JP2010197541A - プロジェクター、画像補正方法、画像補正装置及びプロジェクションシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】スクリーンに局所的な歪みが生じていても投射画像の明るさムラを抑制して投射画像の明るさの均一性を高くする。
【解決手段】プロジェクターPJと、プロジェクターPJによって投射面に投射された投射画像を撮像して得られた撮像画像データに基づき、前記投射画像の明るさムラを補正する画像補正装置230とを有するプロジェクションシステムであって、画像補正装置230は、投射画像に含まれる複数の特徴点の各特徴点において取得される情報に基づいて、前記明るさムラを補正するための補正係数を取得する補正係数取得部と、前記補正係数取得部によって取得された補正係数を用いて前記プロジェクターが投射すべき画像の明るさを補正する画像補正処理部とを有する。
【選択図】図1
【解決手段】プロジェクターPJと、プロジェクターPJによって投射面に投射された投射画像を撮像して得られた撮像画像データに基づき、前記投射画像の明るさムラを補正する画像補正装置230とを有するプロジェクションシステムであって、画像補正装置230は、投射画像に含まれる複数の特徴点の各特徴点において取得される情報に基づいて、前記明るさムラを補正するための補正係数を取得する補正係数取得部と、前記補正係数取得部によって取得された補正係数を用いて前記プロジェクターが投射すべき画像の明るさを補正する画像補正処理部とを有する。
【選択図】図1
Description
本発明は、プロジェクター、画像補正方法、画像補正装置及びプロジェクションシステムに関する。
近年、スクリーンの近接位置にプロジェクターを設置して、当該プロジェクターからスクリーンに投射を行う近接投射型のプロジェクションシステムが開発されている。
図12は近接投射型のプロジェクションシステムの一例を説明する図である。近接投射型のプロジェクションシステムは、図12(a)に示すように、スクリーンSCRの直前で、かつ、スクリーンSCRの下端部に近い位置にプロジェクターPJを設置するように構成される場合が多い。
このような近接投射型のプロジェクションシステムにおいては、プロジェクターPJからの投射光は、スクリーンSCRに対して鋭角に入射される。このため、スクリーンSCRに局所的な歪みが存在すると、当該局所的な歪みの部分において投射画像に歪みが生じる。
例えば、図12(b)に示すように、スクリーンSCRに局所的な凹凸(図12では凸部h)が存在すると、当該局所的な凸部hにおいて投射画像に歪みが生じる。すなわち、図12(b)におけるP1の位置に投射されるべき画像は、実際には、スクリーンSCRの凸部hのP1’の位置に投射されてしまい、視聴者の視線方向がスクリーンSCRに対して直交する方向であるとすると、スクリーンSCRの凸部hにおいて投射画像に歪みが生じる。なお、図12ではスクリーンSCRにおいて局所的な凸部hが生じている場合であるが、局所的な凹部が生じている場合にも当該凹部において投射画像に歪みが生じる。
このような投射画像の歪みは、画質を低下させる原因ともなる。特に、図12に示す近接投射型のプロジェクターのように、プロジェクターPJからの投射光がスクリーンSCRに対して鋭角に入射されるようなプロジェクションシステムにおいては、スクリーンSCRの局所的な歪みは、投射画像が局所的に歪むだけでなく、明るさムラの目立つ画像となってしまい、画質を大きく低下させることとなる。
ところで、プロジェクターによってスクリーンに画像を投射する際、投射画像に明るさムラが生じるという課題を解決するための従来技術は種々提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
特許文献1に開示されている技術(第1従来技術という)は、プロジェクターの配置位置に基づいて投射画像の歪み及び明るさムラを補正するというものである。また、特許文献2に開示されている技術(第2従来技術という)は、スクリーンに対するプロジェクターの投射角度に応じた補正値を設定して、設定した補正値に基づいて明るさムラを補正するというものである。
しかしながら、上記した第1従来技術及び第2従来技術は、いずれも近接投射型のプロジェクションシステムに対応した技術ではない。すなわち、近接投射型のプロジェクションシステムは、上記したように、プロジェクターPJからの投射光がスクリーンSCRに対して鋭角に入射されるのが一般的であり、スクリーンのわずかな凹凸によっても投射画像が局所的に大きく歪み、明るさムラが生じやすいといった問題があるが、上記した第1従来技術及び第2従来技術では、これらの課題を解決することはできない。
そこで本発明は、スクリーンに局所的な歪みが生じていても投射画像の明るさムラを抑制して投射画像の明るさの均一性を高くすることができるプロジェクター、画像補正方法、画像補正装置及びプロジェクションシステムを提供することを目的とする。
(1)本発明のプロジェクターは、投射面に投射された投射画像を撮像して得られた撮像画像データに基づき、前記投射画像の明るさムラを補正するプロジェクターであって、前記投射画像に含まれる複数の特徴点の各特徴点において取得される情報に基づいて、前記明るさムラを補正するための補正係数を取得する補正係数取得部と、前記補正係数取得部によって取得された補正係数を用いて投射すべき画像の明るさを補正する画像補正処理部とを有することを特徴とする。
本発明のプロジェクターによれば、投射面(スクリーン)に局所的な歪みが存在していたとしても、投射画像の明るさムラを抑制して投射画像の明るさの均一性を高くすることができる。なお、投射面の局所的な歪みというのは、投射面の「しわ」などによって投射面に局所的に存在する凹凸などである。なお、本発明において、「補正係数を取得する」というのは、補正係数を所定の演算式によって算出することと、補正係数取得用テーブルなどを参照することによって取得することの両方を含むものとする。
(2)本発明のプロジェクターにおいては、画像光を生成する光変調素子を有し、前記複数の特徴点は、前記光変調素子の各画素のうち離散的な位置の複数の画素に対応して設定されていることが好ましい。
このように、複数の特徴点が、プロジェクターにおける光変調素子の各画素のうち離散的な位置の複数の画素に対応してそれぞれ設定されているので、取得された補正係数を複数の特徴点の各特徴点に対応したプロジェクター側の画素に与える画像データに適用することで、当該画素の明るさを適切に補正することができる。
(3)本発明のプロジェクターにおいては、前記撮像画像データを得るための投射画像は、補正係数取得用画像として生成された前記複数の特徴点を有する画像であることが好ましい。
このような特徴点を有する補正係数取得用画像を投射面に投射し、投射された補正係数取得用画像を撮像することによって、投射面の局所的な歪みが特徴点の歪みとして現れた撮像画像データを得ることができる。したがって、その撮像画像データから投射面の局所的な歪みを適切に反映した補正係数を各特徴点ごとに取得することができる。なお、特徴点としては、縦方向及び横方向に等間隔で並べられた小さな丸や四角などのマーク、縦方向及び横方向に等間隔に格子状に描かれた線の交点(格子点)などを用いることができる。
(4)本発明のプロジェクターにおいては、各特徴点において取得される情報は、前記各特徴点において求められた画素値であって、前記補正係数取得部は、前記各特徴点において求められた画素値から基準となる画素値を求め、前記基準となる画素値と前記各特徴点において求められた画素値とに基づいて前記各特徴点における補正係数を設定し、前記画像補正処理部は、前記補正係数を用いて投射すべき画像の明るさを補正することが好ましい。
