JP2009206800A - 画像処理装置、プロジェクタ、画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】投写画像の歪み補正の精度向上
【解決手段】投写補正パターン画像２２０が投写面ＳＣに矩形に表示されていても、撮影部２０の光軸が傾いていると、撮影補正パターン画像２３０には、台形状の歪みが生じる。プロジェクタ１０は、補正パターン画像２１０と、撮影補正パターン画像２３０を用いて、台形歪み補正処理において用いる射影変換の変換式Φを生成する。射影変換の変換式Φは、曲面歪みの生じている投写補正パターン画像２２０の各特徴点の座標Ｑｉ（ｘｉ，ｙｉ）が変換式Φにより変換された後の各特徴点の座標であるΦ［Ｑｉ（ｘｉ，ｙｉ）］と、歪みのない補正パターン画像２１０の各特徴点の座標Ｐｉ（Ｘｉ，Ｙｉ）との差分の二乗和が最小になるように、最小二乗近似法を適用して係数が算出される。変換式Φを用いて台形歪みを補正した後に曲面歪みを補正することにより、補正の精度を向上できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、プロジェクタのための画像処理に関し、特に、投写面に表示される画像の歪み補正技術に関する。

プロジェクタなどの画像表示装置を用いて、投写面に画像を表示する画像表示システムが利用されている。画像表示システムでは、例えば、画像表示システム使用時にのみ設置し、未使用時には収納される仮設型の投写面が利用される。このような仮設型の投写面には弛みが生じやすく、表示される画像に歪みが生じることがある。そのため、点図形が同一間隔で配置されたパターン画像をスクリーンに投写して、視聴者の視点位置に設置したデジタルカメラ等の撮影装置で投写画像を撮影し、スクリーン上で点図形が示される位置と元のパターン画像での点図形が示される位置とのずれに基づいて、画像に対して歪み補正を行い、歪みのない画像をスクリーンに投写する技術が開示されている。

特開２００１−０８３９４９号公報

しかしながら、撮影装置の光軸がスクリーン法線に対して傾いた状態でスクリーンに表示されているパターン画像が撮影されると、撮影されたパターン画像には撮影装置の傾きに応じた台形歪みが生じる。このように台形歪みが生じているパターン画像を用いて曲面歪み補正を行った場合、補正後の投写画像には、撮影されたパターン画像に生じている台形歪みとは逆方向の台形歪みが生じ、曲面歪み補正の精度が低下するという問題がある。

本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、しわや弛みの生じているスクリーンへの画像投写時における、投写画像の歪み補正の精度向上を目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
プロジェクタによって投写面に投写される投写画像の歪み補正を行う画像処理装置であって、撮影装置によって撮影された、前記プロジェクタによって前記投写面に投写されている前記補正用画像を表す撮影補正用画像データを取得する撮影補正用画像データ取得手段と、前記補正用画像を表す補正用画像データを取得する補正用画像データ取得手段と、前記撮影補正用画像データと、前記補正用画像データとに基づき、前記撮影装置の傾きに起因して前記撮影補正用画像データにより表される撮影補正用画像に生じる台形歪みを補正する台形歪み補正処理を前記撮影補正用画像データに施す台形歪み補正手段と、前記撮影補正用画像の台形歪みが補正された台形補正画像と、前記補正用画像とを比較して、前記投写面の歪みに起因して前記投写画像に生じる曲面歪みを補正するための曲面歪み補正情報を生成する補正情報生成手段と、前記投写面に投写する画像を表す画像データを取得する投写用画像データ取得手段と、前記曲面歪み補正情報を用いて、前記取得した画像データに曲面歪み補正処理を施す曲面歪み補正手段と、を備える画像処理装置。

