JP2011193332A - Projector and video projection method - Google Patents
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Description
この発明は、プロジェクターおよび映像の投写方法に関する。 The present invention relates to a projector and an image projection method.
プロジェクターを用いてスクリーンなどの投写面に矩形の映像(以下、元映像ともいう)を表示させるとき、プロジェクターと投写面との相対的な位置関係によって、投写面に表示された映像(以下、投影映像ともいう)が台形、平行四辺形、それ以外の四角形等に歪む場合がある。このような台形歪み以外の射影歪みも含めて、本明細書では「台形歪み」と称する。このように投写映像に台形歪みが生じる場合には、射影変換の手法を利用して、投写映像が矩形に表示されるように補正する台形歪み補正の技術が用いられている。 When a rectangular image (hereinafter also referred to as an original image) is displayed on a projection surface such as a screen using a projector, the image displayed on the projection surface (hereinafter referred to as a projection image) depending on the relative positional relationship between the projector and the projection surface. (Also referred to as an image) may be distorted into a trapezoid, a parallelogram, or other quadrangle. Including the projection distortion other than the trapezoidal distortion, it is referred to as “trapezoidal distortion” in this specification. In this way, when trapezoidal distortion occurs in the projected image, a technique for correcting trapezoidal distortion that corrects the projected image to be displayed in a rectangular shape by using a projective transformation technique is used.
液晶パネルを利用して映像を表す映像光を生成するプロジェクターでは、台形歪み補正の際に、投写面上の投影映像に対し逆方向に歪ませた映像(以下、補正後映像ともいう)を、液晶パネル上で生成する。すなわち、液晶パネル上に形成される映像は、矩形の映像を台形、平行四辺形、それ以外の四角形等に歪ませたものである。液晶パネル上に形成される歪ませた映像を投写面上に矩形に表示すると、投写面上に表示される映像内において液晶パネル上に形成される映像に対する拡大率が異なるため、投写面上に表示される映像内において明るさのムラが生じる。これに対して、輝度の上限を変更する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In a projector that generates image light representing an image using a liquid crystal panel, an image distorted in the opposite direction to the projected image on the projection surface (hereinafter also referred to as a corrected image) when correcting trapezoidal distortion, Produced on a liquid crystal panel. That is, the image formed on the liquid crystal panel is a rectangular image that is distorted into a trapezoid, a parallelogram, and other rectangles. When a distorted image formed on a liquid crystal panel is displayed in a rectangular shape on the projection surface, the magnification on the image formed on the liquid crystal panel in the image displayed on the projection surface is different. Unevenness of brightness occurs in the displayed video. On the other hand, a technique for changing the upper limit of luminance has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、台形歪み補正後の映像の明るさが元映像よりも暗くなるという課題が見出された。
However, the technique described in
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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1] 被投写面上に映像を投写して表示するプロジェクターであって、
前記プロジェクターに入力される元映像データに対して、前記被投写面上に投写される映像の歪みを補正する歪み補正処理を施して歪み補正後映像データを生成する歪み補正後映像データ生成部と、
前記歪み補正後映像データが表す歪み補正後映像について、前記元映像データが表す元映像に対する前記歪み補正後映像の相対的な大きさに対応した変形率を導出する変形率導出部と、
前記変形率導出部にて導出された前記変形率に基づいて、前記歪み補正後映像データの輝度を補正して、輝度補正映像データを生成する輝度補正部であって、前記変形率が小さいほど前記輝度補正による輝度の増加が大きくなるように前記輝度補正を行う輝度補正部と、
前記輝度補正映像データに基づいて、前記映像を表す映像光を生成して出力する映像光出力部と、
を備えるプロジェクター。
Application Example 1 A projector that projects and displays an image on a projection surface,
A distortion-corrected video data generation unit that generates distortion-corrected video data by performing distortion correction processing for correcting distortion of an image projected on the projection surface with respect to the original video data input to the projector; ,
A deformation rate deriving unit for deriving a deformation rate corresponding to a relative size of the image after distortion correction with respect to the original image represented by the original image data, with respect to the image after distortion correction represented by the image data after distortion correction;
A luminance correction unit that generates luminance-corrected video data by correcting the luminance of the video data after distortion correction based on the deformation rate derived by the deformation rate deriving unit, the smaller the deformation rate, the lower the deformation rate. A brightness correction unit that performs the brightness correction so that an increase in brightness due to the brightness correction is increased;
A video light output unit that generates and outputs video light representing the video based on the brightness correction video data;
A projector comprising:
変形率は、元映像データが表す元映像に対する歪み補正後映像の相対的な大きさに対応しているので、変形率が小さいということは、補正後映像の元映像に対する縮小率が大きいということである。映像面内において縮小率が大きい部分は、光路長が長いため、輝度補正を行わないと映像が暗くなる。この構成によれば、変形率が小さいほど輝度補正による輝度の増加が大きくなるように輝度補正を行うため、映像面内において暗くなるおそれがある部分の明るさを上げることができる。 Since the deformation rate corresponds to the relative size of the distortion-corrected image with respect to the original image represented by the original image data, a small deformation rate means that the reduction rate of the corrected image with respect to the original image is large. It is. A portion having a large reduction ratio in the image plane has a long optical path length, and therefore the image becomes dark unless luminance correction is performed. According to this configuration, the luminance correction is performed so that the increase in luminance due to the luminance correction increases as the deformation rate decreases, so that it is possible to increase the brightness of a portion that may be dark in the video screen.
[適用例2] 適用例1記載のプロジェクターにおいて、
前記輝度補正部は、前記輝度補正を行なった結果、前記被投写面に表示される映像において、前記変形率が小さい箇所の映像の明るさの、前記歪み補正の前後における差が所定値より小さい、プロジェクター。
このようにすると、被投写面に投写される台形歪み補正処理後の映像の明るさが低下することがなく、違和感のない映像を得ることができる。
[Application Example 2] In the projector described in Application Example 1,
As a result of performing the brightness correction, the brightness correction unit has a difference in brightness of an image of a portion having a small deformation rate before and after the distortion correction is smaller than a predetermined value in an image displayed on the projection surface. ,projector.
In this way, the brightness of the image after the trapezoidal distortion correction process projected on the projection surface does not decrease, and an image without a sense of incongruity can be obtained.
[適用例3] 適用例2記載のプロジェクターにおいて、
前記輝度補正部は、前記被投写面上に表示される映像の明るさが前記歪み補正の前後において同じになるように、前記輝度補正を行う、プロジェクター。
このようにすると、歪み補正による輝度補正の影響が感じられず、さらに好ましい映像を得ることができる。
[Application Example 3] In the projector described in Application Example 2,
The brightness correction unit performs the brightness correction so that the brightness of an image displayed on the projection surface is the same before and after the distortion correction.
In this way, the influence of luminance correction due to distortion correction is not felt, and a more preferable image can be obtained.
[適用例4] 適用例2または適用例3記載のプロジェクターにおいて、
前記輝度補正部は、前記被投写面に表示される映像の明るさの前記投写面内における差が所定の範囲になるように、前記輝度補正を行う、プロジェクター。
かかるプロジェクターでは、被投写面内の映像の明るさが十分に確保され、更に投写面内でのムラが所定の範囲となる。
[Application Example 4] In the projector described in Application Example 2 or Application Example 3,
The brightness correction unit performs the brightness correction so that a difference in brightness of an image displayed on the projection surface is within a predetermined range.