このように、基準となる画素値と各特徴点において求められる画素値とに基づいて補正係数を算出することにより、明るさムラを補正するための補正係数を適切に設定することができる。なお、基準値よりも画素値の大きい(明るい)特徴点に対しては、画素値を小さくするような補正係数を設定、基準値よりも画素値の小さい(暗い)特徴点に対しては、画素値を大きくするような補正係数を設定する。
これにより、投射面の局所的な歪みに基づいて生じる明るさムラを補正することができ、投射画像全体の明るさの均一性を高くすることができる。なお、本発明においては、「画素値」は「明るさ」を表すものとして説明する。すなわち、画素値を大きくすることによって投射画像の明るさを増大させることができ、画素値を小さくすることによって投射画像の明るさを減少させることができる。
(5)本発明のプロジェクターにおいては、前記基準となる画素値は、前記各特徴点において求められた画素値の平均値であることが好ましい。
このように、基準となる画素値を各特徴点において求められた画素値の平均値とすることにより、各特徴点において得られた画素値が、特徴点全体の平均的な画素値に対してどの程度、離隔しているかを適切に判定することができ、明るさムラを補正するための補正係数を適切に設定することができる。
(6)本発明のプロジェクターにおいては、前記各特徴点において取得される情報は、前記各特徴点を囲む複数の特徴点との間の距離に基づいて前記各特徴点において求められた特徴点の密度であって、前記補正係数取得部は、前記各特徴点において求められた密度から基準となる基準密度を求め、前記基準密度と前記各特徴点において求められた密度とに基づいて前記各特徴点における補正係数を設定し、前記画像補正処理部は、前記補正係数を用いて投射すべき画像の明るさを補正することが好ましい。
このように、基準となる特徴点密度と各特徴点において求められる特徴点密度とに基づいて補正係数を算出することにより、明るさムラを補正するための補正係数を適切に設定することができる。なお、特徴点密度が基準値よりも高いということは画素の集中度が高いということであるので、特徴点密度が高い部分は明るさが増大しており、逆に、特徴点密度が基準値よりも低いということは画素の集中度が低いということであるので、特徴点密度が低い部分は明るさが減少していることを表している。
したがって、基準値よりも特徴点密度の高い特徴点に対しては、画素値を小さくするような補正係数を設定し、基準値よりも特徴点密度の低い特徴点に対しては、画素値を大きくするような補正係数を設定する。これにより、投射画像全体の明るさの均一性を高くすることができる。
(7)本発明のプロジェクターにおいては、前記基準となる特徴点の密度は、前記各特徴点において求められた前記密度の平均値であることが好ましい。
このように、基準となる特徴点密度を各特徴点において求められた特徴点密度の平均値
とすることにより、各特徴点において得られた画素値が、特徴点全体の平均的な特徴点密度に対してどの程度、離隔しているかを適切に判定することができ、それによって、補正係数を適切に設定することができる。
とすることにより、各特徴点において得られた画素値が、特徴点全体の平均的な特徴点密度に対してどの程度、離隔しているかを適切に判定することができ、それによって、補正係数を適切に設定することができる。
(8)本発明のプロジェクターにおいては、前記撮像画像データを得るための投射画像は、前記プロジェクターが投射する一般的な画像であって、前記一般的な画像を撮像して得られた撮像画像データに前記複数の特徴点を設定することが好ましい。
これは、プロジェクターにより投射される一般的な画像を用いて補正係数を算出するというものであり、このような一般的な画像であっても、複数の特徴点を設定することによって補正係数を求めることができる。
(9)本発明のプロジェクターにおいては、各特徴点において取得される情報は、前記各特徴点において求められた画素値であって、前記補正係数取得部は、前記各特徴点において求められた画素値と前記各特徴点に対応する前記プロジェクターの画素における画素値との比率を画素値比として求めるとともに、求められた前記各特徴点の画素値比から基準となる画素値比を求め、前記基準となる画素値比と前記各特徴点において求められた画素値比とに基づいて前記各特徴点における補正係数を設定し、前記画像補正処理部は、前記補正係数を用いて前記プロジェクターで投射すべき画像の明るさを補正することが好ましい。
このように、基準となる画素値比と各特徴点において求められる画素値比とに基づいて補正係数を算出することによっても、明るさムラを補正するための補正係数を適切に設定することができる。なお、基準値よりも画素値比の大きい(明るい)特徴点に対しては、画素値を小さくするような補正係数を設定、基準値よりも画素値比の小さい(暗い)特徴点に対しては、画素値を大きくするような補正係数を設定する。
これにより、投射面の局所的な歪みに基づいて生じる明るさムラを補正することができ、投射画像全体の明るさの均一性を高くすることができる。
(10)本発明のプロジェクターにおいては、前記基準となる画素値比は、前記各特徴点において求められた画素値比の平均値であることが好ましい。
このように、基準となる画素値比を各特徴点において求められた画素値比の平均値とすることにより、各特徴点において得られた画素値比の大きさが、特徴点全体の平均的な画素値比に対してどの程度、離隔しているかを適切に判定することができ、投射画像の明るさムラを補正するための補正係数を適切に設定することができる。
(11)本発明のプロジェクターにおいては、前記各特徴点に対応する画素以外の各画素の補正係数は、補間によって求めることが好ましい。
これにより、各特徴点に対応する画素以外の各画素における補正係数を求めることができ、それによって、プロジェクターにおいて投射すべき画像の各画素について補正を行うことができる。
(12)本発明のプロジェクターにおいては、前記投射面の近接位置に設置され、かつ、投射光が前記投射面に対して鋭角に入射されるように設置されていることが好ましい。
このように、プロジェクターが投射面の近接位置に設置され、かつ、投射光が投射面に対して鋭角に投射されるように設置された場合、投射面に対して直交する方向を視線方向
とした場合、特に、投射面の局所的な歪みによる投射画像の歪みが視聴者に視認されやすくなり、それによって、明るさムラもより視認されやすくなる。したがって、本発明の画像補正装置は、投射面に対してプロジェクターを近接投射する場合に特に有効なものとなる。
とした場合、特に、投射面の局所的な歪みによる投射画像の歪みが視聴者に視認されやすくなり、それによって、明るさムラもより視認されやすくなる。したがって、本発明の画像補正装置は、投射面に対してプロジェクターを近接投射する場合に特に有効なものとなる。
(13)本発明の画像補正方法は、プロジェクターによって投射面に投射された投射画像を撮像して得られた撮像画像データに基づき、前記投射面の局所的な歪みによって生じる明るさムラを補正する画像補正方法であって、前記投射画像に設定された複数の特徴点の各特徴点において取得される情報に基づいて、前記明るさムラを補正するための補正係数を取得するステップと、前記補正係数を用いて前記プロジェクターが投射すべき画像の明るさを補正するステップとを有することを特徴とする。
このような処理ステップを実行することによって、投射面に局所的な歪みが存在していたとしても、投射面に局所的な歪みが存在していたとしても、投射画像の明るさの均一性を高くすることができる。本発明の画像補正方法においても前記本発明のプロジェクターが有するそれぞれの特徴を有することが好ましい。
