JP2010249860A - 投影装置および投影像補正プログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】投影面の地模様をキャンセルするように補正した投影像を得ること。
【解決手段】投影装置1は、画像を投影面へ投影する投影手段110と、投影面の反射率分布を検出する反射率分布検出手段101と、投影面の地模様の濃度分布を検出する濃度分布検出手段101と、反射率分布および濃度分布を平滑化する平滑化手段101と、画像データを入力する入力手段105(104)と、平滑化後の反射率分布および平滑化後の濃度分布に基づいて、入力された画像データを補正する補正手段101と、補正後の画像データに基づく画像を投影するように投影手段110を制御する制御手段101とを備える。
【選択図】図2

Description

本発明は、投影装置および投影像補正プログラムに関する。
投影機器の小型化によって投影機器の持ち運びが便利になり、部屋の壁など、スクリーン以外の投影面に画像を投影する機会が多くなる。しかし、投影面に色や模様がついている場合、その投影面に画像を投影すると、投影面の色や模様の影響で投影された画像の視認性が悪くなる。そこで、投影面の反射率分布に応じて補正した画像を投影して、画像が投影された投影面に投影面の色や模様を見えないようにする技術が従来技術として知られている(たとえば、特許文献1,2)。
特開2008−67080号公報 特開2007−322671号公報
特許文献1や特許文献2に記載されているような従来技術で入力画像を補正すると、周辺光(投影装置以外からの光)が存在する場合や、黒線や黒点などの反射率の極めて低い箇所が投影面に存在する場合には、補正によって投影面に投影される画像の輝度が著しく低下することがあるという問題があった。投影画像の輝度低下は、投影画像の視認性を悪化させる。
本発明による投影装置は、画像を投影面へ投影する投影手段と、投影面の反射率分布を検出する反射率分布検出手段と、投影面の地模様の濃度分布を検出する濃度分布検出手段と、反射率分布および濃度分布を平滑化する平滑化手段と、画像データを入力する入力手段と、平滑化後の反射率分布および平滑化後の濃度分布に基づいて、入力された画像データを補正する補正手段と、補正後の画像データに基づく画像を投影するように投影手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、投影面の地模様をキャンセルするように補正した画像を投影できる。
本発明の一実施の形態による投影装置の外観図である。 投影装置の構成を説明するブロック図である。 投影処理の流れを説明するためのフローチャートである。 投影環境を把握する処理を説明するフローチャートである。 周辺光模様補正画像を算出する処理を説明するフローチャートである。 平滑化を説明する図である。 ブロック化を説明する図である。 膨張処理を説明する図である。 投影画像を生成する処理を説明するフローチャートである。 収縮処理を説明する図である。 補正不可分布画像を生成する処理を説明するフローチャートである。 入力画像を例示する図である。 周辺光模様分布画像を例示する図である。 反射率分布画像を例示する図である。 周辺光模様分布画像を例示する図である。 周辺光模様分布画像を平滑化した後の画像を例示する図である。 平滑周辺光模様分布画像をブロック化した後の画像を例示する図である。 膨張処理した後の画像を例示する図である。 再平滑化後の画像を例示する図である。 目標周辺光模様画像を例示する図である。 周辺光模様補正画像を例示する図である。 補正不可分布画像を例示する図である。 平滑化後の補正不可分布画像を例示する図である。 ブロック化後の補正不可分布画像を例示する図である。 収縮処理後の補正不可分布画像を例示する図である。 再平滑化後の補正不可分布画像を例示する図である。 輝度低下分布画像を例示する図である。 目標投影画像を例示する図である。 投影画像を例示する図である。 補正後に投影面に投影された投影像を例示する図である。 補正なしで投影面に投影された投影像を例示する図である。 変形例による周辺光模様補正画像を算出する処理を説明するフローチャートである。 変形例による投影画像を生成する処理を説明するフローチャートである。
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。本発明による投影装置は、投影された画像の見栄えや視認性を向上させるため、投影面の状態に応じて入力画像を補正する。