In such a projector, the brightness of the image on the projection surface is sufficiently secured, and the unevenness in the projection surface is within a predetermined range.
[適用例5] 適用例1ないし4のいずれか一つに記載のプロジェクターにおいて、
前記変形率導出部は、前記補正後映像の1画素ごとに前記変形率を導出する、プロジェクター。この構成によれば、1画素ごとに最適な輝度補正を行うことができるため、より適切な補正後映像を得ることができる。
[Application Example 5] In the projector according to any one of Application Examples 1 to 4,
The deformation rate deriving unit derives the deformation rate for each pixel of the corrected image. According to this configuration, optimal brightness correction can be performed for each pixel, and thus a more appropriate corrected image can be obtained.
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、プロジェクタから映像を投写する方法や、プロジェクターにおける輝度補正方法等の態様で実現することができる。 Note that the present invention can be realized in various modes. For example, it can be realized in a manner such as a method of projecting an image from a projector or a luminance correction method in the projector.
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
A.第1の実施例:
A−1.台形歪み補正の概要:
A−2.プロジェクターの構成:
A−3.台形歪み補正部:
A−4.輝度補正データ生成処理の流れ:
A−5.変形率の算出:
A−6.輝度補正テーブル:
A−7.実施例の効果:
B.変形例:
Next, embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. First embodiment:
A-1. Overview of keystone correction:
A-2. Projector configuration:
A-3. Keystone distortion correction section:
A-4. Flow of brightness correction data generation processing:
A-5. Calculation of deformation rate:
A-6. Brightness correction table:
A-7. Effects of the embodiment:
B. Variations:
A.実施例:
A−1.台形歪み補正の概要:
本発明の一実施例としてのプロジェクター100は、映像を表す映像光を投写して、スクリーンSCなどの被投写面上に映像を表示させる。プロジェクター100は、矩形の映像が入力された場合に、スクリーンSC上に表示される映像の台形歪みを補正して、矩形の映像を表示させることが可能なプロジェクターである。プロジェクター100の構成の説明に先立って、本実施例のプロジェクター100における台形歪み補正の概要について、簡単に説明する。
A. Example:
A-1. Overview of keystone correction:
The
図1は、台形歪み補正を概念的に示す説明図である。図示するように、プロジェクター100が、スクリーンSCに対して、水平方向(左右方向)および垂直方向(上下方向)に、それぞれ傾きを有して配置された場合、液晶パネル部192に表示されている映像(補正前映像IG0)は矩形であるのに対し、スクリーンSCに投写される映像PIG0は、水平方向および垂直方向のそれぞれに台形歪みを生じる。なお、図1では、説明の便を図って、プロジェクター100内に含まれる液晶パネル部192を、プロジェクター100外に出して表示している。
FIG. 1 is an explanatory diagram conceptually showing trapezoidal distortion correction. As shown in the figure, when the
そこで、射影変換の手法を利用して、スクリーンSCに投写される映像と逆方向に歪ませた映像(台形歪み補正後映像IG1)を液晶パネル部192上に形成させると、スクリーンSC上に矩形の映像PIG1が表示される(図1)。このように、台形歪みを生じた映像を、矩形(本来表示されるべき映像の形状)に見せるための補正を、台形歪み補正という。本実施例における補正前映像IG0が、請求項における元映像に、台形歪み補正後映像IG1が、請求項における変形後映像に、それぞれ、相当する。また、本実施例における台形歪み補正処理が、請求項における、変形処理に相当する。
Therefore, if a video image distorted in the opposite direction to the image projected on the screen SC (an image IG1 after trapezoidal distortion correction) is formed on the liquid
図2は、補正前後の液晶パネル部192に表示される映像を示す説明図である。図2(a)は、補正前映像IG0を、(b)は、台形歪み補正後映像IG1を示している。図2(b)における破線は、補正前映像IG0の外形を示している。補正前映像IG0は、液晶パネル部192のフレーム一杯に表示されるように映像処理を施されているため、図2(b)における破線は、すなわち、液晶パネル部192のフレームを示している。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing images displayed on the liquid
本実施例において、補正前映像IG0、補正後映像IG1の座標とは、補正前映像IG0、補正後映像IG1が液晶パネル部192に表示された場合の、画素座標をいう。以下、台形歪み補正後映像IG1が表示されている場合の液晶パネル部192の画素座標を、補正後座標という。なお、液晶パネル部192の画素座標のうち、台形歪み補正後映像IG1が表示されていない領域の画素座標も、補正後座標を用いて呼ぶ。補正後座標を、逆射影変換により補正前映像IG0における座標位置(液晶パネルの画素座標)に変換した座標を、補正前座標という。
In the present embodiment, the coordinates of the pre-correction video IG0 and the post-correction video IG1 are pixel coordinates when the pre-correction video IG0 and the post-correction video IG1 are displayed on the liquid
補正前映像IG0と台形歪み補正後映像IG1とは、整数倍の対応関係とはなっていないため、算出された補正前座標は、小数を含んでいる。そのため、補正後座標の画素値を求めるには、補正前座標の近傍の16座標の画素値を用いて、補正前座標の画素値を推定する。これを、画素補間という。すなわち、台形歪み補正後映像IG1を表す台形歪み補正後映像データは、台形歪み補正後映像IG1を構成する全ての画素(座標)の画素値を、1画素ごとに画素補間を行うことによって作成される。 Since the pre-correction image IG0 and the trapezoidal distortion corrected image IG1 do not have an integer multiple correspondence, the calculated pre-correction coordinates include decimals. Therefore, in order to obtain the pixel value of the coordinate after correction, the pixel value of the coordinate before correction is estimated using the pixel value of 16 coordinates near the coordinate before correction. This is called pixel interpolation. That is, the trapezoidal distortion corrected image data representing the trapezoidal distortion corrected image IG1 is created by performing pixel interpolation for each pixel of the pixel values (coordinates) constituting the trapezoidal distortion corrected image IG1. The
台形歪み補正を行う場合、図2(b)に示すように、台形歪み補正後映像IG1において、頂点(X1,Y1)の近傍は、補正前映像IG0に対する縮小率が高く(すなわち、変形率が小さく)、頂点(X3,Y3)の近傍は、補正前映像IG0に対する縮小率が低い(すなわち、変形率が大きい)。このように、台形歪み補正後映像IG1は、台形歪み補正後映像IG1の座標によって、変形率が異なる。 When trapezoidal distortion correction is performed, as shown in FIG. 2 (b), in the image IG1 after trapezoidal distortion correction, the vicinity of the vertex (X1, Y1) has a high reduction rate with respect to the image IG0 before correction (that is, the deformation rate is high). In the vicinity of the vertex (X3, Y3), the reduction ratio with respect to the pre-correction image IG0 is low (that is, the deformation ratio is large). As described above, the deformation rate of the trapezoidal distortion corrected image IG1 varies depending on the coordinates of the trapezoidal distortion corrected image IG1.