(14)本発明の画像補正装置は、プロジェクターによって投射面に投射された投射画像を撮像して得られた撮像画像データに基づき、前記投射画像の明るさムラを補正する画像補正装置であって、前記投射画像に含まれる複数の特徴点の各特徴点において取得される情報に基づいて、前記明るさムラを補正するための補正係数を取得する補正係数取得部と、前記補正係数取得部によって取得された補正係数を用いて前記プロジェクターが投射すべき画像の明るさを補正する画像補正処理部とを有することを特徴とする
。
。
このような画像補正装置をプロジェクターに組み込むか又はプロジェクターとは別の構成要素として設けることによって、前記本発明のプロジェクターで述べた効果を得ることができる。本発明の画像補正装置においても前記本発明のプロジェクターが有するそれぞれの特徴を有することが好ましい。
(15)本発明のプロジェクションシステムは、プロジェクターと、前記プロジェクターによって投射面に投射された投射画像を撮像して得られた撮像画像データに基づき、前記投射画像の明るさムラを補正する画像補正装置とを有するプロジェクションシステムであって、前記画像補正装置は、前記投射画像に含まれる複数の特徴点の各特徴点において取得される情報に基づいて、前記明るさムラを補正するための補正係数を取得する補正係数取得部と、前記補正係数取得部によって取得された補正係数を用いて前記プロジェクターが投射すべき画像の明るさを補正する画像補正処理部とを有することを特徴とする。
これは、画像補正装置をプロジェクターとは別の構成要素とした場合であり、画像補正装置が有する機能をパーソナルコンピューターなどの情報処理装置に組み込んだ場合などがその一例である。このように、プロジェクターと画像補正装置とによってプロジェクションシステムを構成した場合であっても、前記本発明のプロジェクターで述べた効果を得ることができる。また、本発明のプロジェクションシステムにおいても、前記本発明のプロジェクターが有するそれぞれの特徴を有することが好ましい。
以下、本発明の実施形態について説明する。
[実施形態1]
実施形態1に係るプロジェクションシステムにおいては、各特徴点において取得する明るさを示す情報は、画素値であるとする。したがって、実施形態1に係るプロジェクションシステムにおいては、各特徴点において画素値を取得し、取得された画素値に基づいて投射画像の明るさムラを補正するための補正係数を算出する。
実施形態1に係るプロジェクションシステムにおいては、各特徴点において取得する明るさを示す情報は、画素値であるとする。したがって、実施形態1に係るプロジェクションシステムにおいては、各特徴点において画素値を取得し、取得された画素値に基づいて投射画像の明るさムラを補正するための補正係数を算出する。
図1は実施形態1に係るプロジェクションシステムの構成を示す図である。実施形態1に係るプロジェクションシステムは、図1に示すように、プロジェクターPJと、プロジェクターPJからスクリーンSCR(図12参照)に投射された投射画像を撮像する撮像装置300とを有している。
プロジェクターPJは、画像投射部100と、画像処理装置200とを有している。画像投射部100は、投射制御部110、液晶パネルなどの光変調素子120、光源130、投射光学系140などを有し、画像処理装置200によって画像処理された画像データに基づく画像光を投射光学系140によって射出するものである。なお、画像投射部100は、これらの構成要素の他に、各種の光学系などを有しているが、これらは、一般的なプロジェクターが有する公知の構成要素であるので図示を省略する。
画像処理装置200は、CPU210、記憶装置220、画像補正装置230を有している。画像補正装置230は、投射画像の補正(明るさムラの補正などを含む各種の画像補正)を行うものであり、その構成や機能などについては後述する。
撮像装置300は、撮像光学系310、撮像素子320、撮像素子320からの出力信号の取得など撮像素子320を制御するための撮像素子制御部330を有している。なお、撮像素子320の解像度は、プロジェクターPJの光変調素子120の解像度よりも高い解像度を有しているものとする。なお、撮像装置300は、スクリーンSCR(図12参照)に対して直交する方向(図12に示す視線方向)から撮像するように設置されることが好ましい。
図2は画像補正装置230の構成を示す図である。画像補正装置230は、図2に示すように、補正係数を取得するための補正係数取得用画像(詳細は図3により説明する)を生成する補正係数取得用画像生成部231、撮像装置300から出力される撮像画像データに基づいて画像解析を行う画像解析部232と、画像解析部232による解析結果に基づいて補正係数(明るさムラ補正のための補正係数とする)を取得する補正係数取得部2
33と、補正係数取得部233で取得された補正係数に基づいて画像データを補正する画像補正処理部234とを有している。
33と、補正係数取得部233で取得された補正係数に基づいて画像データを補正する画像補正処理部234とを有している。
図3は補正係数取得用画像について示す図である。補正係数取得用画像は、図3(a)に示すように、補正係数を算出するための特徴点P11,P12,・・・、P21,P22,・・・が縦方向及び横方向に等間隔に配列された画像であるとする。なお、以下の説明においては、特徴点P11,P12,・・・、P21,P22,・・・は、個々の特徴点について説明する場合を除いて、その符号「P11,P12,・・・、P21,P22,・・・」は省略する。
補正係数取得用画像の各特徴点は、プロジェクターPJにおける光変調素子120(例えば液晶パネル)の各画素のうちの離散的な位置の画素に対応して設定される。具体的には、光変調素子120の縦方向及び横方向における画素のうち、所定画素数ごとの画素に対応するように特徴点が設定される。図3(a)に示す補正係数取得用画像は、各特徴点が縦方向及び横方向において、光変調素子の10画素分の間隔を置いて設定された例が示されている。なお、各特徴点の画素値は最大値に設定されているものとする。たとえば、画素値が「0」〜「255」で表わされるとすれば、各特徴点の画素値は「255」とする。
図3(b)は局所的な歪みを有するスクリーンに補正係数取得用画像を投射した場合について説明する図である。局所的な歪みが存在するスクリーンに投射された補正係数取得用画像は、スクリーンの局所的な歪みの部分で局所的な歪みが生じる。このため、図3(b)に示すように、局所的な歪みの部分においては特徴点の分布が他の部分と異なったものとなる。例えば、図3(b)に示すように、破線枠A1で囲まれている部分においては特徴点の密度が高く、破線枠A2で囲まれている部分は特徴点の密度が低くなっている。
図4は画像解析部232が行う画像解析処理を説明するフローチャートである。図4に示すように、まず、ヒストグラムを作成し(ステップS1)、作成したヒストグラムに対してレベル補正を行う(ステップS2)。そして、レベル補正した結果から特徴点に対応するプロジェクターPJの画素判別を行う(ステップS3)。
ステップS1におけるヒストグラム作成処理は、スクリーン上に投射された補正係数取得用画像(例えば、図3(b)参照)を撮像装置300で撮像して得られた撮像画像データを用いて、「0」〜「255」のそれぞれ画素値と画素数との関係を示すヒストグラムを作成する処理であり、これによって、図5に示すようなヒストグラムが作成されたとする。
図5(a)は、ステップS1において撮像画像データから実際に作成されたヒストグラムである。ステップS2では、図5(b)に示すように、ステップS1で作成されたヒストグラムの画素値の最小値と最大値を、画素値のレンジ(「0」〜「255」)の最小値「0」と最大値「255」に一致させるようにレベル補正が行われる。