図1は、本発明の一実施の形態による投影装置1を前方から見た図である。図1に示すように、投影装置1の正面には、投影光学系111(図2参照)を構成する投影レンズ111Aと、撮像光学系121(図2参照)を構成する撮影レンズ121Aとが設けられている。投影装置1は、机上などに載置された状態で前方のスクリーンなどに向けて、内蔵する投射ユニット110(図2参照)から画像などを投影する。
図2は、投影装置1の構成例を説明するブロック図である。図2において投影装置1は、投射ユニット110と、撮像ユニット120と、制御回路101と、メモリ102と、操作部103と、外部インターフェイス(I/F)回路104と、メモリカードインターフェイス(I/F)105とを備える。メモリカードインターフェイス105には、メモリカード150が装着可能である。
制御回路101は、マイクロプロセッサおよびその周辺回路によって構成される。制御回路101は、内蔵するフラッシュメモリ101Bに記憶されている制御プログラムに基づいて、投影装置内各部から入力される信号を用いて所定の演算を行う。そして、制御回路101は、演算結果を制御信号として投影装置内各部に出力し、投影装置1の投影動作および撮像動作を制御する。なお、フラッシュメモリ101B内の制御プログラムやデータは、外部インターフェイス(I/F)回路104を介して外部機器との間で通信を行うことにより、書き替えや追加記憶が可能に構成されている。
制御回路101の画像処理部101Aでは、外部インターフェイス104を介して取得した画像データまたはメモリカード150より取得した画像データに対して画像処理を行う。画像処理部101Aで行う画像処理の詳細については後述する。
メモリ102は制御回路101の作業用メモリとして使用される。操作部103はボタンやスイッチなどで構成され、操作されたボタンやスイッチに対応する操作信号を制御回路101へ出力する。メモリカード150は、制御回路101の指示によりデータの書き込み、保存および読み出しが可能である。
投射ユニット110は、投影光学系111、液晶パネル112、LED光源113、および投射制御回路114を含む。LED光源113は、供給電流に応じた明るさで液晶パネル112を照明する。液晶パネル112は、投射制御回路114からの駆動信号に応じて光像を生成する。投影光学系111は、液晶パネル112から射出される光像を投射する。投射制御回路114は、制御回路101からの指示により、LED光源113および液晶パネル112へ制御信号を出力する。
投射ユニット110は、制御回路101から指示された画像を投影する。投射ユニット110は、メモリカード150内に保存されている画像データの他、外部インターフェイス回路104を介して外部機器から供給される画像データによる画像を投影することができる。メモリカード150内に保存されている画像データの画像、または、外部インターフェイス回路104を介して外部機器から供給される画像データの画像を、本説明では入力画像と呼ぶ。
撮像ユニット120は、撮像光学系121、撮像素子122および撮像制御回路123を有し、制御回路101からの指示に応じて投影面を撮像する。撮像光学系121は、撮像素子122の撮像面上に被写体像を結像させる。撮像素子122は被写体像を電気信号に変換する。撮像素子122としては、CCDやCMOS撮像素子などが用いられる。撮像制御回路123は、制御回路101からの指示により撮像素子122を駆動制御するとともに、撮像素子122から出力される電気信号に対して所定の信号処理を行う。
次に、投影装置1が行う入力画像の補正処理について説明する。補正処理は、入力画像を投影面に投射したときに投影面の地模様や汚れが目立たなくなるように、撮像ユニット120により撮影した投影面の画像に基づいて行う。
<投影処理>
図3は、制御回路101が行う投影処理の流れを説明するフローチャートである。制御回路101は、投影装置1に投影指示が行われると、図3による処理を行うプログラムを起動させる。
図3のステップS21において、制御回路101は投影環境の把握を行う。具体的には、撮像ユニット120によって投影面を撮像し、該投影面の地模様を表す濃度分布画像と、該投影面の反射率分布を表す画像とを算出する。当該処理の詳細については後述する。
ステップS22において、制御回路101は周辺光模様補正画像を算出する。周辺光模様補正画像は、周辺光(投影装置1以外の他の光源からの光)によって投影面に生じる地模様をキャンセルするための画像(たとえば、地模様の明暗と逆相の明暗を有する画像)である。当該処理の詳細についても後述する。