上記したように、台形歪み補正後映像IG1は、像台形歪み補正後映像IG1の座標によって、変形率が異なるため、本実施例のプロジェクター100では、液晶パネル部192の画素座標ごとに、台形歪み補正後映像IG1の補正前映像IG0に対する変形率を算出し、算出された変形率に基づいて、台形歪み補正処理を施した補間画素に対して輝度補正を施して、輝度補正映像データを生成する(後に詳述する)。
As described above, the image IG1 after the trapezoidal distortion correction has a different deformation rate depending on the coordinates of the image IG1 after the image trapezoidal distortion correction. Therefore, in the
図3は、画素補間の方法を概念的に示す模式図である。図3では、上記した補正後座標P1(X,Y)を変換した補正前座標P0(x,y)の画素値を画素補間により求める方法を例示している。図中、補正前座標P0(x,y)を、ハッチングを付した丸印で示し、その周辺16座標を白丸印で示している。補正前座標P0(x,y)の画素値は画素補間によって求められるため、補正前座標P0(x,y)の画素値を「補間画素」、周辺16座標の画素値は、補正前映像データであり既知であるため「既知画素」とも称する。 FIG. 3 is a schematic diagram conceptually showing a pixel interpolation method. FIG. 3 illustrates a method of obtaining the pixel value of the uncorrected coordinate P0 (x, y) obtained by converting the corrected coordinate P1 (X, Y) by pixel interpolation. In the figure, the pre-correction coordinates P0 (x, y) are indicated by hatched circles, and the surrounding 16 coordinates are indicated by white circles. Since the pixel value of the pre-correction coordinate P0 (x, y) is obtained by pixel interpolation, the pixel value of the pre-correction coordinate P0 (x, y) is “interpolated pixel”, and the pixel values of the surrounding 16 coordinates are the pre-correction video data. Since it is known, it is also called “known pixel”.
図3では、既知画素である16画素の画素値を、DATA[m][n](m=0,1,2,3(x方向);n=0,1,2,3(y方向))と示している。補間画素は、この16画素の画素値とフィルター係数との畳み込み演算により求められる。本実施例において、補間画素の画素値を求める場合には、対象画素の周辺16画素を用いて、水平補間を行なった後に、垂直補間を行なうことにより、対象画素の画素値を求めている。フィルター係数は、補間画素と既知画素との距離(例えば、DATA[1][1]の既知画素と補間画素との距離は、水平方向(x方向)にdx、垂直方向(y方向)にdyである)による影響を考慮した係数である。 In FIG. 3, pixel values of 16 pixels that are known pixels are represented by DATA [m] [n] (m = 0, 1, 2, 3 (x direction); n = 0, 1, 2, 3 (y direction). ). The interpolation pixel is obtained by a convolution operation of the pixel value of 16 pixels and the filter coefficient. In this embodiment, when the pixel value of the interpolation pixel is obtained, the pixel value of the target pixel is obtained by performing horizontal interpolation after performing horizontal interpolation using 16 pixels around the target pixel. The filter coefficient is the distance between the interpolation pixel and the known pixel (for example, the distance between the known pixel of DATA [1] [1] and the interpolation pixel is dx in the horizontal direction (x direction) and dy in the vertical direction (y direction). It is a coefficient that takes into account the effects of
A−2.プロジェクターの構成:
図4は、本発明の一実施例としてのプロジェクターの構成を概略的に示すブロック図である。図示するように、プロジェクター100は、映像入力部110と、IP変換部112と、解像度変換部114と、映像合成部116と、台形歪み補正部120と、液晶パネル駆動部140と、フレームバッファー150と、高速バス制御部160と、低速バス制御部162と、プロセッサー部170と、撮像部180と、センサー部182と、照明光学系190と、液晶パネル部192と、投写光学系194と、を中心に構成されている。上記した構成要素のうち、照明光学系190、液晶パネル部192、投写光学系194を除く各構成要素は、高速バス102または低速バス104を介して互いに接続されている。
A-2. Projector configuration:
FIG. 4 is a block diagram schematically showing a configuration of a projector as an embodiment of the present invention. As illustrated, the
映像入力部110は、図示しないDVDプレーヤーやパーソナルコンピューターなどからケーブルを介して入力された入力映像信号に対して、必要によりA/D変換を行い、デジタル映像信号をIP変換部112に供給する。
The
IP変換部112は、映像入力部110から供給された映像データのフォーマットを、インタレース方式からプログレッシブ方式に変換する処理を実行し、得られた映像データを解像度変換部114に供給する。
The IP conversion unit 112 executes processing for converting the format of the video data supplied from the
解像度変換部114は、IP変換部112から供給された映像データに対して、サイズの拡大処理または縮小処理(すなわち、解像度変換処理)を施し、得られた映像データを、映像合成部116に供給する。
The
映像合成部116は、解像度変換部114から供給された映像データとメニュー画面などのOSD(On Screen Display)とを合成して、フレームバッファー150に、補正前映像データとして書き込む。
The video composition unit 116 synthesizes the video data supplied from the
フレームバッファー150は、1フレームまたは複数フレームのデータを格納できる。本実施例では、フレームバッファー150として、安価で大容量なDRAM(Dynamic Random Access Memory)を用いている。本実施例におけるフレームバッファー150が請求項におけるフレーム映像記憶部に相当する。
The
台形歪み補正部120は、スクリーンSCに対してプロジェクター100の投写軸を傾けた状態で投写した場合に生じる台形歪みを補正すると共に、上記した変形率に基づいて、輝度補正を行う。具体的には、フレームバッファー150に格納されている補正前映像データが表す補正前映像を、台形歪みを補償する形状で液晶パネル部192に表示させるため、補正前映像データに対して台形歪み補正処理を施して台形歪み補正後映像データを生成した後、さらに台形歪み補正後映像データに対して、変形率に基づく輝度補正を施して、輝度補正映像データとして液晶パネル駆動部140に供給する。台形歪み補正部120については、後に詳述する。
The trapezoidal
液晶パネル駆動部140は、台形歪み補正部120を経て入力されたデジタル映像信号に基づいて、液晶パネル部192を駆動する。液晶パネル部192は、複数の画素をマトリクス状に配置した透過型液晶パネルにより構成される。液晶パネル部192は、液晶パネル駆動部140によって駆動され、マトリクス状に配置された各画素における光の透過率を変化させることにより、照明光学系152から照射された照明光を、映像を表す有効な映像光へと変調するための映像を形成する。本実施例において、液晶パネル部192のモードはWUXGAであり、解像度は1920×1200ドットである。本実施例では、液晶パネル画素座標を、x=0〜1919、y=0〜1199と規定している。なお、液晶パネル部192は、本実施例と異なる解像度のものを用いてもよい。
The liquid crystal
照明光学系152は、例えば、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等のランプ類や、その他の発光体を備えて構成される。投写光学系194は、プロジェクター100の筐体の前面に取り付けられており、液晶パネル部192によって映像光へと変調された光を拡大して、スクリーンSCに投写する。投写光学系194はズームレンズ(図示せず)を備え、液晶パネル部192を透過した光を投写する際の拡大の程度(ズーム状態)を変化させることができる。本実施例における液晶パネル駆動部140、液晶パネル部192、照明光学系190、投写光学系194が、請求項における映像光出力部に相当する。
The illumination optical system 152 includes, for example, lamps such as a high pressure mercury lamp and an ultrahigh pressure mercury lamp, and other light emitters. The projection optical system 194 is attached to the front surface of the housing of the
プロセッサー部170は、記憶部(図示しない)に記憶された制御プログラムを読み出して実行することにより、プロジェクター100内の各部の動作を制御する。また、撮像部180により撮像された撮影映像や、センサー部182により検出されるプロジェクター100の傾きや、ユーザからの指示に基づいて、後述する補正後座標(X0〜X3、Y0〜Y3)(図2参照)、座標変換行列の座標変換係数(後に詳述する)を算出し、台形歪み補正部120に出力する。また、プロセッサー部170は、台形歪み補正部120にて行われる輝度補正に用いられる輝度補正テーブルを台形歪み補正部120に出力する。なお、本実施例において、プロセッサー部170は、ユーザからの指示をプロジェクター100本体に設けられた操作パネル(図示しない)を通じて受け取る構成にしているが、例えば、リモコンを通じたユーザからの指示をリモコン制御部が受信して、低速バス104を介してプロセッサー部170がユーザからの指示を受信する構成にしてもよい。
The
撮像部180は、CCDカメラを有しており、撮影映像を生成する。撮像部180により生成された撮影映像は、図示せざる撮影映像メモリ内に格納される。なお、撮像部180は、CCDカメラの代わりに他の撮像デバイスを有することも可能である。 The imaging unit 180 has a CCD camera and generates a captured video. The captured video generated by the imaging unit 180 is stored in a captured video memory (not shown). Note that the imaging unit 180 may have another imaging device instead of the CCD camera.