適用例１の画像処理装置によれば、曲面歪み補正処理の前に撮影補正用画像の台形歪みが補正されるので、台形歪みの生じていない撮像補正用画像を用いて曲面歪みの補正処理に用いられる曲面歪み補正情報を生成できる。従って、撮影手段の光軸の傾きにより撮影補正用画像に台形歪みが生じていても、投写面の歪みにより投写画像に生じる曲面歪みを精度よく補正できる。よって、投写面に投写される画像の画質を向上できる。

適用例１の画像処理装置において、前記撮影補正用画像データと前記補正用画像データとを用いて、式１の変換式の両辺の差分が最小となる係数を算出し、前記算出した係数を適用した前記変換式を用いて、前記撮影補正用画像データに、前記台形歪み補正処理を施す。

適用例１の画像処理装置によれば、台形歪み補正処理に用いる変換式の両辺の差分が最小となるように定数を決定する。従って、曲面歪みを含む撮影補正用画像データの台形歪みを精度良く補正できる。

適用例１の画像処理装置において、前記補正用画像データにより表される補正用画像には、所定の図形により表される複数特徴点が含まれており、前記台形歪み補正手段は、前記撮影補正用画像に含まれる前記複数の特徴点の位置を前記変換式により変換した位置と、前記補正用画像の前記複数の特徴点の位置との差分の二乗和が最小になるように、最小二乗近似法を用いて前記変換式の係数を算出する。適用例１の画像処理装置によれば、最小二乗法を用いて定数を算出できる。従って、定数の精度を向上でき、曲面歪みを含む撮影画像データの台形歪み補正の精度を向上できる。

適用例１の画像処理装置において、前記台形歪み補正手段は、式２の方程式を適用して、前記変換式の係数を算出する。

適用例１の画像処理装置によれば、補正用画像に含まれる少なくとも４つの特徴点を用いて、撮影補正パターン画像の台形歪みを補正できる。従って、画像処理装置の性能や利用者が所望する補正の精度に応じて、利用する特徴点の数を増減することにより、任意の精度で定数を算出できる。

［適用例２］
プロジェクタであって、光源と、画像データに基づいて前記光源からの射出光を変調し、画像を形成する画像形成部と、適用例１の画像処理装置と、前記補正画像データを前記画像形成部に入力する補正用画像データ入力手段と、前記画像処理装置によって前記曲面歪み補正処理が施された画像データを前記画像形成部に入力する補正画像データ入力手段と、を備えるプロジェクタ。適用例２のプロジェクタによれば、台形歪みが補正された撮影画像を用いて曲面歪み補正情報を生成し、生成した曲面歪み補正情報を用いた曲面歪み補正処理が施された画像データに基づいて画像を投写できる。よって、撮影手段の光軸の傾きにより撮影補正用画像に台形歪みが生じていても、投写面に歪みのない画像を表示できる。

本発明において、上述した種々の態様は、適宜、組み合わせたり、一部を省略したりして適用することができる。また、本発明は、上述した画像処理装置としての構成の他に、画像処理装置による画像処理方法、画像処理装置に画像処理を実行させるためのコンピュータプログラム、かかるコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体等としても構成できる。いずれの構成においても、上述した各態様を適宜適用可能である。コンピュータが読み取り可能な記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスクや、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ハードディスク等種々の媒体を利用することが可能である。

Ａ．実施例：
Ａ１．システム構成：
図１は、実施例における画像表示システムについて例示する説明図である。図１（ａ）は、実施例の画像表示システムのシステム構成について示しており、図１（ｂ）および図１（ｃ）は、撮影部２０の光軸とスクリーン法線との関係について示している。画像表示システムは、プロジェクタ１０と、撮影部２０と、投写面ＳＣとを備える。投写面ＳＣはつり下げ式のスクリーンである。