このようなレベル補正は、1つ1つの特徴点(プロジェクターPJの1つの画素)を抽出する際の閾値を設定するために行うものであり、この場合、図5(b)における画素値の中央値を閾値Thoとする。すなわち、閾値Tho以上の画素値を有する連続する画素を1つの特徴点(プロジェクターPJの1つの画素)とする(図4におけるステップS3)。
ところで、実施形態1に係るプロジェクションシステムにおいては、各特徴点において画素値を取得し、取得された画素値に基づいて投射画像の明るさムラを補正するための補
正係数を算出するものであるために、各特徴点の画素値が必要である。そこで、画像解析部232においては、各特徴点の画素値を取得するための処理を行う。
正係数を算出するものであるために、各特徴点の画素値が必要である。そこで、画像解析部232においては、各特徴点の画素値を取得するための処理を行う。
図6は各特徴点の画素値を取得する例について説明する図である。図6の太線Lで囲まれた領域は、ある1つの特徴点として抽出された領域を示すものである。前述したように、撮像装置300の解像度は、プロジェクターPJの光変調素子120の解像度よりも高いものとしているので、ある1つの特徴点(プロジェクターPJの1つの画素)は、撮像装置300の複数の画素の集合となっている。図6においては、撮像装置300のある1つの画素の領域は破線で区分されている。
このようにして、補正係数取得用画像の各特徴点が抽出されると、抽出された各特徴点の画素値を取得する。各特徴点の画素値は、例えば、当該特徴点に対応する撮像装置300の画素(撮像装置画素という)の中で最大の画素値(画素値の最大値)を当該特徴点の画素値とする。なお、各特徴点の画素値の決め方は、この方法以外にも、例えば、当該特徴点に対応する撮像装置画素の平均の画素値(画素値の平均値)、当該特徴点に対応する撮像装置画素の画素値の中央値、当該特徴点に対応する撮像装置画素の空間的な中心位置の画素の画素値を当該特徴点の画素値とするという方法もある。
このようにして、各特徴点P11,P12,・・・、P21,P22,・・・における画素値Vp11,Vp12,・・・、Vp21,Vp22,・・・が求められる。なお、以下の説明においては、画素値Vp11,Vp12,・・・、Vp21,Vp22,・・・は、個々の画素値について説明する場合を除いて、「画素値Vp」として説明する。
画像解析部232によって各特徴点の画素値が求められると、補正係数取得部233においては、各特徴点における補正係数を取得(この場合は算出)する。
まずは、各特徴点において求められた画素値Vpから基準となる画素値を求める。ここでは、基準となる画素値は、各特徴点において求められた画素値Vp11,Vp12,・・・、Vp21,Vp22,・・・の平均値Vaveであるとする。平均値Vaveが求められると、この平均値Vaveとある特徴点Pijにおいて求められた画素値Vpijとから、当該特徴点Pijに対応するプロジェクターPJの画素における補正係数aij(以下、個々の補正係数について説明する場合を除き、「補正係数a」とする。)を求める。
まずは、各特徴点において求められた画素値Vpから基準となる画素値を求める。ここでは、基準となる画素値は、各特徴点において求められた画素値Vp11,Vp12,・・・、Vp21,Vp22,・・・の平均値Vaveであるとする。平均値Vaveが求められると、この平均値Vaveとある特徴点Pijにおいて求められた画素値Vpijとから、当該特徴点Pijに対応するプロジェクターPJの画素における補正係数aij(以下、個々の補正係数について説明する場合を除き、「補正係数a」とする。)を求める。
補正係数aijは、
aij=Vave/Vpij・・・・・・・・(1)
と表すことができる。(1)式からすべての特徴点に対応するプロジェクターPJの画素における補正係数(以下では各特徴点の補正係数という)を求めることができる。なお、各特徴点以外のプロジェクターの各画素における補正係数(以下では特徴点以外の補正係数という)は、線形補間によって算出する。
aij=Vave/Vpij・・・・・・・・(1)
と表すことができる。(1)式からすべての特徴点に対応するプロジェクターPJの画素における補正係数(以下では各特徴点の補正係数という)を求めることができる。なお、各特徴点以外のプロジェクターの各画素における補正係数(以下では特徴点以外の補正係数という)は、線形補間によって算出する。
そして、画像補正処理部234においては、(1)式によって得られる各特徴点の補正係数及び線形補間によって得られる特徴点以外の補正係数を、表示すべき画像データの各画素の画素値に乗算することによって各画素の画素値を補正する。
上記(1)式においては、各特徴点で求められる画素値Vpが平均値Vaveよりも大きければ、すなわち、各特徴点の明るさが平均の明るさよりも明るければ、補正係数aは「a<1」となり、画素値を減少させる補正係数となる。逆に、各特徴点で求められる画素値Vpが平均値Vaveよりも小さければ、すなわち、各特徴点の明るさが平均の明るさよりも暗ければ、補正係数aは「a>1」となり、画素値を増大させる補正係数となる。
また、ある特徴点で求められた画素値Vpが平均値Vaveと同じであれば、補正係数aは「a=1」となり、画素値を変化させない補正係数となる。したがって、補正係数aが「a=1」である場合には画素値は変化せず、補正がなされない。また、各特徴点以外の画素については、線形補間によって算出された補正係数(特徴点以外の補正係数)を用いる。
このような補正係数を用いて投射すべき画像に対して補正を行うことにより、スクリーンSCRの局所的な歪みにより、投射画像に明るさムラが生じていたとしても、投射画像の明るさムラを抑制することができ、投射画像全体の明るさの均一性を高くすることができる。
なお、各特徴点の補正係数は、上記(1)式で求める方法以外によっても求めることができる。例えば、各特徴点において求められた画素値Vpの平均値Vaveよりも大きい側に少なくとも1つの閾値を設定するとともに平均値Vaveよりも小さい側に少なくとも1つの閾値を設定し、当該閾値と各特徴点において求められた画素値Vpとの比較によって補正係数を設定するという方法であってもよい。
図7は補正係数の取得が可能な補正係数取得用テーブル(第1補正係数取得用テーブルという)について説明する図である。図7に示すように、例えば、平均値Vaveよりも小さい側に第1閾値Th1と第2閾値Th2を設定するとともに(ただし、Th2>Th1)、平均値Vaveよりも大きい側に第3閾値Th3と第4閾値Th4を設定する(ただし、Th4>Th3)。
図7に示す第1補正係数取得用テーブルによれば、各特徴点において求められた画素値Vpが第1閾値Th1未満である場合には、一定の補正係数a3が取得され、画素値Vpが第1閾値Th1以上で第2閾値Th2未満である場合には、画素値Vpに応じて変化する補正係数(補正係数a2から補正係数a3の間の所定の補正係数)が取得され、また、画素値Vpが第2閾値Th2以上で第3閾値Th3未満である場合には、一定の補正係数a2が取得される。
また、画素値Vpが第3閾値Th3以上で第4閾値Th4未満である場合には、画素値Vpに応じて変化する補正係数(補正係数a2から補正係数a1の間の所定の補正係数)が取得され、画素値Vpが第4閾値Th4以上である場合には、一定の補正係数a1が取得される。なお、補正係数a1,a2,a3は、a1<a2<a3である。また、補正係数a2は、a2=1であり、画素値を変化させない補正係数である。
図7に示すような第1補正係数取得用テーブルを作成しておくことにより、各特徴点において画素値Vpが求められれば、容易に補正係数を取得することができる。このような第1補正係数取得用テーブルを用いて取得された補正係数を用いて補正を行うことによっても、スクリーンSCRの局所的な歪みによる明るさムラを抑制することが可能となる。