センサー部182は、プロジェクター100の鉛直方向からの傾きを検出することにより、撮像部180のCCD光軸が水平面となす傾き角度を検出することができる。
The
A−3.台形歪み補正部:
台形歪み補正部120は、上記したように、フレームバッファー150に格納されている補正前映像データが表す補正前映像を、台形歪みを補償する形状に補正した台形歪み補正後映像データを生成した後、台形歪み補正後映像データに対して輝度補正を施して、輝度補正映像データを生成する。図5は、台形歪み補正部120の構成を示す機能ブロック図である。補間ブロック生成部121と、画素補間部122と、第1の色変換部123と、輝度補正部124と、第2の色変換部125と、FIFO部126と、レジスター部127と、制御部128と、座標変換部129と、局所変形率算出部130と、フィルター係数算出部131と、を中心に構成される。
A-3. Keystone distortion correction section:
As described above, the trapezoidal
制御部128は、台形歪み補正部120全般の制御を行う。例えば、制御部128に入力される同期信号に従って、フレームの始まりを示すフレームスタート信号を座標変換部129に対して出力する。同期信号は、例えば、1秒間に60フレーム表示される場合には、1/60秒毎に入力される。
The
レジスター部127は、プロセッサー部170から供給されるパラメーターを格納する。具体的には、レジスター部127には、補正前映像の1フレームのフレーム幅、フレーム高さ、座標変換行列の座標変換係数A〜Hなどのパラメーターや、輝度補正テーブルが格納される。輝度補正テーブルについては後述する。座標変換係数A〜Hは、プロセッサー部170において、下記の射影変換の行列式(式1)を用いて算出される。具体的には、プロセッサー部170は、補正前座標(x0〜x3、y0〜y3)(図2参照)が射影変換により、補正後座標(X0〜X3、Y0〜Y3)(図2参照)に変換されたものとして、その台形歪み補正後映像IG1の4つの座標(X0〜X3、Y0〜Y3)を、行列式(式1)に入力して、座標変換係数A〜Hを導出し、レジスター部127に格納する。
The
本実施例では、台形歪み補正後映像データの生成処理が開始される前に、台形歪み補正前にスクリーンSCに表示されている映像PIG0を、撮像部180で撮像する。プロセッサー部170(図4)は、撮像した映像に基づいて、台形歪み補正後の台形歪み補正後映像IG1における4つの頂点の座標(X0〜X3、Y0〜Y3)(図2(b))を求めている。 In this embodiment, the image PIG0 displayed on the screen SC before the trapezoidal distortion correction is imaged by the imaging unit 180 before the generation process of the video data after the keystone distortion correction is started. The processor unit 170 (FIG. 4) determines the coordinates (X0 to X3, Y0 to Y3) (FIG. 2B) of the four vertices in the trapezoidal distortion corrected image IG1 based on the captured image. Looking for.
なお、センサー部182によって、プロジェクター100の鉛直方向からの傾きを検出して、検出された角度に基づいて、補正後座標(X0〜X3、Y0〜Y3)を求めるようにしてもよい。また、ユーザがリモコン等のキーを操作して、手動で台形歪み補正を行うようにしてもよい。そのような場合には、プロセッサー部170は、リモコン制御部を介して受け取った、ユーザからの指示に基づいて、補正後座標(X0〜X3、Y0〜Y3)を求める。
Note that the
座標変換部129は、レジスター部127から供給される座標変換係数A〜Hと、以下の(式2)、(式3)を用いて、台形歪み補正を行った後の台形歪み補正後映像IG1の座標値(補正後座標)を、補正前映像IG0(矩形の映像)の座標値(補正前座標)に変換して、補正前座標を局所変形率算出部130に供給する。補正前映像IG0と台形歪み補正後映像IG1とは、整数倍の対応関係とはなっていないため、座標変換部129にて算出された補正前座標は、小数を含んでいる。
The coordinate
ここで、上記した補正前座標の算出方法について説明する。台形歪み補正後映像IG1は、補正前映像IG0を射影変換することにより得られた映像であると考えられるため、補正前座標は、補正後座標について、下記の(式2)、(式3)に基づいて、逆射影変換することによって算出される。補正前座標(x,y)が射影変換により補正後座標(X,Y)に変換されたものとする。 Here, the above-described calculation method of the pre-correction coordinates will be described. Since the image IG1 after correcting the trapezoidal distortion is considered to be an image obtained by projective transformation of the image IG0 before correction, the coordinates before correction are the following (Expression 2) and (Expression 3) with respect to the corrected coordinates. Based on the above, it is calculated by performing reverse projection transformation. It is assumed that the uncorrected coordinates (x, y) are converted to corrected coordinates (X, Y) by projective transformation.