撮影部２０は、デジタルカメラであり、投写面ＳＣに投写されている投写画像を撮影し、撮影画像データをプロジェクタ１０に入力する。実施例では、撮影部２０は、プロジェクタ１０により投写面に投写された補正パターン画像である投写補正パターン画像２２０を撮影する。補正パターン画像とは、点図形により表される複数の特徴点Ｐが所定の間隔で規則的に配置されている画像であり、投写面ＳＣのしわや弛みによる膨らみに起因して画像に部分的に生じる歪みを補正するために用いられる。なお、特徴点Ｐの配置は一例であり、これに限られるものではない。以降、実施例では、投写面ＳＣのしわや弛みによる膨らみや窪みに起因して画像に生じる歪みを曲面歪みと呼び、撮影部２０により撮影された補正パターン画像を撮影補正パターン画像２３０と呼ぶ。なお、投写面ＳＣ上に表示されている補正パターン画像２２０は、プロジェクタ１０のあおりにより生じる台形歪みが予め利用者（または、プロジェクタ）により補正されている。

ところで、投写補正パターン画像２２０の撮影時には、視聴者の視点位置から撮影されることが好ましく、撮影部２０の光軸Ｌａと投写面ＳＣの法線とがほぼ平行であることが好ましい。しかし、利用者が撮影部２０を手に持って投写補正パターン画像２２０を撮影するため、撮影補正パターン画像２３０には、図１（ａ）に示すように、撮影部２０の傾きに応じて台形状の歪みが生じる。具体的には、図１（ｂ）に示すように、撮影部２０が、撮影部２０のレンズ光軸Ｌａを回転軸として回転された状態で投写面ＳＣを撮影したり、図１（ｂ）に示すように、撮影部２０の光軸ＬＡが、スクリーン法線Ｈに対して傾いている状態で投写面ＳＣを撮影したりすると、撮影補正パターン画像に台形状の歪みが生じる。台形歪みが生じている撮影補正パターン画像を用いて曲面歪み補正を行うと、曲面歪み補正の精度が低下してしまう。以降、実施例では、特に説明がない限り、撮影部２０のレンズ光軸Ｌａを回転軸として回転された状態で投写面ＳＣを撮影したり、撮像部の光軸ＬＡが、スクリーン法線Ｈに傾いている状態で投写面ＳＣを撮影したりすることにより、撮影撮影補正パターン画像に生じた台形状の歪みを、台形歪みと呼ぶ。

そのため、実施例では、プロジェクタ１０は、曲面歪み補正処理前に撮影補正パターン画像２３０の台形歪みを補正し、台形歪みが補正された撮影補正パターン画像（以降、実施例では、台形補正画像と呼ぶ）を用いて、投写面ＳＣの曲面歪みにより投写画像に生じる曲面歪みを補正する。

Ａ２．機能ブロック：
図２は、実施例におけるプロジェクタ１０の機能ブロックを例示する説明図である。プロジェクタ１０は、光源ランプ１１と、液晶ライトバルブ１３と、投写光学系１５とを備える。図２において、各光学系は簡略に示されている。また、プロジェクタ１０は、光源ランプ駆動部１２、液晶ライトバルブ駆動部１４、投写光学系調整部１６、画像処理部５０および操作部１３０を備える。画像処理部５０は、ＣＰＵ１００、画像取得部１０２、台形歪み補正情報生成部１０４、台形歪み補正部１０６，曲面歪み補正情報生成部１０８，曲面歪み補正部１１０，メモリ１２０を備える。ＣＰＵ１００は、プロジェクタ１０全体の動作を制御する。実施例では、画像処理部５０が特許請求の範囲における「画像処理装置」に当たる。

光源ランプ駆動部１２は、光源ランプ１１を駆動する。液晶ライトバルブ駆動部１４は、画像処理部５０から与えられる画像データに従って、液晶ライトバルブ１３を駆動する。

操作部１３０は、ユーザからの入力に応じて、ＣＰＵ１００に種々の処理を実行させる。例えば、ユーザは、操作部１３０を介して、歪み補正処理に用いられる補正情報を作成したり、投写面ＳＣに投写される画像のコントラストを調整したりできる。