なお、図7に示す第1補正係数取得用テーブルでは、画素値Vpが所定の閾値の範囲(Th1〜Th2の範囲及びTh3〜Th4の範囲)である場合においては、画素値Vpに応じて変化する補正係数を取得可能としたが、もっと単純化した補正係数取得用テーブルとしてもよい。
図8は第1補正係数取得用テーブルを単純化した第2補正係数取得用テーブルについて説明する図である。第2補正係数取得用テーブルは、図8に示すように、平均値Vaveよりも大きい側に上限閾値Thmaxが設定されているともに、平均値Vaveよりも小
さい側に下限閾値Thminが設定されている。そして、画素値Vpが下限閾値Thmin未満である場合には、一定の補正係数a3が取得され、画素値Vpが下限閾値Thmin以上で上限閾値Thmax未満である場合には、一定の補正係数a2が取得され、画素値Vpが上限閾値Thmax以上である場合には、一定の補正係数a1が取得される。
さい側に下限閾値Thminが設定されている。そして、画素値Vpが下限閾値Thmin未満である場合には、一定の補正係数a3が取得され、画素値Vpが下限閾値Thmin以上で上限閾値Thmax未満である場合には、一定の補正係数a2が取得され、画素値Vpが上限閾値Thmax以上である場合には、一定の補正係数a1が取得される。
なお、図8において、例えば、下限閾値Thminを平均値Vaveの30%減とし、上限閾値Thmaxを平均値Vaveの30%増としたとすれば、補正係数a3は明るさを30%増とするような補正係数であり、補正係数a1は明るさを30%減とするような補正係数である。このような第2補正係数取得用テーブルによって補正係数を取得するようにしても、スクリーンの局所的な歪みによる明るさムラを抑制することは可能である。
[実施形態2]
実施形態2に係るプロジェクションシステムにおいては、各特徴点において取得する明るさを示す情報は、特徴点の密度(特徴点密度という)であるとする。したがって、実施形態2に係るプロジェクションシステムにおいては、各特徴点において特徴点密度を取得し、取得された特徴点密度に基づいて明るさムラを補正するための補正係数を算出する。以下、実施形態2に係るプロジェクションシステムについて説明する。
実施形態2に係るプロジェクションシステムにおいては、各特徴点において取得する明るさを示す情報は、特徴点の密度(特徴点密度という)であるとする。したがって、実施形態2に係るプロジェクションシステムにおいては、各特徴点において特徴点密度を取得し、取得された特徴点密度に基づいて明るさムラを補正するための補正係数を算出する。以下、実施形態2に係るプロジェクションシステムについて説明する。
なお、実施形態2に係るプロジェクションシステムは、特徴点密度に基づいて明るさムラを補正するための補正係数を算出する点が実施形態1に係るプロジェクションシステムと異なるだけであるので、プロジェクションシステムとしての構成要素などは図1及び図2と同じものを用いることができる。
実施形態2に係るプロジェクションシステムにおいては、補正係数取得用画像(図3参照)の複数の特徴点における個々の特徴点について、当該特徴点を囲む8つの特徴点との間の距離の和を当該特徴点密度とし、これをすべての特徴点において算出する。そして、算出された各特徴点における特徴点密度に基づいて補正係数を算出する。
なお、この場合、ある特徴点と当該特徴点を囲む8つの特徴点との間の距離の和を当該特徴点の特徴点密度としているので、距離の和が小さいほど特徴点密度は高く、距離の和が大きいほど特徴点密度は低いものとなる。また、特徴点密度が高いということは画素の集中度が高いということであるので、特徴点密度が高い部分は明るさが増大しており、逆に、特徴点密度が低いということは画素の集中度が低いということであるので、特徴点密度が低い部分は明るさが減少している。
実施形態2に係るプロジェクションシステムにおいては、ある特徴点と当該特徴点を囲む8つの特徴点との間の距離の和を特徴点密度としているために、各特徴点の位置情報が必要である。そこで、画像解析部232(図2参照)においては、各特徴点の位置を求めるための処理を行う。
図9は各特徴点の位置を特定する処理を説明する図である。図9はある1つの特徴点を示すもので、特徴点の抽出は、図4で説明した処理によって行うことができる。このようにして各特徴点が取得されると、取得された各特徴点の位置を特定する。
実施形態2に係るプロジェクションシステムにおいては、特徴点の空間的な中央位置Poを当該特徴点の位置とする。なお、特徴点の位置を特定する方法としては、特徴点の空間的な中央位置Poを当該特徴点の位置とする以外にも、例えば、特徴点に対応する撮像装置300の各画素の画素値のうちの最大の画素値を有する画素位置を当該特徴点の位置とする方法、特徴点に対応する撮像装置300の画素の画素値のうち画素値の平均値を有する画素位置を当該特徴点の位置とする方法などを例示することができる。
画像解析部232によって各特徴点の位置が求められると、補正係数取得部233においては、各特徴点における補正係数を取得(この場合は算出)する。
まずは、各特徴点P11,P12,・・・、P21,P22,・・・において求められた特徴点密度Dp11,Dp12,・・・、Dp21,Dp22,・・・から基準となる特徴点密度を求める。なお、以下の説明においては、特徴点密度Dp11,Dp12,・・・、Dp21,Dp22,・・・は、個々の特徴点密度について説明する場合を除いて、「特徴点密度Dp」として説明する。ここでは、基準となる特徴点密度は、各特徴点において求められた特徴点密度Dp11,Dp12,・・・、Dp21,Dp22,・・・の平均値Daveであるとする。平均値Daveが求められると、この平均値Daveとある特徴点Pijにおいて求められた特徴点密度Dpijとから、当該特徴点Pijに対応するプロジェクターPJの画素における補正係数aijを求める。
まずは、各特徴点P11,P12,・・・、P21,P22,・・・において求められた特徴点密度Dp11,Dp12,・・・、Dp21,Dp22,・・・から基準となる特徴点密度を求める。なお、以下の説明においては、特徴点密度Dp11,Dp12,・・・、Dp21,Dp22,・・・は、個々の特徴点密度について説明する場合を除いて、「特徴点密度Dp」として説明する。ここでは、基準となる特徴点密度は、各特徴点において求められた特徴点密度Dp11,Dp12,・・・、Dp21,Dp22,・・・の平均値Daveであるとする。平均値Daveが求められると、この平均値Daveとある特徴点Pijにおいて求められた特徴点密度Dpijとから、当該特徴点Pijに対応するプロジェクターPJの画素における補正係数aijを求める。
補正係数aijは、
aij=1/(Dave/Dpij)=Dpij/Dave・・・・・・・・(2)
と表すことができる。(2)式からすべての特徴点における補正係数を求めることができる。なお、各特徴点以外の補正係数は、線形補間によって算出する。
aij=1/(Dave/Dpij)=Dpij/Dave・・・・・・・・(2)
と表すことができる。(2)式からすべての特徴点における補正係数を求めることができる。なお、各特徴点以外の補正係数は、線形補間によって算出する。
そして、画像補正処理部234においては、各特徴点において得られた補正係数及び線形補間によって得られる特徴点以外の各画素の補正係数を、表示すべき画像データの各画素の画素値に乗算することによって各画素の画素値を補正する。