上記(式2)、(式3)中の係数A〜Hは、プロセッサー部170から供給され、レジスター部127に記憶されている。
The coefficients A to H in the above (Expression 2) and (Expression 3) are supplied from the
局所変形率算出部130は、座標変換部129から供給された補正前座標を、整数部(整数座標)と小数部(小数座標)に分けて、整数座標を補間ブロック生成部121に供給し、小数座標をフィルター係数算出部131に供給する。また、局所変形率算出部130は、座標変換部129から供給された補正前座標に基づいて、台形歪み補正後映像IG1の補正前映像IG0に対する変形率を算出して、輝度補正部124に供給する。変形率の算出方法については、後に詳述する。
The local deformation
フィルター係数算出部131は、局所変形率算出部130から供給される小数座標に基づいて画素補間処理を実行する際に用いられるフィルター係数を、フィルター係数テーブルより選択して、選択されたフィルター係数を画素補間部122に供給する。フィルター係数テーブルは、図3に示す補間画素と既知画素との距離とフィルター係数との関係を示すテーブルであり、予め算出された結果がフィルター係数算出部131の備えるフィルター係数記憶部(図示しない)に格納されている。
The filter
補間ブロック生成部121は、フレームバッファー150に格納されている補正前映像データを、8×8画素からなるキャッシュブロック単位で取得して、格納する。また、補間ブロック生成部121は、局所変形率算出部130から供給される補正前座標の整数成分(以下、「整数座標」とも称する)に基づいて、画素補間部122における画素補間に必要な4×4画素から成る補間ブロックを生成し、画素補間部122に対して供給する。
The interpolation
画素補間部122は、補間ブロック生成部121から供給される補間ブロックと、フィルター係数算出部131から供給されるフィルター係数(後述する)とに基づいて画素補間処理を実行し、補間画素(台形歪み補正後映像の画素)の値(RGB色空間)を求めて、第1の色変換部123に供給する。
The
第1の色変換部123は、画素補間部122から供給された補間画素の値(台形歪み補正後映像データ)をRGB色空間から、輝度と色差で表すYUV(YCbCr)色空間に変換する第1の色変換を行う。ここで、Yは輝度、Uは色差(Cb)、Vは色差(Cr)を表す。第1の色変換は、例えば、以下の変換式(式4)に基づいて行われる。なお、第1の色変換に用いる変換式は下記(式4)に限定されず、プロジェクター100における映像データの値の範囲等に応じて種々の変換式を用いることができる。
The first
Y=0.299R+0.587G+0.114B
U=−0.169R−0.331G+0.500B+128 ・・・(式4)
V=0.500R−0.419G−0.081B+128
Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
U = −0.169R−0.331G + 0.500B + 128 (Formula 4)
V = 0.500R-0.419G-0.081B + 128
輝度補正部124は、レジスター部127から供給された輝度補正テーブル(図示しない)を用いて、YUV色空間に変換された補間画素(台形歪み補正後映像データ)に対して、局所変形率算出部130から供給された水平変形率、垂直変形率に基づいて輝度補正を行い、補正画素(輝度補正映像データ(YUV))を生成し、第2の色変換部125に供給する。
The
第2の色変換部125は、輝度補正部124から供給された補正画素(輝度補正後映像データ)をYUV色空間からRGB色空間に変換する第2の色変換を行い、FIFO部126を介して液晶パネル駆動部140(図4)に出力する。第2の色変換は、例えば、以下の変換式(式5)に基づいて行われる。なお、第1の色変換に用いる変換式は下記(式5)に限定されず、プロジェクター100における映像データの値の範囲等に応じて種々の変換式を用いることができる。
The second
R=1.000Y+1.402V+179.456
G=1.000Y−0.344U−0.714V+135.424 ・・・(式5)
B=1.000Y+1.772U−226.816
R = 1.000Y + 1.402V + 179.456
G = 1.000Y−0.344U−0.714V + 135.424 (Formula 5)
B = 1.000Y + 1.772U-226.816
A−4.輝度補正映像データ生成処理の流れ:
図6は、輝度補正映像データ生成処理の流れを模式的に示す工程図である。本実施例における台形歪み補正部120では、制御部128(図5)からフレームスタート信号が出力され、座標変換部129(図5)に入力されると、輝度補正映像データ生成処理が開始される。
A-4. Flow of luminance correction video data generation processing:
FIG. 6 is a process diagram schematically showing the flow of the brightness correction video data generation process. In the trapezoidal
座標変換部129(図5)はフレームスタート信号が入力されたか否かを判断する(ステップS102)。座標変換部129は、フレームスタート信号が入力されるまでは待機して(ステップS102においてNO)、フレームスタート信号が入力されると (ステップS102においてYES)、上記したように、台形歪み補正後映像の座標(補正後座標)を座標変換して補正前座標を求める(ステップS104)。
The coordinate conversion unit 129 (FIG. 5) determines whether or not a frame start signal has been input (step S102). The coordinate
座標変換部129が算出した補正前座標が局所変形率算出部130(図5)に供給されると、局所変形率算出部130は、当該補正前座標における台形歪み補正後映像の補正前映像に対する変形率を算出し、輝度補正部124に供給すると共に、補正前座標の整数部を補間ブロック生成部121に、小数部をフィルター係数算出部131に供給する(ステップS105)。
When the pre-correction coordinates calculated by the coordinate
局所変形率算出部130から補正前座標の整数部(整数座標)が補間ブロック生成部121(図5)に供給されると、補間ブロック生成部121は供給された整数座標に基づいて補間ブロックを生成し、画素補間部122に対して供給する(ステップS106)。一方、フィルター係数算出部131(図5)は、ステップS104で求められた補正前座標の小数部(小数座標)に基づいて、フィルター係数テーブルからフィルター係数を選択し、画素補間部122に対して供給する(ステップS108)。補間ブロック生成部121における補間ブロック生成処理と、フィルター係数算出部131におけるフィルター係数算出処理とは同時に行われ、両処理が終了すると、ステップS110の処理に進む。
When the integer part (integer coordinates) of the pre-correction coordinates is supplied from the local deformation
画素補間部122(図5)は、補間ブロック生成部121から補間ブロックが供給され、フィルター係数算出部131からフィルター係数が供給されると、供給された補間ブロックとフィルター係数とを用いて、畳み込み演算により画素補間処理を実行し、補間画素の画素値(R,G,B)を算出し、第1の色変換部123(図5)に供給する(ステップS110)。
When the interpolation block is supplied from the interpolation
第1の色変換部123は、供給された補間画素の画素値(R,G,B)を、YUV色空間の画素値に変換する色変換を行い、補間画素の画素値(Y,U,V)を輝度補正部124(図5)に供給する(ステップS112)。第1の色変換部123から補間画素の画素値(Y,U,V)が供給されると、輝度補正部124は、局所変形率算出部130から供給された変形率(水平変形率、垂直変形率)と、レジスター部127から供給された輝度補正テーブルとに基づいて輝度補正を行い、補正画素の画素値(Y,U,V)を第2の色変換部125(図5)に供給する(ステップS114)。第2の色変換部125は、供給された補正画素の画素値(Y,U,V)を、RGB色空間の画素値に変換する色変換を行い、補正画素の画素値(R,G,B)をFIFO部126(図5)に供給する(ステップS116)。
The first
以上のステップS102〜ステップS116を、補正後座標(X,Y)=(0,0)〜(フレーム幅−1,フレーム高さ−1)まで繰り返して行うことにより、輝度補正映像データが生成される。本実施例では、フレーム幅1920、フレーム高さ1200であるため、補正後座標(X,Y)=(0,0)〜(1919,1199)まで、ステップS102〜ステップS116を繰り返して行う。なお、フレーム幅、フレーム高さが本実施例と異なる場合には、ステップS102〜ステップS116を、補正後座標(X,Y)=(0,0)〜(フレーム幅−1,フレーム高さ−1)まで繰り返して行うことにより、輝度補正映像データが生成される。 By repeating the above steps S102 to S116 until the corrected coordinates (X, Y) = (0, 0) to (frame width −1, frame height −1), luminance corrected video data is generated. The In this embodiment, since the frame width is 1920 and the frame height is 1200, steps S102 to S116 are repeated until the corrected coordinates (X, Y) = (0, 0) to (1919, 1199). When the frame width and the frame height are different from those of the present embodiment, the steps S102 to S116 are performed after the corrected coordinates (X, Y) = (0, 0) to (frame width−1, frame height− By repeating the process up to 1), luminance corrected video data is generated.