投写光学系調整部１６は、投写光学系１５の位置を調整する。具体的には、投写光学系調整部１６は、光源光軸ＬＡに平行な方向に向けて、投写光学系１５に含まれるレンズを移動させたり、シフト位置を調整したりする。なお、光源光軸は光源ランプ１１から射出される光の中心軸を表している。なお、投写光学系調整部を備えてなくても良く、手動で投写光学系の位置を調整できるようにしても良い。

メモリ１２０には、投写画像の歪み補正に用いられる補正パターン画像データ２００が予め記憶されている。補正パターン画像データ２００は、予めプロジェクタの光学系の設計に応じて、投写画像の歪みを効率的に検出するように生成されている。

画像取得部１０２は、補正パターン画像データ２００または外部から与えられた画像データを画像処理部５０に受け渡す機能を有しており、例えば、Ａ／Ｄコンバータにより構成される。実施例では、画像取得部１０２は、投写面に投写すべき画像データをメモリカードＭＣから取得する。画像取得部１０２は、特許請求の範囲の「補正用画像データ入力手段」および「補正画像データ入力手段」により実現される機能を含む。

台形歪み補正情報生成部１０４は、撮影補正パターン画像２３０を表す撮影補正パターン画像データと、メモリ１２０に記憶されている補正パターン画像データ２００とを用いて、撮影補正パターン画像２３０の台形歪みを補正するための変換式を生成する。

台形歪み補正部１０６は、台形歪み補正情報生成部１０４によって生成された変換式を用いて、撮影補正パターン画像データに対して台形歪み補正処理を施し、撮影補正パターン画像の台形歪みが補正された台形補正画像を表す台形補正画像データを生成し、曲面歪み補正情報生成部１０８に受け渡す。台形歪み補正部１０６は、例えば、イメージプロセッサにより構成される。

曲面歪み補正情報生成部１０８は、台形補正画像データと、メモリ１２０に記憶されている補正パターン画像データ２００とを用いて、投写面ＳＣの曲面歪みによる投写画像の歪み補正に用いられる曲面歪み補正情報を生成する。

曲面歪み補正部１１０は、曲面歪み補正情報生成部１０８により算出された曲面歪み補正情報を用いて、画像取得部１０２から受け渡された画像データを処理し、補正画像データを生成して液晶ライトバルブ駆動部１４へ受け渡す。曲面歪み補正部１１０は、例えば、イメージプロセッサにより構成される。

液晶ライトバルブ駆動部１４は、曲面歪み補正部１１０から受け渡された補正画像データを用いて液晶ライトバルブ１３を駆動する補正画像データに従って、液晶ライトバルブ１３に歪み補正用の画像が形成されると、スクリーンＳＣには曲面歪みのない画像が表示される。歪み補正用の画像とは、投写面ＳＣのしわや弛みによる膨らみに起因する歪みを相殺するために、結果的に歪んだ画像である。本実施例に置いて、液晶ライトバルブ１３、液晶ライトバルブ駆動部１４、投写光学系１５および投写光学系調整部１６が、特許請求の範囲の「画像形成部」にあたる。

なお、プロジェクタ１０が実現する機能の一部（例えば、画像処理部５０の機能）を、パーソナルコンピュータにより実現することとしても良い。

Ａ３．歪み補正処理：
図３〜図６を参照して、歪み補正処理について説明する。図３は、実施例における歪み補正処理を説明するフローチャートである。図４は、実施例における台形歪み補正処理について説明する説明図である。図５は、実施例における曲面歪み補正情報生成処理について説明する説明図である。図６は、実施例における曲面歪み補正処理について説明する説明図である。歪み補正処理は、操作部１３０を介してユーザから歪み補正処理の開始指示が入力されることにより、開始される。

ＣＰＵ１００は、メモリ１２０から補正パターン画像データ２００を取得し、投写面ＳＣに投写する（ステップＳ１００）。利用者の操作に応じて、撮影部２０は、投写面ＳＣに投写された補正パターン画像を撮影し撮影補正画像データを生成する。

