を補正する台形歪補正部４と、画像形成部９ａに書き込まれる画像の縦横比を維持したまま拡大処理する拡大処理部５と、台形歪補正の有無を判定し、台形歪補正有りの場合に、台形歪補正かつ拡大処理がなされた画像データを駆動データ生成部８に出力して、駆動データ生成部８で生成した駆動データを画像形成部９ａに出力するように制御する制御部７と、を備える。

次に、本実施の形態に係るプロジェクタの制御方法を図２および図３を用いて説明する。図２は、本実施の形態の台形歪補正に伴う画像処理方法を説明するフロー図である。図３は図２のフローにおいて、拡大処理および台形歪補正を説明するための模式図である。
図１のプロジェクタ１において、図２のフロー図に示すように、拡大キーの入力操作をキー入力処理部１２が検知する（ステップＳ１）と、制御部７は、拡大キーが入力操作されたか否かを判定する（ステップＳ２）。

拡大キーが入力操作された場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、次に制御部７は、台形歪補正の設定がなされているか否かを判定し（ステップＳ３）、台形歪補正の設定がなされている場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、台形歪補正部４の処理によって、図３（ａ）に示す記憶部８内に入力された元画像２１のデータに対して台形歪補正をする（ステップＳ４）。例えば、図３（ｂ）に示すように、発生する台形歪と逆の台形の画像データ２２に補正する。このとき、投写画像を元画像と同じ縦横比に維持するため、画像を垂直方向に縮小している。

次に、台形歪補正された画像データ２２に対し、縦横比を保ったまま、垂直方向が画像形成部９ａの上限までくるように、拡大処理部５によって拡大処理がなされ、記憶部８に拡大処理された画像データ２３が記憶される（ステップＳ５および図３（ｃ））。

さらに、この拡大処理された画像データ２３の台形の下底の長さは画像形成部９ａの水平方向の長さより若干長くなるので、画像形成部９ａの水平方向の幅に制限した長さとなるように、画像データ２３の台形の下底の両端部を削除した画像データ２４とする（ステ
ップＳ６および図３（ｄ））。この画像データ２４を駆動データ生成部８に出力して、画像形成部９ａを駆動する駆動データを画像形成部９ａへ出力する（ステップＳ７）。この場合、画像データ２４は、映像信号処理部３から台形歪補正部４へ出力された元画像データ２１を台形歪補正部４と拡大処理部５で処理されたデータであり、拡大処理部５から駆動データ生成部８へ出力される。

次に、画像形成部９ａへ出力された（画像データ２４の）駆動データにより画像形成部９ａの画素を駆動して画像を書き込む（ステップＳ８）。即ち、図３（ｅ）に示す白抜き部分の画素に画像データ２４に示す画像が書き込まれる。なお、画像形成部９ａの斜線部分（マスク領域２５）の画像はマスクされる（例えば、黒が書き込まれる）。

そして、画像形成部９ａに書き込まれた画像を投写する（ステップＳ９）と、投写面１１には図３（ｆ）に示すような投写画像が投写される。

図３（ｆ）に示すように、台形補正時に垂直方向に縮小されてマスクされた領域にも画像が表示され、投写領域の垂直方向上限まで投写画像２６（白抜き部分）を投写することができる。この投写画像２６は、元画像と同じ縦横比を維持しつつ拡大された画像である。

なお、図３（ｆ）の２７はマスク領域２５が投写された領域（例えば、黒を表示）である。

このようにして、台形歪補正がなされた画像を投写して表示する際に、従来は台形歪補正のためマスクされていた投写領域（マスク領域２５）にも画像を表示させることができ、かつ投写画像２６が全体的に拡大されて表示されるので、台形歪補正のため垂直方向に縮小されて見づらかった細かい部分も見易くすることができる。

また、ステップＳ３にて、台形歪補正の設定がなされていない場合（ステップＳ３：Ｎｏ）は、拡大処理された画像データを駆動データ生成部８に出力して、駆動データを画像形成部９ａへ出力し（ステップＳ１０）、次に、画像形成部９ａへ出力された駆動データにより画素を駆動して画像形成部９ａに画像を書き込む（ステップＳ８）。そして、画像形成部９ａに書き込まれた画像を投写する（ステップＳ９）。この場合、画像データは、映像信号処理部３から拡大処理部５へ出力された元画像データ２１を拡大処理部５で拡大処理されたデータであり、拡大処理部５から駆動データ生成部８へ出力される。