なお、複数の映像が連続して入力される場合(例えば、動画が入力される場合)に、1映像ごとに、上記の処理を繰り返して、輝度補正を行なってもよいし、第1番目の映像について、上記の通り、各座標ごとに変形率を算出し、算出された変形率をレジスター部127に保存して、第2番目以降の映像について輝度補正をする際に、レジスター部127に保存された変形率を用いて、輝度補正を実施してもよい。前者の場合は、ハードウェアで処理するのに適している。後者の場合には、ソフトウェアで処理することにより、ハードウェアの構成を省略することができる。
In addition, when a plurality of videos are continuously input (for example, when a moving image is input), the above processing may be repeated for each video to perform luminance correction, or the first As described above, the deformation rate is calculated for each coordinate for the image, and the calculated deformation rate is stored in the
A−5.変形率の算出:
局所変形率算出部130(図5)は、台形歪み補正後映像の1座標ごとに、画素値を算出する対象座標と、その周辺8座標を、逆射影変換により補正前映像の座標に変換して、対象座標の変形量を求める。
A-5. Calculation of deformation rate:
The local deformation rate calculation unit 130 (FIG. 5) converts, for each coordinate of the image after trapezoidal distortion correction, target coordinates for calculating a pixel value and its surrounding 8 coordinates into coordinates of the image before correction by reverse projection transformation. Thus, the deformation amount of the target coordinates is obtained.
図7は、台形歪み補正前後の映像の座標の変化を示す説明図である。図7(a)は補正前映像IG0、(b)は台形歪み補正後映像IG1を示す。図7(b)に示す、台形歪み補正後映像IG1におけるある座標(a_x,a_y)と、その周囲8座標について、補正前映像IG0の座標に変換した結果である補正前座標を、図7(a)に示している。以下、変形量を求める対象座標を、「対象補正後座標」ともいう。 FIG. 7 is an explanatory diagram showing changes in the coordinates of an image before and after correcting trapezoidal distortion. FIG. 7A shows an image IG0 before correction, and FIG. 7B shows an image IG1 after trapezoidal distortion correction. As shown in FIG. 7B, the coordinates before correction, which are the results of converting the coordinates (a_x, a_y) in the post-trapezoidal distortion corrected image IG1 and the surrounding eight coordinates into the coordinates of the image IG0 before correction, are shown in FIG. It is shown in a). Hereinafter, the target coordinates for obtaining the deformation amount are also referred to as “target corrected coordinates”.
本実施例において、図7(b)に示すように、台形歪み補正後映像IG1の対象補正後座標は、(a_x,a_y)であり、その周辺画素座標は、対象補正後座標の周囲8画素の座標(a_x−1,a_y−1)、(a_x+0,a_y−1)、(a_x+1,a_y−1)、(a_x−1,a_y+0)、(a_x+1,a_y+0)、(a_x−1,a_y+1)、(a_x+0,a_y+1)、(a_x+1,a_y+1)である。補正前座標は、上記した射影変換の逆射影変換によって算出される。 In this embodiment, as shown in FIG. 7B, the coordinates after target correction of the image IG1 after trapezoidal distortion correction are (a_x, a_y), and the peripheral pixel coordinates are 8 pixels around the coordinates after target correction. Coordinates (a_x-1, a_y-1), (a_x + 0, a_y-1), (a_x + 1, a_y-1), (a_x-1, a_y + 0), (a_x + 1, a_y + 0), (a_x-1, a_y + 1), (A_x + 0, a_y + 1), (a_x + 1, a_y + 1). The pre-correction coordinates are calculated by the reverse projection transformation of the above-described projection transformation.
逆射影変換によって算出された補正前座標を、図7(a)に示すsrc(0,0)、src(1,0)、src(2,0)、src(0,1)、src(1,1)、src(2,1)、src(0,2)、src(1,2)、src(2,2)とする。すなわち、補正後座標(a_x−1,a_y−1)→補正前座標src(0,0)、補正後座標(a_x+0,a_y−1)→補正前座標src(1,0)、補正後座標(a_x+1,a_y−1)→補正前座標src(2,0)、補正後座標(a_x−1,a_y+0)→補正前座標src(0,1)、補正後座標(a_x,a_y)→補正前座標src(1,1)、補正後座標(a_x+1,a_y+0)→補正前座標src(2,1)、補正後座標(a_x−1,a_y+1)→補正前座標src(0,2)、補正後座標(a_x+0,a_y+1)→補正前座標src(1,2)、補正後座標(a_x+1,a_y+1)→補正前座標src(2,2)となる。 The coordinates before correction calculated by the inverse projective transformation are represented by src (0,0), src (1,0), src (2,0), src (0,1), src (1) shown in FIG. , 1), src (2, 1), src (0, 2), src (1, 2), src (2, 2). That is, the coordinates after correction (a_x−1, a_y−1) → the coordinates before correction src (0,0), the coordinates after correction (a_x + 0, a_y−1) → the coordinates before correction src (1,0), the coordinates after correction ( a_x + 1, a_y-1) → pre-correction coordinates src (2,0), post-correction coordinates (a_x−1, a_y + 0) → pre-correction coordinates src (0,1), post-correction coordinates (a_x, a_y) → pre-correction coordinates src (1, 1), corrected coordinates (a_x + 1, a_y + 0) → corrected coordinates src (2,1), corrected coordinates (a_x−1, a_y + 1) → corrected coordinates src (0,2), corrected coordinates (A_x + 0, a_y + 1) → pre-correction coordinates src (1,2), post-correction coordinates (a_x + 1, a_y + 1) → pre-correction coordinates src (2,2).
局所変形率算出部130は、図7(a)に示す、隣接する補正前座標の水平距離を、それぞれ算出して、最大値を求める。具体的には、src(0,0)とsrc(1,0)との水平距離、src(1,0)とsrc(2,0)との水平距離、・・・・、src(1,2)とsrc(2,2)との水平距離をそれぞれ算出し、その中の最大値を求め、その最大値を水平変形量とする。図7(b)に示すように、隣接する補正後座標の水平距離は、「1」であるため、局所変形率算出部130は、水平変形量の逆数を水平変形率とする。なお、本実施例において、変形率を、隣接する補正前座標の水平距離の最大値を用いて算出しているが、隣接する補正前座標の水平距離の平均値を用いてもよい。
The local deformation
同様に、隣接する補正前座標の垂直距離を、それぞれ算出して、最大値を求め、その最大値を垂直変形量とする。局所変形率算出部130は、垂直変形量の逆数を垂直変形率とする。
Similarly, the vertical distance between adjacent uncorrected coordinates is calculated to determine the maximum value, and the maximum value is used as the vertical deformation amount. The local deformation
例えば、図7(b)に示す台形歪み補正後映像IG1の右上の頂点付近の座標が、補正後座標(a_x,a_y)である場合、図7(a)に示すように、隣接する補正前座標の水平距離の最大値(水平変形量)=2であり、水平変形率=1/2となる。また、図7(a)に示すように、隣接する補正前座標の垂直距離の最大値(垂直変形量)=2.3であり、垂直変形率=1/(2.3)となる。 For example, when the coordinates in the vicinity of the upper right vertex of the image IG1 after trapezoidal distortion correction shown in FIG. 7B are the corrected coordinates (a_x, a_y), as shown in FIG. The maximum value of the horizontal distance of coordinates (horizontal deformation amount) = 2, and the horizontal deformation rate = 1/2. Further, as shown in FIG. 7A, the maximum value of the vertical distance between adjacent uncorrected coordinates (vertical deformation amount) = 2.3, and the vertical deformation ratio = 1 / (2.3).