ステップS23において、制御回路101は、入力画像の画像データを外部インターフェイス回路104を介して、またはメモリカード150から読み込み、メモリ102に記憶する。図12は、入力画像を例示する図である。
ステップS24において、制御回路101は入力画像を補正して投影画像の算出を行う。具体的には、入力画像に補正を行った上で補正後の画像を投影したとしても、投影面の反射率が低いことに起因して該投影面の地模様をキャンセルすることが困難な部分を示す画像(補正不可分布画像と呼ぶ)を作成する。次に該補正不可分布を平滑化し、平滑化された補正不可分布画像および投影面の反射率を表す画像に基づいて、ステップS23で読み込んだ入力画像を補正する。制御回路101はさらに、補正後の入力画像にステップS22で算出した周辺光模様補正画像を足すことによって周辺光が及ぼす影響に対する補正も行う。なお、当該処理の詳細についても後述する。
ステップS25において、制御回路101は、ステップS24で算出(補正)された投影画像(すなわち入力画像を補正したもの)をアナログ変換し、変換後の画像を投射ユニット110から投影させる。ステップS26において、制御回路101は、次に投影する入力画像があるか否かを判定する。次に投影する入力画像がある場合はステップS26を肯定判定し、ステップS23に戻る。次に投影する入力画像がない場合はステップS26を否定判定し、図3による処理を終了する。
<投影環境を把握する処理>
図4に例示するフローチャートを参照して、上記ステップS21(図3)における投影環境を把握する処理を詳細に説明する。本例では、入力画像がRGB各8ビットのデータを有し、画素サイズが1024(横)×768(縦)ピクセルの場合を例に説明する。データのビット長は、8ビットに限らず適宜変更して構わない。ここで、i番目の画素値が(R,G,B)で与えられる画像を投射ユニット110から投影するとき、投影面の撮影像におけるi番目の画素値に対応する画素値を(R,G,Bとして説明する。
図4のステップS31において、制御回路101は、投射ユニット110から黒画像((R,G,B)=(0,0,0))を投影面に投影させる。ステップS32において、制御回路101は、黒画像を投影した投影面を撮像ユニット120で撮影させる。
ステップS33において、制御回路101は、ステップS32で取得した画像(周辺光模様分布画像A01と呼ぶ)を算出する。これは、投影面の汚れを含む地模様が周辺光(投影装置1以外の他の光源からの光)で照明されることによって現れる濃度分布画像に相当する。周辺光模様分布画像A01の画素値を(R,G,B=(RA01,GA01,BA01とする。図13は、周辺光模様分布画像A01を例示する図である。図13によれば、周辺光によって投影面に地模様(濃度分布)が現れている。
ステップS34において、制御回路101は、投射ユニット110から白画像((R,G,B)=(255,255,255))を投影面に投影させる。「255」は、8ビットデータの最大値に相当する。ステップS35において、制御回路101は、白画像を投影した投影面を撮像ユニット120で撮影させる。このときの撮影画像A02の画素値を(R,G,B=(RA02,GA02,BA02とする。
ステップS36において、制御回路101は、撮影画像A02と周辺光模様分布画像A01との差分から投影面の反射率を表す画像(反射率分布画像A03と呼ぶ)を算出する。具体的には、(RA03,GA03,BA03=(RA02−RA01,GA02−GA01,BA02−BA01の画像を算出し、図4による処理を終了する。図14は、反射率分布画像A03を例示する図である。図14によれば、上記模様の他に線状の反射率が低い箇所が存在する。
<周辺光模様補正画像を算出する処理>
図5に例示するフローチャートを参照して、上記ステップS22(図3)における周辺光模様補正画像を算出する処理の詳細を説明する。
図5のステップS41において、制御回路101は、周辺光模様分布画像A01に対する画素間引きを行う。周辺光模様分布画像A01の画素サイズが1024(横)×768(縦)ピクセルである場合に、たとえば、縦横それぞれを1/4のサイズに間引いて256×192ピクセルの縮小した周辺光模様分布画像a01を得る。図15は、周辺光模様分布画像a01を例示する図である。