なお、ある特徴点における特徴点密度Dpは、当該特徴点と当該特徴点を囲む8つの特徴点との間の距離の和としているので、(2)式におけるDave及びDpは、それぞれ距離の和を表す数値であり、距離の和が小さいほど特徴点密度は高く、当該特徴点においては明るさが増大している。また、逆に、距離の和が大きいほど特徴点密度は低く、当該特徴点においては明るさが減少している。従って、この場合の補正係数aは、(2)式に示すように、Dave/Dpijの逆数として求める。
これにより、(2)式においては、各特徴点で求められるDp(距離の和)が平均値Dave(距離の和の平均値)よりも小さければ、すなわち、特徴点密度が高く平均の明るさよりも明るければ、補正係数aは、「a<1」となり、画素値を減少させる補正係数となる。逆に、各特徴点で求められるDp(距離の和)が平均値Dave(距離の和の平均値)よりも大きければ、すなわち、特徴点密度が低く平均の明るさよりも暗ければ、補正係数aは、「a>1」となり、画素値を増大させる補正係数となる。
また、ある特徴点で求められたDpが平均値Daveと同じであれば、補正係数aは「a=1」となり、画素値を変化させない補正係数となる。したがって、補正係数aが「a=1」である場合には画素値は変化せず、補正がなされない。また、各特徴点以外の画素については、線形補間によって算出された補正係数(特徴点以外の補正係数)を用いる。
このような補正係数を用いて投射すべき画像に対して補正を行うことにより、スクリーンSCRに局所的な歪みが存在していたとしても、スクリーンSCRに局所的な歪みによる明るさムラを抑制することができ、投射画像全体の明るさの均一性を高くすることができる。
なお、実施形態2に係るプロジェクションシステムにおいても、実施形態1に係るプロジェクションシステムと同様に、閾値との比較処理によって補正係数を取得するようにしてもよい。すなわち、実施形態2に係るプロジェクションシステムにおいては、平均値Daveよりも大きい側に少なくとも1つの閾値を設定するとともに平均値Daveよりも
小さい側に少なくとも1つの閾値を設定し、当該閾値と各特徴点において求められた特徴点密度(距離の和)との比較によって補正係数を取得する。
小さい側に少なくとも1つの閾値を設定し、当該閾値と各特徴点において求められた特徴点密度(距離の和)との比較によって補正係数を取得する。
図10は補正係数の取得が可能な補正係数取得用テーブル(第3補正係数取得用テーブルという)について説明する図である。図10に示すように、例えば、平均値Daveよりも小さい側に第1閾値Th1と第2閾値Th2を設定するとともに(ただし、Th2>Th1)、平均値Daveよりも大きい側に第3閾値Th3と第4閾値Th4を設定する(ただし、Th4>Th3)。
図10に示す第3補正係数取得用テーブルによれば、各特徴点において求められた特徴点密度(距離の和)Dpが第1閾値Th1未満である場合には、一定の補正係数a1が取得され、特徴点密度(距離の和)Dpが第1閾値Th1以上で第2閾値Th2未満である場合には、特徴点密度(距離の和)Dpに応じて変化する補正係数(補正係数a1から補正係数a2の間の所定の補正係数)が取得され、また、特徴点密度(距離の和)Dpが第2閾値Th2以上で第3閾値Th3未満である場合には、一定の補正係数a2が取得される。
また、特徴点密度(距離の和)Dpが第3閾値Th3以上で第4閾値Th4未満である場合には、特徴点密度(距離の和)Dpに応じて変化する補正係数(補正係数a2から補正係数a3の間の所定の補正係数)が取得され、特徴点密度(距離の和)Dpが第4閾値Th4以上である場合には、一定の補正係数a3が取得される。なお、補正係数a1,a2,a3は、a1<a2<a3である。また、補正係数a2は、a2=1であり、画素値を変化させない補正係数である。
図10に示すような第3補正係数取得用テーブルを作成しておくことにより、各特徴点において特徴点密度(距離の和)Dpが求められれば、容易に補正係数を取得することができる。このような第3補正係数取得用テーブルを用いて取得された補正係数を用いて補正を行うことによっても、スクリーンSCRの局所的な歪みによる明るさムラを抑制することが可能となる。
なお、図10に示す第3補正係数取得用テーブルでは、特徴点密度が所定の閾値の範囲(Th1〜Th2の範囲及びTh3〜th4の範囲)である場合においては、特徴点密度(距離の和)Dpに応じて変化する補正係数を取得可能としたが、もっと単純化した補正係数取得用テーブルとしてもよい。この単純化した補正係数取得用テーブルは、図8と同様に考えることができるので、その説明は省略する。
[実施形態3]
上記した各実施形態に係るプロジェクションシステムにおいては、補正係数取得用画像を用いて補正係数を算出する例について説明したが、実施形態3に係るプロジェクションシステムにおいては、補正係数取得用画像を用いずに、プロジェクターで表示する一般的な画像(一般的画像という)を撮像装置300で撮像して得られた撮像画像データに基づいて補正係数を算出する。
上記した各実施形態に係るプロジェクションシステムにおいては、補正係数取得用画像を用いて補正係数を算出する例について説明したが、実施形態3に係るプロジェクションシステムにおいては、補正係数取得用画像を用いずに、プロジェクターで表示する一般的な画像(一般的画像という)を撮像装置300で撮像して得られた撮像画像データに基づいて補正係数を算出する。
なお、実施形態3に係るプロジェクションシステムの構成は、図2に示す画像補正装置230において補正係数取得用画像生成部231が不要となる。その他の構成要素などは図1及び図2と同様である。
また、実施形態3に係るプロジェクションシステムにおいては、各特徴点において取得する明るさを示す情報は、画素値であることが好ましい。以下、実施形態3に係るプロジェクションシステムについて説明する。
補正係数取得部233は、プロジェクターPJにより投射された一般的画像を撮像装置300で撮像した撮像画像データにおいて、一定間隔の複数の特徴点P11,P12,・・・、P21,P22,・・・を設定し、設定した複数の特徴点における各特徴点の画素値と当該特徴点に対応するプロジェクター側の画素の画素値との比率(画素値比という)に基づいて補正係数を算出する。具体的には、ある特徴点Pijにおいて求められた画素値をVpij、当該特徴点に対応するプロジェクター側の画素の画素値をVoijとすれば、当該特徴点における画素値比Rpijは、
Rpij=Vpij/Voij・・・・・・(3)
と表すことができる。このように、すべての特徴点P11,P12,・・・、P21,P22,・・・における画素値比Rp11,Rp12,・・・、Rp21,Rp22,・・・を算出する。以下の説明においては、画素値比Rp11,Rp12,・・・、Rp21,Rp22,・・・は、個々の画素値比について説明する場合を除いて、「画素値比Rp」として説明する。なお、画素値比Rpは大きいほど当該特徴点は明るいことを表している。
Rpij=Vpij/Voij・・・・・・(3)
と表すことができる。このように、すべての特徴点P11,P12,・・・、P21,P22,・・・における画素値比Rp11,Rp12,・・・、Rp21,Rp22,・・・を算出する。以下の説明においては、画素値比Rp11,Rp12,・・・、Rp21,Rp22,・・・は、個々の画素値比について説明する場合を除いて、「画素値比Rp」として説明する。なお、画素値比Rpは大きいほど当該特徴点は明るいことを表している。
そして、各特徴点において求められた画素値比Rpから基準となる画素値比を求める。ここでは、基準となる画素値比は、各特徴点において求められた画素値比Rp11,Rp12,・・・、Rp21,Rp22,・・・の平均値Raveであるとする。平均値Raveが求められると、この平均値Raveと各特徴点において求められた画素値比Rpとから、当該特徴点に対応するプロジェクターPJの画素における補正係数aijを求める。