A−6.輝度補正テーブル:
図8は、変形率と輝度補正曲線との関係の一例を示すグラフである。本実施例の輝度補正テーブルは、図8に示すような変形率と補正前後の輝度との関係を有する。図8では、変形率を変形率(水平変形率,垂直変形率)の形式で示している。例えば、変形率(1.0,1.0)は水平変形率=1.0,垂直変形率=1.0を意味する。本実施例では、図8に示すように、変形率が小さくなるほど、すなわち、縮小率が大きくなるほど、輝度補正による輝度の増加分大きくなるように輝度補正曲線を設定している。これは、縮小率が大きいほど光路長が長く、スクリーンSCに投写される映像が暗くなるため、縮小率の大きい画素の輝度を上げておくことにより、スクリーンSCに投写される映像の明るさを上げることができるからである。
A-6. Brightness correction table:
FIG. 8 is a graph showing an example of the relationship between the deformation rate and the luminance correction curve. The brightness correction table of the present embodiment has a relationship between the deformation rate and the brightness before and after correction as shown in FIG. In FIG. 8, the deformation rate is shown in the form of deformation rate (horizontal deformation rate, vertical deformation rate). For example, the deformation ratio (1.0, 1.0) means horizontal deformation ratio = 1.0 and vertical deformation ratio = 1.0. In this embodiment, as shown in FIG. 8, the luminance correction curve is set so that the amount of increase in luminance by luminance correction increases as the deformation rate decreases, that is, the reduction rate increases. This is because the larger the reduction ratio, the longer the optical path length and the darker the image projected on the screen SC. Therefore, the brightness of the image projected on the screen SC is increased by increasing the luminance of the pixels with a large reduction ratio. Because it can be raised.
本実施例では、水平変形率、垂直変形率共に1.0すなわち変形がない場合には、輝度は補正されない(図8)。これに対して、水平変形率、垂直変形率共に0.8の場合、0.5の場合、0.1の場合、すなわち縮小されている場合には、補正後輝度が補正前輝度よりも大きくなる(図8)。具体的には、補正前輝度値=192の増加分α(図8では、水平変形率、垂直変形率共に0.1の場合の増加分αを図示している)を、変形率が小さくなるに従って増加させている。本実施例では、補正前輝度=0,192,255が補正後それぞれ0,192+α,255になるように、3点を結ぶ曲線式が輝度補正曲線として設定されている。この3点を結ぶ曲線は、3次スプライン補間によって求めるのが好適であるが、ベジエ補間、ラグランジ補間等他の補間法により求めてもよい。本実施例では、αの値は後述する式(4)に基づいて求めている。なお、本実施例では、3点を用いて補正曲線を設定しているが、4以上の点を用いて設定してもよい。 In the present embodiment, the luminance is not corrected when both the horizontal deformation rate and the vertical deformation rate are 1.0, that is, when there is no deformation (FIG. 8). On the other hand, when both the horizontal deformation rate and the vertical deformation rate are 0.8, 0.5, 0.1, that is, when the image is reduced, the luminance after correction is larger than the luminance before correction. (FIG. 8). Specifically, an increase α of the luminance value before correction = 192 (in FIG. 8, the increase α when the horizontal deformation rate and the vertical deformation rate are both 0.1 is illustrated), the deformation rate becomes small. It is increasing according to. In this embodiment, a curve equation connecting the three points is set as the luminance correction curve so that the luminance before correction = 0, 192, 255 becomes 0, 192 + α, 255 after correction, respectively. The curve connecting these three points is preferably obtained by cubic spline interpolation, but may be obtained by other interpolation methods such as Bezier interpolation and Lagrangian interpolation. In this embodiment, the value of α is obtained based on equation (4) described later. In this embodiment, the correction curve is set using three points, but may be set using four or more points.
図9は、補正前輝度=192における輝度増加分αと変形率との関係を示すグラフである。輝度増加分αは、下記の式(6)によって表される。この式は実験的に求められる。式(6)は変形率を分母とする式であり、輝度増加分αは変形率が小さいほど大きくなる(図9)。なお、変形率が1.0以上の場合、すなわち拡大の場合には、変形率を1.0にする飽和処理を行う。すなわち、水平変形率,垂直変形率共に1.0以上の場合には、輝度増加分α=0となり、輝度は補正されない。図9に示す例では、補正係数G(Rx,Ry)=0.2(固定)としているが、変形率に応じて補正係数の値を変化させてもよい。 FIG. 9 is a graph showing the relationship between the luminance increase α and the deformation rate when luminance before correction = 192. The increase in luminance α is expressed by the following equation (6). This equation is obtained experimentally. Expression (6) is an expression having the deformation rate as a denominator, and the luminance increase amount α increases as the deformation rate decreases (FIG. 9). When the deformation rate is 1.0 or more, that is, when enlargement is performed, a saturation process is performed to set the deformation rate to 1.0. That is, when the horizontal deformation rate and the vertical deformation rate are both 1.0 or more, the luminance increase α = 0, and the luminance is not corrected. In the example shown in FIG. 9, the correction coefficient G (Rx, Ry) = 0.2 (fixed), but the value of the correction coefficient may be changed according to the deformation rate.
α:補正前輝度=192における輝度増加分
Rx:水平変形率
Ry:垂直変形率
R:Rx,Ryのいずれか
G(Rx,Ry):補正係数
α: Brightness increase before correction = 192 Rx: Horizontal deformation rate Ry: Vertical deformation rate R: Either Rx or Ry G (Rx, Ry): Correction coefficient
A−7.実施例の効果:
以上説明したように、本実施例におけるプロジェクター100によれば、台形歪み補正により台形歪みが補正された台形歪み補正後映像データに対して、変形率が小さいほど、すなわち縮小率が大きいほど輝度補正による輝度の増加分が大きくなるような輝度補正が施される。そのため、プロジェクター100とスクリーンSCとの位置関係によりスクリーンSCに投写される映像において暗くなる部分の明るさを上げることができるため、台形歪み補正処理後にスクリーンSCに投写される映像の明るさの低下を抑制することができる。台形歪み補正後映像の補正前映像に対する縮小率が大きい部分は、スクリーンSCに投写される場合の光路長が長い部分であり、光学的に明るさが低下するからである。
A-7. Effects of the embodiment:
As described above, according to the
特に、変形率が小さい箇所の映像の明るさの、歪み補正の前後における差が所定値より小さいように設定しておけば、映像全体の明るさを十分に確保することができる。もとより、歪み補正の大きさによらず、歪み補正の前後における明るさが等しくなるようにすれば、違和感のない明るい映像を投写することができる。 In particular, if the difference between the brightness of the image at a small deformation rate before and after distortion correction is set to be smaller than a predetermined value, the brightness of the entire image can be sufficiently secured. Of course, if the brightness before and after the distortion correction is made equal regardless of the magnitude of the distortion correction, a bright image with no sense of incongruity can be projected.