ステップS42において、制御回路101は、ローパスフィルタ処理(たとえば移動平均処理)を適用して、縮小した周辺光模様分布画像a01の平滑化を行う。図6を参照して、たとえば3×3のカーネル(重み平均計算に用いられる局所領域)で行う平滑化を例に説明する。図6において、3×3の画素の中心の画素が注目画素であり、注目画素における周辺光模様分布値は0.3である。注目画素に隣接する画素の周辺光模様分布値は、1.0、0.8、1.0、0.6、0.5、0.5、0.7および0.9である。注目画素の周辺光模様分布値および注目画素に隣接する画素の周辺光模様分布値について重み平均計算を行うと、つまり、注目画素の周辺光模様分布値および注目画素に隣接する画素の周辺光模様分布値に1/9の重み付けをして足し算すると、平滑化後の注目画素の周辺光模様分布値が算出され、その値は0.7となる。図16は、周辺光模様分布画像a01を平滑化した後の画像を例示する図である。
なお、カーネルの大きさは、補正した入力画像を投影したときの見え方によって適宜選択することができる。たとえば、9×9でもよいし、13×13でもよい。また、平滑化の処理をローパスフィルタで行う代わりに、メディアンフィルタで行うようにしてもよい。
ステップS43において、制御回路101は、平滑化した周辺光模様分布のブロック化を行う。以下、平滑化した周辺光模様分布を平滑周辺光模様分布と呼ぶ。平滑周辺光模様分布のブロック化とは、平滑周辺光模様分布を所定の領域で区分けし、1つの区分けした領域(1つのブロック)に含まれる画素の平滑周辺光模様分布値の中で、値が最も大きい平滑周辺光模様分布値をその領域に含まれる画素の平滑周辺光模様分布値とする処理である。図7を参照して、たとえば4×4の画素を1つのブロックとした場合のブロック化の処理を説明する。図7(a)に示すように、4×4の画素の中で、つまり、1つのブロックの中で値が最も大きい平滑周辺光模様分布値は1.0である。したがって、ブロック化の処理を行うと、図7(b)に示すように、1つのブロックに含まれる画素の平滑周辺光模様分布値は、全て1.0となる。このブロック化により、平滑周辺光模様分布画像のサイズは64×48ピクセルとなる。図17は、平滑周辺光模様分布画像をブロック化した後の画像を例示する図である。
ステップS44において、制御回路101は、ブロック化した平滑周辺光模様分布に膨張処理を行う。膨張処理とは、平滑周辺光模様分布の注目画素を中心に所定範囲のカーネルを考え、該カーネル内で周辺光模様分布値が最も大きい値にそのカーネルに含まれる画素の周辺光模様分布値を合わせる処理である。図8を参照して、たとえば3×3のカーネル(画素範囲)を考えた場合の膨張処理を説明する。図8(a)に示すように、3×3のカーネルで最大となる画素値に合わせると、図8(b)に示すように、膨張処理後の平滑周辺光模様分布が得られる。本実施形態では、膨張処理を2回繰り返す。図18は、膨張処理した後の画像を例示する図である。
ステップS45において、制御回路101は、膨張処理後の平滑周辺光模様分布画像に対して再度平滑化を行う。平滑化は、たとえば9×9のカーネルで行う移動平均による。図19は、再平滑化後の画像を例示する図である。ステップS46において、制御回路101は、拡大処理を行って目標周辺光模様画像を生成する。具体的には、平滑化後の64×48ピクセルの画像をバイリニア手法で拡大し、1024×768ピクセルの画像(目標周辺光模様画像E01と呼ぶ)を得る。図20は、目標周辺光模様画像E01を例示する図である。
ステップS47において、制御回路101は、目標周辺光模様画像E01から周辺光模様分布画像A01を引いて周辺光模様補正画像D01を算出する。具体的には、(RD01,GD01,BD01=(RE01−RA01,GE01−GA01,BE01−BA01の画像を算出する。
ステップS48において、制御回路101は、周辺光模様補正画像D01を反射率分布画像A03で除して反射率補正後の周辺光模様補正画像F01を算出する。具体的には、(RF01,GF01,BF01=(RD01/RA03,GD01/GA03,BD01/BA03の画像を算出し、図5による処理を終了する。図21は、周辺光模様補正画像F01を例示する図である。
<投影画像の生成処理>
図9に例示するフローチャートを参照して、上記ステップS24(図3)における投影画像を生成する処理の詳細を説明する。
図9のステップS51において、制御回路101は、入力画像(1024×768ピクセル)の画素値をそれぞれ線形化した画像(線形化画像C01とする)を得る。制御回路101は、たとえば、ルックアップテーブル(LUT)を参照して画素順次で逆γ変換を行うことによって線形値を得る。LUTは、フラッシュメモリ101B内に格納されている。
ステップS52において、制御回路101は、線形化画像C01に対する画素間引きを行う。画素サイズ(1024×768)を縦横それぞれ1/4に間引いて256×192ピクセルの縮小した線形化画像c01を得る。