また、ステップＳ２にて、拡大キーが入力操作されていない場合（ステップＳ２：Ｎｏ）は、制御部７は台形歪補正の設定がなされているか否かを判定する（ステップＳ１１）。台形歪補正の設定がなされている場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、台形歪補正部４の処理によって、元画像に対して台形歪補正処理をし（ステップＳ１２）、この台形歪補正処理された画像データを駆動データ生成部８に出力して、生成した駆動データを画像形成部９ａに出力する（ステップＳ１３）。この場合、画像データは、映像信号処理部３から台形歪補正部４へ出力された元画像データ２１を台形歪補正部４で処理されたデータであり、台形歪補正部４から駆動データ生成部８へ出力される。
一方、台形歪補正の設定がなされていない場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）は、元画像のデータをそのまま駆動データ生成部８に出力して、生成された駆動データを画像形成部９ａに出力する（ステップＳ１４）。この場合、画像データは、映像信号処理部３から拡大処理部５へ出力された元画像データ２１を拡大処理部５により拡大率１で処理されたデータであり、拡大処理部５から駆動データ生成部８へ出力される。
そして、画像形成部９ａに出力された駆動データにより画素を駆動して画像を書き込み（ステップＳ８）、この画像形成部９ａに書き込まれた画像を投写する（ステップＳ９）。

本発明の実施の形態に係る画像処理装置を備えるプロジェクタの要部の機能ブロック図である。 本実施の形態の台形歪補正に伴う画像処理方法を説明するフロー図である。 図２のフローにおいて、拡大処理および台形歪補正を説明するための模式図（ａ）〜（ｆ）である。 従来の台形歪補正における、（ａ）台形歪補正前、（ｂ）台形歪補正後の投写状態を示す模式図である。

符号の説明

１：プロジェクタ、２：映像入力部、３：映像信号処理部、４：台形歪補正部、５：拡大処理部、６：記憶部、７：制御部、８：駆動データ生成部、９：映像投写部、９ａ：画像形成部、９ｂ：レンズ、１０：画像処理装置、１１：投写面、１２：キー入力処理部

Claims (6)

1. 画像形成部に書き込まれた画像を投写面に投写して表示するプロジェクタの前記画像形成部に書き込まれる画像を処理するための画像処理装置であって、
   前記投写面に投写された投写画像の台形歪を補正する台形歪補正部と、
   前記画像形成部に書き込まれる画像の縦横比を維持したまま拡大処理する拡大処理部と、
   少なくとも前記台形歪補正部と拡大処理部とを制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、台形歪補正の有無を判定し、台形歪補正有りの場合に、前記画像形成部に台形歪補正かつ拡大処理がなされた画像を出力するように制御することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記拡大処理部は、画像の縦横比を維持した状態で前記画像形成部の垂直方向上限まで前記画像を拡大することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記制御部は、前記画像形成部の水平方向の幅に制限した画像を前記画像形成部へ出力するように制御することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 画像を入力する映像入力部と、
   画像形成部に書き込まれた画像を投写面に投写する映像投写部と、
   前記投写面に投写された投写画像の台形歪を補正する台形歪補正部と、
   前記画像の縦横比を維持したまま拡大する拡大処理部と、
   少なくとも前記台形歪補正部と拡大処理部とを制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、台形歪補正の有無を判定し、台形歪補正有りの場合に、前記画像形成部に台形歪補正かつ拡大処理がなされた画像を出力するように制御することを特徴とするプロジェクタ。
5. 画像形成部に書き込まれた画像を投写面に投写して表示するプロジェクタの前記画像形成部に書き込まれる画像を処理するための画像処理方法であって、
   前記投写面に投写された投写画像の台形歪を補正するステップと、
   前記画像の縦横比を維持したまま拡大するステップと、
   台形歪補正の有無を判定し、台形歪補正有りの場合に、前記画像形成部に台形歪補正かつ拡大処理がなされた画像を出力するステップと、
   を含むことを特徴とする台形歪補正に伴う画像処理方法。
6. 画像形成部に書き込まれた画像を投写面に投写して表示するプロジェクタの前記画像形成部に書き込まれる画像を処理するための画像処理装置の制御部に実行させる画像処理プログラムであって、
   前記投写面に投写された投写画像の台形歪を補正するステップと、
   前記画像の縦横比を維持したまま拡大するステップと、
   台形歪補正の有無を判定し、台形歪補正有りの場合に、前記画像形成部に台形歪補正かつ拡大処理がなされた画像を出力するステップと、
   を含むことを特徴とする台形歪補正に伴う画像処理プログラム。

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