補正係数aijは、
aij=Rave/Rpij・・・・・・(4)
と表すことができる。(4)式からすべての特徴点の補正係数を求めることができる。なお、特徴点以外の補正係数は、線形補間によって算出する。
aij=Rave/Rpij・・・・・・(4)
と表すことができる。(4)式からすべての特徴点の補正係数を求めることができる。なお、特徴点以外の補正係数は、線形補間によって算出する。
そして、画像補正処理部234においては、(4)式によって得られる各特徴点の補正係数及び線形補間によって得られる特徴点以外の補正係数を、表示すべき画像データの各画素の画素値に乗算することによって各画素の画素値を補正する。
上記(4)式においては、各特徴点で求められる画素値比Rpが平均値Raveよりも大きければ、すなわち、各特徴点の明るさが平均の明るさよりも明るければ、補正係数aは「a<1」となり、画素値を減少させる補正係数となる。逆に、各特徴点で求められる画素値比Rpが平均値Raveよりも小さければ、すなわち、各特徴点の明るさが平均の明るさよりも暗ければ、補正係数aは「a>1」となり、画素値を増大させる補正係数となる。
また、ある特徴点で求められた画素値比Rpが平均値Raveと同じであれば、補正係数aは「a=1」となり、画素値を変化させない補正係数となる。したがって、補正係数aが「a=1」である場合には画素値は変化せず、補正がなされない。また、各特徴点以外の画素については、線形補間によって算出された補正係数(特徴点以外の補正係数)を用いる。
このような補正係数を用いて投射すべき画像に対して補正を行うことにより、スクリーンSCRの局所的な歪みにより、投射画像に明るさムラが生じていたとしても、投射画像の明るさムラを抑制することができ、投射画像全体の明るさの均一性を高くすることができる。
なお、実施形態3に係るプロジェクションシステムにおいても、実施形態1及び実施形態2に係るプロジェクションシステムと同様に、閾値との比較処理によって補正係数を取得するようにしてもよい。すなわち、実施形態3に係るプロジェクションシステムにおいては、各特徴点において求められた平均値Raveよりも大きい側に少なくとも1つの閾値を設定するとともに平均値よりも小さい側に少なくとも1つの閾値を設定し、当該閾値と各特徴点において求められた画素値比Rpとの比較によって補正係数を取得する。
図11は補正係数の取得が可能な補正係数取得用テーブル(第4補正係数取得用テーブルという)について説明する図である。図11に示すように、例えば、平均値Raveよりも小さい側に第1閾値Th1と第2閾値Th2を設定するとともに(ただし、Th2>Th1)、平均値Raveよりも大きい側に第3閾値Th3と第4閾値Th4を設定する(ただし、Th4>Th3)。
図11に示す第4補正係数取得用テーブルによれば、各特徴点において求められた画素値比Rpが第1閾値Th1未満である場合には、一定の補正係数a3が取得され、画素値比Rpが第1閾値Th1以上で第2閾値Th2未満である場合には、画素値比Rpに応じて変化する補正係数(補正係数a2から補正係数a3の間の所定の補正係数)が取得され、また、画素値比Rpが第2閾値Th2以上で第3閾値Th3未満である場合には、一定の補正係数a2が取得される。また、画素値比Rpが第3閾値Th3以上で第4閾値Th4未満である場合には、画素値比Rpに応じて変化する補正係数(補正係数a2から補正係数a1の間の所定の補正係数)が取得され、画素値比Rpが第4閾値Th4以上である場合には、一定の補正係数a1が取得される。なお、補正係数a1,a2,a3は、a1<a2<a3である、また、補正係数a2は、a2=1であり、画素値を変化させない補正係数である。
図11に示すような第4補正係数取得用テーブルを作成しておくことにより、各特徴点において画素値比Rpが求められれば、容易に補正係数を取得することができる。
このような第4補正係数取得用テーブルを用いて取得された補正係数を用いて補正を行うことによっても、スクリーンSCRの局所的な歪みによる明るさムラを抑制することが可能となる。
このような第4補正係数取得用テーブルを用いて取得された補正係数を用いて補正を行うことによっても、スクリーンSCRの局所的な歪みによる明るさムラを抑制することが可能となる。
なお、図11に示す第4補正係数取得用テーブルでは、画素値比が所定の閾値の範囲(Th1〜Th2の範囲及びTh3〜Th4の範囲)である場合においては、画素値比Rpに応じて変化する補正係数を取得可能としたが、もっと単純化した補正係数取得用テーブルとしてもよい。この単純化した補正係数取得用テーブルは、図8と同様に考えることができるので、その説明は省略する。
なお、本発明は上記した各実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能となるものである。例えば、下記(1)〜(7)に示すような変形実施も可能である。
(1)各特徴点において取得する明るさを示す情報として、隣接する特徴点との間の距離を用いることも可能である。この場合、各特徴点P11,P12,・・・、P21,P22,・・・において当該特徴点と隣接する特徴点との間の距離Sp11,Sp12,・・・、Sp21,Sp22,・・・を取得し、各特徴点で取得された距離の平均値(Sa
veとする)を求めて、ある特徴点Pijにおける補正係数aijを、
aij=Save/Spij・・・・・(5)
として算出する。なお、この場合も、上記各実施形態で説明したように、閾値と各特徴点で取得された距離との比較処理によって補正係数を取得することも可能である。このように、隣接する特徴点との間の距離を用いて算出された補正係数を用いて補正を行うことに
よってもスクリーンの局所的な歪みによる明るさムラを抑制することができる。なお、この場合も、各特徴点以外の補正係数は、線形補間によって算出する。
veとする)を求めて、ある特徴点Pijにおける補正係数aijを、
aij=Save/Spij・・・・・(5)
として算出する。なお、この場合も、上記各実施形態で説明したように、閾値と各特徴点で取得された距離との比較処理によって補正係数を取得することも可能である。このように、隣接する特徴点との間の距離を用いて算出された補正係数を用いて補正を行うことに
よってもスクリーンの局所的な歪みによる明るさムラを抑制することができる。なお、この場合も、各特徴点以外の補正係数は、線形補間によって算出する。
(2)上記した各実施形態において取得(算出)された補正係数を適宜組み合わせて用いて補正を行うことも可能である。
(3)上記した各実施形態は、主に、プロジェクターPJを使用する段階でスクリーンの局所的な歪みに応じた補正係数を算出し、該算出された補正係数を用いて実際に投射すべき画像を補正するようにしたが、スクリーンとプロジェクターPJの配置が固定的であるような近接投射型のプロジェクションシステムにおいては、プロジェクションシステムの構築時に上記した各実施形態のいずれか、あるいはそれらを組み合わせることによって算出された補正係数を記憶媒体に記憶させておき、その記憶媒体に記憶された補正係数を用いて実際に投射すべき画像を補正するようにしてもよい。
(4)上記した各実施形態では、撮像装置300はプロジェクターとは別の構成要素として用意されたものを用いた場合を例示したが、プロジェクターPJに撮像装置が備えられている場合には、その撮像装置を利用することも可能である。
(5)上記した各実施形態においては、画像処理装置200は、プロジェクターPJに組み込まれている例について説明したが、画像処理装置200は、プロジェクターPJとは別の構成要素としてもよい。たとえば、パーソナルコンピューターなどに画像処理装置200としての機能を組み込むことも可能である。