ステップS53において、制御回路101は、補正不可分布画像B03を作成してステップS54へ進む。補正不可分布画像B03の作成処理の詳細については後述する。
ステップS54において、制御回路101は、補正不可分布画像B03を縦横それぞれ1/4に間引いて画素間引きを行い、256×192ピクセルの縮小した補正不可分布画像b03を得るとともに、補正不可分布画像b03に対して平滑化を行う。図22は、補正不可分布画像b03を例示する図である。図22によれば、輝度を低下させないと補正できない領域について、その度合いが強いほど黒く表される。図23は、平滑化後の補正不可分布画像を例示する図である。なお、平滑化は、たとえば3×3のカーネルで行う移動平均による。
ステップS55において、制御回路101は、平滑化した補正不可分布のブロック化を行う。ブロック化は、たとえば4×4の画素を1つのブロックとした場合に値が最も大きい補正不可分布をその領域に含まれる画素の補正不可分布値とする。このブロック化により、補正不可分布画像は64×48ピクセルとなる。図24は、ブロック化後の補正不可分布画像を例示する図である。
ステップS56において、制御回路101は、ブロック化した補正不可分布に収縮処理を行う。収縮処理とは、補正不可分布の注目画素を中心に所定範囲のカーネルを考え、該カーネル内で補正不可分布値が最も小さい値にそのカーネルに含まれる画素の補正不可分布値を合わせる処理である。図10を参照して、たとえば3×3のカーネル(画素範囲)を考えた場合の収縮処理を説明する。図10(a)に示すように、3×3のカーネルで最小となる画素値に合わせると、図10(b)に示すように、収縮処理後の補正不可分布が得られる。本実施形態では、収縮処理を2回繰り返す。図25は、収縮処理後の補正不可分布画像を例示する図である。
ステップS57において、制御回路101は、収縮処理後の補正不可分布画像に再度の平滑化処理と、拡大処理とを行うことにより輝度低下分布画像を得る。平滑化は、たとえば9×9のカーネルで行う移動平均による。図26は、再平滑化後の補正不可分布画像を例示する図である。拡大は、再度の平滑化後の64×48ピクセルの画像をバイリニア手法で拡大し、1024×768ピクセルの画像(輝度低下分布画像H01と呼ぶ)を得る。図27は、輝度低下分布画像H01を例示する図である。
ステップS58において、制御回路101は、線形化画像C01に輝度低下分布画像H01を乗じて目標投影画像J01を算出してステップS59へ進む。図28は、目標投影画像J01を例示する図である。ステップS59において、制御回路101は、目標投影画像J01を反射率分布画像A03で除して反射率補正後の目標投影画像K01を算出し、ステップS60へ進む。具体的には、(RK01,GK01,BK01=(RJ01/RA03,GJ01/GA03,BJ01/BA03の画像を算出する。
ステップS60において、制御回路101は、反射率補正後の目標投影画像K01に周辺光模様補正画像F01を足して投影画像L01を算出し、ステップS61へ進む。具体的には、(RL01,GL01,BL01=(RK01+RF01,GK01+GF01,BK01+BF01の画像を算出する。図29は、投影画像L01を例示する図である。
ステップS61において、制御回路101は、投影画像L01に対してγ変換を行うことにより、非線形に戻した実際の投影画像L02を得る。γ変換用のLUTは、フラッシュメモリ101B内に格納されている。
<補正不可分布画像の作成処理>
図11に例示するフローチャートを参照して、上記ステップS53(図9)における補正不可分布画像B03を生成する処理の詳細を説明する。図11のステップS71において、制御回路101は、入力画像の補正に使用できる投射ユニット110の出力(光量)を算出する。具体的には、投射ユニット100の出力を8ビットデータで表す場合の最大出力値である255とし、この値から周辺光模様補正画像F01の画素値を差し引いて、(RM1,GM1,BM1=(255−RF01,255−GF01,255−BF01を算出する。
ステップS72において、制御回路101は、投影面の模様をみかけ上消す(キャンセルする)ために出力すべき光量を算出する。具体的には、線形化画像C01を反射率分布画像A03で除して、(RN1,GN1,BN1=(RC01/RA03,GC01/GA03,BC01/BA03を算出する。
ステップS73において、制御回路101は、投影可能な光量と投影に必要な光量とを画素順次で比較する。制御回路101は、「投影可能な光量」>「投影に必要な光量」である場合、すなわち(RM1,GM1,BM1>(RN1,GN1,BN1が成立する場合にステップS73を肯定判定してステップS74Aへ進む。制御回路101は、「投影可能な光量」>「投影に必要な光量」とならない場合、すなわち(RM1,GM1,BM1>(RN1,GN1,BN1が成立しない場合には、ステップS73を否定判定してステップS74Bへ進む。