ＣＰＵ１００は、撮影部２０により生成された撮影補正パターン画像を取得し（ステップＳ１０２）、最小二乗近似法を用いて撮影補正パターン画像の台形歪みを補正するための変換式Φを生成する（ステップＳ１０４）。

図４を参照して、台形歪み補正処理について説明する。図４において、補正パターン画像２１０は、補正パターン画像データ２００に従って液晶ライトバルブ１３に表示された画像を示す。投写補正パターン画像２２０は、液晶ライトバルブ１３に表示された補正パターン画像２１０が投写面ＳＣに投写された画像を表す。撮影補正パターン画像２３０は、撮影部２０により撮影された投写補正パターン画像２２０を表す。実施例では、液晶ライトバルブ１３に表示されている補正パターン画像２１０を二次元のＸＹ座標空間で表し、補正パターン画像２１０を構成する画素の位置をＸＹ座標により表す。そして、各特徴点Ｐの位置は、各特徴点Ｐが表される画素の座標（Ｘ，Ｙ）により表す。以降、所定の特徴点を表す場合に、変数ｉを用いて、Ｐｉ（Ｘｉ，Ｙｉ）と表す。変数ｉは、１以上の整数である。また、撮影補正パターン画像２３０を構成する画素の位置をｘｙ座標により表す。そして、各特徴点Ｑの位置は、各特徴点Ｑが表される画素の座標（ｘ，ｙ）により表す。撮影補正パターン画像２３０の特徴点Ｑｉ（ｘｉ，ｙｉ）は、補正パターン画像２１０の特徴点Ｐｉ（Ｘｉ，Ｙｉ）に対応する。

図４の撮影補正パターン画像２３０に示すように、投写補正パターン画像２２０が投写面ＳＣに矩形に表示されていても、撮影部２０の光軸が傾いていると、撮影補正パターン画像２３０には、台形状の歪みが生じる。ＣＰＵ１００は、補正パターン画像２１０と、撮影補正パターン画像２３０を用いて、式１に示すように、台形歪み補正処理において用いる射影変換の変換式Φを生成する。射影変換の変換式Φは、曲面歪みの生じている投写補正パターン画像２２０の各特徴点の座標Ｑ１（ｘ１，ｙ１）、Ｑ２（ｘ２，ｙ２）…Ｑｎ（ｘｎ，ｙｎ）が変換式Φにより変換された後の各特徴点の座標であるΦ［Ｑ１（ｘ１，ｙ１）］、Φ［Ｑ２（ｘ２，ｙ２）］…Φ［Ｑｎ（ｘｎ，ｙｎ）］と、歪みのない補正パターン画像２１０の各特徴点の座標Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１）、Ｐ２（Ｘ２，Ｙ２）…Ｐｎ（Ｘｎ，Ｙｎ）との差分の二乗和が最小になるように、最小二乗近似法を適用して係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ、Ｆ，ＧおよびＨを算出した式である。

具体的には、ＣＰＵ１００は、補正パターン画像２１０の各特徴点Ｐｉの座標（Ｘｉ，Ｙｉ）と、撮影補正パターン画像２３０の各特徴点Ｑｉの座標（ｘｉ，ｙｉ）とを検出し、式２に示す８次元連立方程式を作成し、射影変換の変換式Φの係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ、Ｆ，ＧおよびＨを算出する。式２の８次元連立方程式は、左辺の８行８列の逆行列を左からかけて解くことができる。なお、係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ、Ｆ，ＧおよびＨを算出するには、少なくとも４つの特徴点Ｐｉと、これら４つの特徴点Ｐｉに対応する４つの特徴点Ｑｉが必要である。一つの点でｘ成分とｙ成分の２つの情報をもつので、４点あれば ４点×２成分＝８つの成分の条件が揃い、変換式を算出できる。最小二乗法の特性によれば、計算に用いる特徴点の数が多いほど、係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ、Ｆ，ＧおよびＨの精度は向上する。