(6)実施形態3に係るプロジェクションシステムにおいては、各特徴点において画素値を取得して、取得した画素値に基づいて補正係数を求める場合を例示したが、プロジェクターによって投射されている画像の種類によっては、画素値以外の情報を取得して補正係数を算出することもできる。例えば、プロジェクターPJによって投射されている画像が、各特徴点間の距離を適切に求めることができるような画像であれば、実施形態2に係るプロジェクションシステムにおいて説明したように、特徴点密度を求めて、該特徴点密度に基づいて補正係数を求めることも可能である。
(7)各実施形態において説明した特徴点画素は、離散的に配置された点として説明したが、縦方向及び横方向に格子状に描かれたものであってもよく、この場合は、格子状の各交点を特徴点とすればよい。
100・・・プロジェクター、200・・・画像処理装置、230・・・画像補正装置、231・・・補正係数取得用画像生成部、232・・・画像解析部、233・・・補正係数取得部、234・・・画像補正処理部、300・・・撮像装置、P11,P12,P21,P22,・・・特徴点
Claims (15)
- 投射面に投射された投射画像を撮像して得られた撮像画像データに基づき、前記投射画像の明るさムラを補正するプロジェクターであって、
前記投射画像に含まれる複数の特徴点の各特徴点において取得される情報に基づいて、前記明るさムラを補正するための補正係数を取得する補正係数取得部と、
前記補正係数取得部によって取得された補正係数を用いて投射すべき画像の明るさを補正する画像補正処理部と、
を有することを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1に記載のプロジェクターにおいて、
画像光を生成する光変調素子を有し、
前記複数の特徴点は、前記光変調素子の各画素のうち離散的な位置の複数の画素に対応して設定されていることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1又は2に記載のプロジェクターにおいて、
前記撮像画像データを得るための投射画像は、補正係数取得用画像として生成された前記複数の特徴点を有する画像であることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1〜3のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
各特徴点において取得される情報は、前記各特徴点において求められた画素値であって、
前記補正係数取得部は、前記各特徴点において求められた画素値から基準となる画素値を求め、前記基準となる画素値と前記各特徴点において求められた画素値とに基づいて前記各特徴点における補正係数を設定し、
前記画像補正処理部は、前記補正係数を用いて投射すべき画像の明るさを補正することを特徴とするプロジェクター。 - 請求項4に記載のプロジェクターにおいて、
前記基準となる画素値は、前記各特徴点において求められた画素値の平均値であることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1〜5のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記各特徴点において取得される情報は、前記各特徴点を囲む複数の特徴点との間の距離に基づいて前記各特徴点において求められた特徴点の密度であって、
前記補正係数取得部は、前記各特徴点において求められた密度から基準となる基準密度を求め、前記基準密度と前記各特徴点において求められた密度とに基づいて前記各特徴点における補正係数を設定し、
前記画像補正処理部は、前記補正係数を用いて投射すべき画像の明るさを補正することを特徴とするプロジェクター。 - 請求項6に記載のプロジェクターにおいて、
前記基準となる特徴点の密度は、前記各特徴点において求められた前記密度の平均値であることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1又は2に記載のプロジェクターにおいて、
前記撮像画像データを得るための投射画像は、前記プロジェクターが投射する一般的な画像であって、前記一般的な画像を撮像して得られた撮像画像データに前記複数の特徴点を設定することを特徴とするプロジェクター。 - 請求項8に記載のプロジェクターにおいて、
各特徴点において取得される情報は、前記各特徴点において求められた画素値であって、
前記補正係数取得部は、前記各特徴点において求められた画素値と前記各特徴点に対応する前記プロジェクターの画素における画素値との比率を画素値比として求めるとともに、求められた前記各特徴点の画素値比から基準となる画素値比を求め、前記基準となる画素値比と前記各特徴点において求められた画素値比とに基づいて前記各特徴点における補正係数を設定し、
前記画像補正処理部は、前記補正係数を用いて前記プロジェクターで投射すべき画像の明るさを補正することを特徴とするプロジェクター。 - 請求項9に記載のプロジェクターにおいて、
前記基準となる画素値比は、前記各特徴点において求められた画素値比の平均値であることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1〜10のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記各特徴点に対応する画素以外の各画素の補正係数は、補間によって求めることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1〜11のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記投射面の近接位置に設置され、かつ、投射光が前記投射面に対して鋭角に入射されるように設置されていることを特徴とするプロジェクター。 - プロジェクターによって投射面に投射された投射画像を撮像して得られた撮像画像データに基づき、前記投射面の局所的な歪みによって生じる明るさムラを補正する画像補正方法であって、
前記投射画像に設定された複数の特徴点の各特徴点において取得される情報に基づいて、前記明るさムラを補正するための補正係数を取得するステップと、
前記補正係数を用いて前記プロジェクターが投射すべき画像の明るさを補正するステップと、
を有することを特徴とする画像補正方法。 - プロジェクターによって投射面に投射された投射画像を撮像して得られた撮像画像データに基づき、前記投射画像の明るさムラを補正する画像補正装置であって、
前記投射画像に含まれる複数の特徴点の各特徴点において取得される情報に基づいて、前記明るさムラを補正するための補正係数を取得する補正係数取得部と、
前記補正係数取得部によって取得された補正係数を用いて前記プロジェクターが投射すべき画像の明るさを補正する画像補正処理部と、
を有することを特徴とする画像補正装置。 - プロジェクターと、前記プロジェクターによって投射面に投射された投射画像を撮像して得られた撮像画像データに基づき、前記投射画像の明るさムラを補正する画像補正装置とを有するプロジェクションシステムであって、
前記画像補正装置は、
前記投射画像に含まれる複数の特徴点の各特徴点において取得される情報に基づいて、前記明るさムラを補正するための補正係数を取得する補正係数取得部と、
前記補正係数取得部によって取得された補正係数を用いて前記プロジェクターが投射すべき画像の明るさを補正する画像補正処理部と、
を有することを特徴とするプロジェクションシステム。
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