ステップS74Aにおいて、制御回路101は、補正不可分布値(RB01,GB01,BB01=(255,255,255)としてステップS75へ進む。ステップS74Bにおいて、制御回路101は、補正不可分布値(RB01,GB01,BB01=(RM1/RN1,GM1/GN1,BM1/BN1×255としてステップS75へ進む。
ステップS75では、制御回路101は、入力画像の全ての画素についてステップS73の比較が終了したか否かを判定する。入力画像の全ての画素についてステップS73の比較が終了した場合はステップS75を肯定判定し、補図11による正不可分布の算出処理を終了する。入力画像の全ての画素の中にステップS73の比較が終了していないものがある場合はステップS75を否定判定し、ステップS73に戻る。
図30は、以上説明した投影装置1による補正後に投影面に投影された投影像を例示するである。投影面の模様が抑制されている。図31は比較用画像であり、入力画像をそのまま(上述した補正をすることなしに)投影面に投影させた場合の投影像を例示するである。図30に比べると、投影面の模様が現れている。
以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1) 投影装置1は、画像を投影面へ投影する投射ユニット110と、画像データを入力するメモリカードI/F105と、制御回路101とを備え、制御回路101が投影面の反射率分布A03を検出し、投影面の周辺光模様分布画像A01を検出し、反射率分布A03および周辺光模様分布画像A01を平滑化し、平滑化後の反射率分布および平滑化後の周辺光模様分布画像に基づいて、入力された画像データC01を補正し、補正後の画像データに基づく画像を投影するように投射ユニット110を制御する構成にした。これにより、投影像の視認性を著しく低下させることなく、投影面の色、汚れ、地模様をキャンセルするように入力画像の補正を行うことができる。平滑化により、補正部分を目立たないように補正できる。
(2)制御回路101は、周辺光模様分布画像A01のデータサイズを投射ユニット110が投影する画像のデータサイズより小さなサイズにサイズ変換し、反射率分布およびサイズ変換後の周辺光模様分布画像に基づいて投影面の地模様をキャンセルするための補正情報(周辺光模様補正画像)を算出するようにした。これにより、サイズ変換しない場合に比べて算出処理の負担が軽くなり、短時間で処理を行うことができる。
(3)制御回路101は、補正情報(周辺光模様補正画像)F01と、入力された画像データC01と、反射率分布A03と、に基づいてキャンセルの可否分布を示す輝度低下分布画像H01を生成し、輝度低下分布画像H01のデータおよび入力された画像データC01を、投射ユニット110が投影する画像のデータサイズより小さなサイズへそれぞれサイズ変換し、サイズ変換後の輝度低下分布画像と、サイズ変換後の入力画像と、反射率分布と、補正情報(周辺光模様補正画像)とを用いて入力された画像データC01に対する補正を行うようにした。これにより、サイズ変換しない場合に比べて算出処理の負担が軽くなり、短時間で処理を行うことができる。
(4)制御回路101は、サイズ変換後の濃度分布に基づいて補正情報(周辺光模様補正画像)を投影画面における所定領域ごとに算出するようにしたので、たとえば画素ごとに算出する場合には、投影画像に対する補正を画素単位で行うことができる。
(5)制御回路101は、サイズ変換後の輝度低下分布に基づいて補正に必要な演算を投影画面における所定領域ごとに行うようにしたので、たとえば画素ごとに算出する場合には、投影画像に対する補正を画素単位で行うことができる。
(変形例1)
投影面の反射率分布を表す画像を算出することによって投影面の反射率分布を検出したが、投影面の反射率分布を検出できれば、上述した実施形態に限定することはない。たとえば、投射ユニット110から投射された光の強度と、撮像ユニット120によって検出された投影面の反射光の強度とに基づいて反射率分布を検出するようにしてもよい。
(変形例2)
上述した実施形態では、画面内で異なる補正量を設定し得る例を説明したが、画面全域に対する補正量を揃えて一様補正するように構成してもよい。この場合の制御回路101は、図5のフローチャートに代えて図32に例示するフローチャートによる処理を行うとともに、図9のフローチャートに代えて図33に例示するフローチャートによる処理を行う。