ＣＰＵ１００は、このようにして生成された変換式Φを用いて、撮影補正パターン画像２３０に対して台形歪み補正処理を施し、台形補正画像データを生成する（ステップＳ１０６）。具体的には、撮影補正パターン画像２３０の各画素を変換式Φで変換する。図４に示す台形補正画像２４０は、撮影補正パターン画像２３０の各画素を変換式Φで変換して得られた画像である。台形補正画像２４０は、補正パターン画像２１０と同じＸＹ座標空間により表される。図４に示すように、台形補正画像２４０では、撮影補正パターン画像２３０に表された台形歪みが補正されている。台形補正画像２４０の各特徴点Ｒは、撮影補正パターン画像２３０の各特徴点Ｑを変換式Φで変換したＸＹ座標系で表される。本実施例では、ＸＹ座標系の特徴点Ｒの座標を、Ｒｉ（ａｉ，ｂｉ）＝Φ［Ｑｉ（ｘｉ，ｙｉ）］と表す。以上で、撮影補正パターン画像２３０の台形歪み補正処理が終了する。

ＣＰＵ１００は、台形歪み補正処理が終了すると、曲面歪み補正処理を行う。ＣＰＵ１００は、撮影補正パターン画像２３０の台形歪みが補正された台形補正画像２４０を表す台形補正画像データを用いて、投写画像に生じる歪みと逆方向の歪みを与える曲面歪み補正情報を生成する（ステップＳ１０８）。

歪み補正情報の生成について、図５および図６を参照して説明する。図５（ａ）は、ライトバルブに表示されている補正パターン画像２１０を示しており、図５（ｂ）は、台形補正画像２４０を示している。図５（ａ）において、特徴点Ｐ１，Ｐ２…Ｐｎは、補正パターン画像２１０の特徴点を表す。また、図５（ｂ）において、特徴点Ｒ１，Ｒ２…Ｒｎは台形補正画像２４０の特徴点を示している。各特徴点Ｒ１，Ｒ２…Ｒｎは、補正パターン画像２１０の各特徴点Ｐ１，Ｐ２…Ｐｎに対応する。補正パターン画像２１０と台形補正画像２４０とは、同じＸＹ座標系で表されているので、特徴点Ｐ１，Ｐ２…Ｐｎと各特徴点Ｒ１，Ｒ２…Ｒｎとの座標成分の差分が曲面歪みの歪み量である。

図５（ｂ）に示すように、台形補正画像２４０では、特徴点Ｒ１，Ｒ２…Ｒｎは、投写面ＳＣの曲面歪みによって各特徴点Ｐ１，Ｐ２…Ｐｎからずれている。例えば、特徴点Ｒ２は、特徴点Ｐ２から上方にずれて表示されている。各特徴点Ｒｉを理想投写位置ｐｉに表示させるためには、図６（ａ）に示すように、各特徴点Ｒｉに対応する補正パターン画像２１０の各特徴点Ｐｉの位置を算出した歪み量に応じて、各特徴点Ｒｉの歪み方向と逆方向に移動させればよい。

ＣＰＵ１００は、台形補正画像２４０を解析して特徴点Ｒｉの座標（ａｉ、ｂｉ）を検出し、すべての特徴点Ｒｉの位置が、それぞれの特徴点Ｒｉに対応する特徴点Ｐｉ（Ｘｉ、Ｙｉ）からどの方向にどれだけずれているかを表す歪み量を算出する。歪み量は、例えば、特徴点Ｐｉの座標と特徴点Ｒｉの座標との差分（ａｉ−Ｘｉ、ｂｉ−Ｙｉ）としてもよい。この場合、例えば、特徴点Ｒ２の歪み量は、特徴点Ｐ２の座標と特徴点Ｒ２の座標との差分（ａ２−Ｘ２、ｂ２−Ｙ２）と表すことができる。ＣＰＵ１００は、このように算出した全特徴点の歪み量をテーブルにまとめた歪み補正情報を生成する。