<周辺光模様補正画像を算出する処理>
図32に例示するフローチャートを参照して、上記ステップS22(図3)における周辺光模様補正画像を算出する処理の詳細を説明する。
図32のステップS81において、制御回路101は、周辺光模様分布画像A01に対する画素間引きを行う。たとえば、周辺光模様分布画像A01の画素サイズが1024(横)×768(縦)ピクセルである場合に、縦横それぞれを1/4のサイズに間引いて256×192ピクセルの縮小した周辺光模様分布画像a01を得る。図15は、周辺光模様分布画像a01を例示する図である。
ステップS82において、制御回路101は、ローパスフィルタ処理(たとえば移動平均処理)を適用して、縮小した周辺光模様分布画像a01の平滑化を行う。図16は、周辺光模様分布画像a01を平滑化した後の画像を例示する図である。
なお、カーネルの大きさを適宜選択してよい点、平滑化の処理をローパスフィルタで行う代わりにメディアンフィルタで行うようにしてもよい点は、上述した実施形態と同様である。
ステップS83において、制御回路101は、平滑化した周辺光模様分布の最大値を算出する。つまり、画像全域で最も大きい平滑周辺光模様分布値を得る。ステップS84において、制御回路101は、上記最大値から周辺光模様分布画像A01を引いて周辺光模様補正画像DD01を算出する。具体的には、(RDD01,GDD01,BDD01=(Rmax−RA01,Gmax−GA01,Bmax−BA01の画像を算出する。ただし、上記最大値を(Rmax,Gmax,Bmax)とする。
ステップS85において、制御回路101は、周辺光模様補正画像DD01を反射率分布画像A03で除して反射率補正後の周辺光模様補正画像FF01を算出する。具体的には、(RFF01,GFF01,BFF01=(RDD01/RA03,GDD01/GA03,BDD01/BA03の画像を算出し、図32による処理を終了する。
<投影画像の生成処理>
図33に例示するフローチャートを参照して、上記ステップS24(図3)における投影画像を生成する処理の詳細を説明する。
図33のステップS91において、制御回路101は、入力画像(たとえば1024×768ピクセル)の画素値をそれぞれ線形化した画像(線形化画像C01とする)を得る。制御回路101は、たとえば、ルックアップテーブル(LUT)を参照して画素順次で逆γ変換を行うことによって線形値を得る。LUTは、フラッシュメモリ101B内に格納されている。
ステップS92において、制御回路101は、線形化画像C01に対する画素間引きを行う。画素サイズ(1024×768)を縦横それぞれ1/4に間引いて256×192ピクセルの縮小した線形化画像c01を得る。
ステップS93において、制御回路101は、補正不可分布画像B03を作成してステップS94へ進む。補正不可分布画像B03の作成処理は、上述した通りである。
ステップS94において、制御回路101は、補正不可分布画像B03を縦横それぞれ1/4に間引いて画素間引きを行い、256×192ピクセルの縮小した補正不可分布画像b03を得るとともに、補正不可分布画像b03の最小値を検出する。つまり、画像全域で最も小さい補正不可分布値を得る。
ステップS95において、制御回路101は、線形化画像C01に上記最小値を乗じて目標投影画像JJ01を算出してステップS96へ進む。具体的には、(RJJ01,GJJ01,BJJ01=(RC01×Rmin,GC01×Gmin,BC01×Bminの画像を算出する。ただし、上記最小値を(Rmin,Gmin,Bmin)とする。
ステップS96において、制御回路101は、目標投影画像JJ01を反射率分布画像A03で除して反射率補正後の目標投影画像KK01を算出し、ステップS97へ進む。具体的には、(RKK01,GKK01,BKK01=(RJJ01/RA03,GJJ01/GA03,BJJ01/BA03の画像を算出する。
ステップS97において、制御回路101は、反射率補正後の目標投影画像KK01に周辺光模様補正画像FF01を足して投影画像LL01を算出し、ステップS98へ進む。具体的には、(RLL01,GLL01,BLL01=(RKK01+RFF01,GKK01+GFF01,BKK01+BFF01の画像を算出する。
ステップS98において、制御回路101は、投影画像LL01に対してγ変換を行うことにより、非線形に戻した実際の投影画像LL02を得る。γ変換用のLUTは、フラッシュメモリ101B内に格納されている。
以上説明した変形例2によれば、以下の作用効果が得られる。
(1)制御回路101は、サイズ変換後の周辺光模様分布の最大値に基づいて周辺光模様分布を投影画面において一様に揃え、該一様な分布値に基づいて補正情報(周辺光模様補正画像)を投影画面における所定領域ごとに算出するようにした。一様に揃えることにより、揃えない場合に比べて算出処理の負担が軽くなり、短時間で処理を行うことができる。
(2)制御回路101は、サイズ変換後の輝度低下分布の最小値に基づいて輝度低下分布を投影画面において一様に揃え、該一様な輝度低下分布に基づいて補正に必要な演算を行うようにした。一様に揃えることにより、揃えない場合に比べて算出処理の負担が軽くなり、短時間で処理を行うことができる。
上述したように入力画像を補正する処理を行うプログラムを、メモリカード150などの記録媒体に記録した提供や、通信回線を経由して外部インターフェイス(I/F)回路104を介した提供など、種々の形態のコンピュータプログラム製品として投影装置1に供給するように構成してもよい。
以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。
1…投影装置
101…制御回路
101A…画像処理部
101B…フラッシュメモリ
110…投射ユニット
120…撮像ユニット

Claims (8)

  1. 画像を投影面へ投影する投影手段と、
    前記投影面の反射率分布を検出する反射率分布検出手段と、
    前記投影面の地模様の濃度分布を検出する濃度分布検出手段と、
    前記反射率分布および前記濃度分布を平滑化する平滑化手段と、
    画像データを入力する入力手段と、
    前記平滑化後の反射率分布および前記平滑化後の濃度分布に基づいて、前記入力された画像データを補正する補正手段と、
    前記補正後の画像データに基づく画像を投影するように前記投影手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする投影装置。
  2. 請求項1に記載の投影装置において、
    前記補正手段は、前記濃度分布のデータサイズを前記投影手段が投影する画像のデータサイズより小さなサイズにサイズ変換し、前記反射率分布および前記サイズ変換後の濃度分布に基づいて前記投影面の地模様をキャンセルするための補正情報を算出することを特徴とする投影装置。
  3. 請求項2に記載の投影装置において、
    前記補正手段はさらに、前記補正情報と、前記入力手段から入力された画像データと、前記反射率分布と、に基づいて前記キャンセルの可否分布を示す可否分布画像を生成し、
    前記可否分布画像のデータおよび前記入力された画像データを、前記投影手段が投影する画像のデータサイズより小さなサイズへそれぞれサイズ変換し、
    前記サイズ変換後の可否分布画像と、前記サイズ変換後の入力画像と、前記反射率分布と、前記補正情報とを用いて前記入力された画像データに対する補正を行うことを特徴とする投影装置。
  4. 請求項2に記載の投影装置において、
    前記補正手段は、前記サイズ変換後の濃度分布に基づいて前記補正情報を投影画面における所定領域ごとに算出することを特徴とする投影装置。
  5. 請求項2に記載の投影装置において、
    前記補正手段は、前記サイズ変換後の濃度分布の最大値に基づいて前記濃度分布を投影画面において一様に揃え、該一様な濃度分布に基づいて前記補正情報を投影画面における所定領域ごとに算出することを特徴とする投影装置。
  6. 請求項3に記載の投影装置において、
    前記補正手段は、前記サイズ変換後の可否分布に基づいて前記補正に必要な演算を投影画面における所定領域ごとに行うことを特徴とする投影装置。
  7. 請求項3に記載の投影装置において、
    前記補正手段は、前記サイズ変換後の可否分布の最小値に基づいて前記可否分布を投影画面において一様に揃え、該一様な可否分布に基づいて前記補正に必要な演算を行うことを特徴とする投影装置。
  8. 投影面の反射率分布を検出する検出処理と、
    前記投影面の地模様の濃度分布を検出する濃度分布検出処理と、
    前記反射率分布および前記濃度分布を平滑化する平滑化処理と、
    画像データを入力する入力処理と、
    前記平滑化後の反射率分布および前記平滑化後の濃度分布に基づいて、前記入力された画像データを補正する補正処理と、
    前記補正後の画像データに基づく画像を投影する処理とを、コンピュータに実行させるための投影像補正プログラム。
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