ＣＰＵ１００は、生成した歪み補正情報を用いて、特徴点の歪みと逆方向の歪みを与える歪み補正処理を入力画像データに施し、(ステップＳ１６）、歪み補正処理が施された補正画像データに基づいてライトバルブ１３に歪み補正用の画像を表示する。（ステップＳ１８）。なお、歪み補正処理を行う場合には、各特徴点に対応する箇所のみに対して歪みを与えるだけでなく、各特徴点の周囲の領域についても、例えば、隣接する特徴点同士の歪み量に基づいて近似することにより歪みを補完することが好ましい。図６（ｂ）に、一例として、歪み補正処理が施された補正画像データに基づいてライトバルブ１３に表示される歪み補正用の画像２５０を示す。図６（ｂ）に示すように、歪み補正用の画像２５０の各特徴点Ｐｉは、歪み補正情報に従って、台形補正画像２４０の特徴点Ｒｉの歪みと逆方向に移動されている。この結果、投写面ＳＣには歪みのない画像が表示される。

実施例のプロジェクタ１０によれば、撮影補正パターン画像２３０を用いて曲面歪み補正処理を行う前に、撮影補正パターン画像２３０に対して台形歪み補正処理を行うことができる。そして、撮影補正パターン画像２３０の台形歪みが補正された台形補正画像２４０を用いて、投写面ＳＣの曲面歪みにより投写画像に生じる曲面歪みを補正するための曲面歪み補正情報を生成する。従って、投写補正パターン画像の撮影時に、撮影部２０の光軸の傾きにより撮影補正パターン画像２３０に台形歪みが生じていても、投写画像に生じる曲面歪みを精度良く検出できる。よって、曲面歪み補正の精度を向上でき、投写面に歪みのない画像を投写できる。

また、実施例のプロジェクタ１０によれば、最小二乗法を用いて変換式Φを算出しているため、撮影補正パターン画像２３０の台形歪みを精度良く補正できる。従って、撮影部２０の光軸が傾いていても、撮影補正パターン画像２３０から精度の高い曲面歪み補正情報を生成できる。よって、撮影部２０を固定する三脚などの機材や、撮影部２０の光軸を調整するための機材が不要となり、画像表示システムの可搬性を高くできる。また、これらの機材準備が不用になることにより、コストを低下できる。

また、実施例のプロジェクタ１０によれば、撮影部２０の光軸の調整処理が不要となるため、設営時間を短縮できる。

Ｂ．変形例：
（１）実施例では、補正パターン画像２１０には、規則的に特徴点が配置されているが、特徴点がランダムに配置されていてもよい。また、特徴点は円形の図形に限られるものではなく、文字やその他の図形を用いてもよい。

（２）実施例では、補正パターン画像データ２００を予め記憶しているが、例えば、他の機器から補正パターン画像データ２００を取得してもよいし、プロジェクタ１０の光学系の設計値に応じて、適宜、補正パターン画像データ２００を作成してもよい。こうすれば、メモリ容量を節約できる。

以上、本発明の種々の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成をとることができる。

実施例における画像表示システムについて例示する説明図である。 実施例におけるプロジェクタ１０の機能ブロックを例示する説明図である。 実施例における歪み補正処理を説明するフローチャートである。 実施例における台形歪み補正処理について説明する説明図である。 実施例における曲面歪み補正情報生成処理について説明する説明図である。 実施例における曲面歪み補正処理について説明する説明図である。

符号の説明

１０…プロジェクタ
１１…光源ランプ
１２…光源ランプ駆動部
１３…液晶ライトバルブ
１３…ライトバルブ
１４…液晶ライトバルブ駆動部
１５…投写光学系
１６…投写光学系調整部
２０…撮影部
５０…画像処理部
１００…ＣＰＵ
１０２…画像取得部
１０４…台形歪み補正情報生成部
１０６…台形歪み補正部
１０８…曲面歪み補正情報生成部
１１０…曲面歪み補正部
１２０…メモリ
１３０…操作部
２００…補正パターン画像データ
２１０…補正パターン画像
２２０…投写補正パターン画像
２３０…撮影補正パターン画像
２４０…台形補正画像

Claims (6)

1. プロジェクタによって投写面に投写される投写画像の歪みを、補正用画像を用いて補正する画像処理装置であって、
   撮影装置によって撮影された、前記プロジェクタによって前記投写面に投写されている前記補正用画像を表す撮影補正用画像データを取得する撮影補正用画像データ取得手段と、
   前記補正用画像を表す補正用画像データを取得する補正用画像データ取得手段と、
   前記撮影補正用画像データと、前記補正用画像データとに基づき、前記撮影装置の傾きに起因して前記撮影補正用画像データにより表される撮影補正用画像に生じる台形歪みを補正する台形歪み補正処理を前記撮影補正用画像データに施す台形歪み補正手段と、
   前記撮影補正用画像の台形歪みが補正された台形補正画像と、前記補正用画像とを比較して、前記投写面の歪みに起因して前記投写画像に生じる曲面歪みを補正するための曲面歪み補正情報を生成する補正情報生成手段と、
   前記投写面に投写する画像を表す画像データを取得する投写用画像データ取得手段と、
   前記曲面歪み補正情報を用いて、前記取得した画像データに曲面歪み補正処理を施す曲面歪み補正手段と、を備える画像処理装置。
2. 請求項１記載の画像処理装置であって、
   前記台形歪み補正手段は、前記撮影補正用画像データと前記補正用画像データとを用いて、式１の変換式の両辺の差分が最小となる係数を算出し、前記算出した係数を適用した前記変換式を用いて、前記撮影補正用画像データに、前記台形歪み補正処理を施す、画像処理装置。
   

   
3. 請求項１または請求項２記載の画像処理装置において、
   前記補正用画像データにより表される補正用画像には、所定の図形により表される複数特徴点が含まれており、
   前記台形歪み補正手段は、前記撮影補正用画像に含まれる前記複数の特徴点の位置を前記変換式により変換した位置と、前記補正用画像の前記複数の特徴点の位置との差分の二乗和が最小になるように、最小二乗近似法を用いて前記変換式の係数を算出する、画像処理装置。
4. 請求項３記載の画像処理装置において、
   前記台形歪み補正手段は、式２の方程式を適用して、前記変換式の係数を算出する、画像処理装置。
   

   
5. プロジェクタであって、
   光源と、
   画像データに基づいて前記光源からの射出光を変調し、画像を形成する画像形成部と、
   請求項１ないし請求項４いずれか記載の画像処理装置と、
   前記補正画像データを前記画像形成部に入力する補正用画像データ入力手段と、
   前記画像処理装置によって前記曲面歪み補正処理が施された画像データを前記画像形成部に入力する補正画像データ入力手段と、を備えるプロジェクタ。
6. 画像処理装置が実行する画像処理方法であって、
   撮影装置によって撮影された、プロジェクタによって前記投写面に投写されている前記補正用画像を表す撮影補正用画像データを取得し、
   前記補正用画像を表す補正用画像データを取得し、
   前記撮影補正用画像データと、前記補正用画像データとに基づき、前記撮影装置の傾きに起因して前記撮影補正用画像データにより表される撮影補正用画像に生じる台形歪みを補正する台形歪み補正処理を前記撮影補正用画像データに施し、
   前記撮影補正用画像の台形歪みが補正された台形補正画像と、前記補正用画像とを比較して、前記投写面の歪みに起因して前記投写画像に生じる曲面歪みを補正するための曲面歪み補正情報を生成し、
   前記投写面に投写する画像を表す画像データを取得し、
   前記曲面歪み補正情報を用いて、前記取得した画像データに曲面歪み補正処理を施す、画像処理方法。

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