B.変形例
なお、本発明は上記した実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。
B. Modifications The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the scope of the invention.
(1)上記した実施例では、補正前輝度=192における輝度増加分αを式(6)を用いて求めているが、輝度増加分αの設定方法は上記実施例に限定されない。スクリーンSCに表示される映像の明るさの台形歪み補正の前後における差が所定の範囲になるように輝度増加分αを設定してもよい。さらに、その差が0になるように設定するのが好ましい。すなわち、プロジェクター100がスクリーンSCと正対するようにプロジェクターを配置した場合にスクリーンSCに表示される歪みのない映像(台形歪み補正を行わない)と、台形歪み補正を施した後にスクリーンSCに表示される歪みが補正された映像との明るさ変わらないように、輝度増加分αを設定してもよい。
(1) In the above-described embodiment, the luminance increase α at the pre-correction luminance = 192 is obtained using Expression (6), but the method of setting the luminance increase α is not limited to the above-described embodiment. The luminance increase α may be set so that the difference between the brightness of the video displayed on the screen SC before and after the trapezoidal distortion correction is within a predetermined range. Furthermore, it is preferable to set the difference to be zero. In other words, when the
(2)1フレームの画素数、キャッシュブロックの画素数、および補間ブロックの画素数(画素補間に用いる画素数)は、上記実施例に限定されない。 (2) The number of pixels in one frame, the number of pixels in the cache block, and the number of pixels in the interpolation block (the number of pixels used for pixel interpolation) are not limited to the above embodiment.
(3)上記した実施例において、プロジェクター100は、透過型の液晶パネル部192を用いて、照明光学系152からの光を変調しているが、透過型の液晶パネル部192に限定されず、例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD(登録商標):Digital Micro−Mirror Device)や、反射型の液晶パネル(LCOS(登録商標):Liquid Crystal on Silicon)等を用いて、照明光学系152からの光を変調する構成にしてもよい。また、小型CRT(陰極線管)上の映像を被投写面に投写するCRTプロジェクターでもよいし、有機ELを用いて映像光を生成する構成にしてもよい。
(3) In the above-described embodiment, the
(4)上記実施例においてハードウェアで実現されている機能の一部をソフトウェアで実現してもよく、あるいは、ソフトウェアで実現されている機能の一部をハードウェアで実現してもよい。 (4) In the above embodiment, a part of the function realized by hardware may be realized by software, or a part of the function realized by software may be realized by hardware.
(5)上記実施例において、台形歪み補正部120は、補正後座標の1座標ごとに、変形率を算出しているが、変形率の算出方法は、上記した実施例に限定されない。例えば、台形歪み補正後映像を複数の画素(座標)ごとにブロックに分け、そのブロックごとに変形率を導出し、ブロックに含まれる全ての画素(座標)に、ブロックに対応する変形率を適用するようにしてもよい。
(5) In the above embodiment, the trapezoidal
(6)上記した実施例において、補正後座標における変形率を導出する場合に、対象補正後座標の周囲の8座標を用いて、変形率を導出しているが、変形率の導出方法は、上記した実施例に限定されない。例えば、対象補正後座標の隣の1座標(x方向、y方向それぞれ、1座標ずつ)を用いて、変形率を導出してもよい。 (6) In the above-described embodiment, when the deformation rate in the corrected coordinates is derived, the deformation rate is derived using 8 coordinates around the target corrected coordinates. It is not limited to the above-described embodiment. For example, the deformation rate may be derived using one coordinate (one coordinate each in the x direction and the y direction) adjacent to the target corrected coordinate.
(7)上記実施例において、対象画素の周辺16画素を用いて、水平補間を行なった後に、垂直補間を行なうことにより、対象画素の画素値を求める例を示したが、水平方向(x方向)と垂直方向(y方向)の補間距離の影響を考慮した2次元の補間フィルターを用いて画素補間を行なう構成にしてもよい。 (7) In the above embodiment, the example in which the pixel value of the target pixel is obtained by performing horizontal interpolation after performing horizontal interpolation using 16 pixels around the target pixel is shown. ) And the interpolation distance in the vertical direction (y direction) may be used to perform pixel interpolation using a two-dimensional interpolation filter.
(8)上記した実施例におけるプロジェクターを、超短焦点プロジェクターとして構成してもよい。変形率が小さい(縮小率が大きい)ほど、輝度補正を行わない場合にスクリーンSCに表示される映像の明るさが低下すると考えられるため、好適である。 (8) The projector in the above-described embodiment may be configured as an ultra-short focus projector. The smaller the deformation rate (the larger the reduction rate), the better the brightness of the video displayed on the screen SC when brightness correction is not performed.
100…プロジェクター
102…高速バス
104…低速バス
110…映像入力部
112…IP変換部
114…解像度変換部
116…映像合成部
120…台形歪み補正部
121…補間ブロック生成部
122…画素補間部
123…第1の色変換部
124…輝度補正部
125…第2の色変換部
126…FIFO部
127…レジスター部
128…制御部
129…座標変換部
130…局所変形率算出部
131…フィルター係数算出部
140…液晶パネル駆動部
150…フレームバッファー
152…照明光学系
160…高速バス制御部
162…低速バス制御部
170…プロセッサー部
180…撮像部
182…センサー部
190…照明光学系
192…液晶パネル部
194…投写光学系
PIG0…映像
PIG1…映像
SC…スクリーン
IG0…補正前映像
IG1…台形歪み補正後映像
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記プロジェクターに入力される元映像データに対して、前記被投写面上に投写される映像の歪みを補正する歪み補正処理を施して歪み補正後映像データを生成する歪み補正後映像データ生成部と、
前記歪み補正後映像データが表す歪み補正後映像について、前記元映像データが表す元映像に対する前記歪み補正後映像の相対的な大きさに対応した変形率を導出する変形率導出部と、
前記変形率導出部にて導出された前記変形率に基づいて、前記歪み補正後映像データの輝度を補正して、輝度補正映像データを生成する輝度補正部であって、前記変形率が小さいほど前記輝度補正による輝度の増加が大きくなるように前記輝度補正を行う輝度補正部と、
前記輝度補正映像データに基づいて、前記映像を表す映像光を生成して出力する映像光出力部と、
を備えるプロジェクター。 A projector that projects and displays an image on a projection surface,
A distortion-corrected video data generation unit that generates distortion-corrected video data by performing distortion correction processing for correcting distortion of an image projected on the projection surface with respect to the original video data input to the projector; ,
A deformation rate deriving unit for deriving a deformation rate corresponding to a relative size of the image after distortion correction with respect to the original image represented by the original image data, with respect to the image after distortion correction represented by the image data after distortion correction;
A luminance correction unit that generates luminance-corrected video data by correcting the luminance of the video data after distortion correction based on the deformation rate derived by the deformation rate deriving unit, the smaller the deformation rate, the lower the deformation rate. A brightness correction unit that performs the brightness correction so that an increase in brightness due to the brightness correction is increased;
A video light output unit that generates and outputs video light representing the video based on the brightness correction video data;
A projector comprising:
前記輝度補正部は、前記輝度補正を行なった結果、前記被投写面に表示される映像において、前記変形率が小さい箇所の映像の明るさの、前記歪み補正の前後における差が所定値より小さい、プロジェクター。 The projector according to claim 1.
As a result of performing the brightness correction, the brightness correction unit has a difference in brightness of an image of a portion having a small deformation rate before and after the distortion correction is smaller than a predetermined value in an image displayed on the projection surface. ,projector.
前記輝度補正部は、前記被投写面上に表示される映像の明るさが前記歪み補正の前後において同じになるように、前記輝度補正を行う、プロジェクター。 The projector according to claim 2.
The brightness correction unit performs the brightness correction so that the brightness of an image displayed on the projection surface is the same before and after the distortion correction.
前記輝度補正部は、前記被投写面に表示される映像の明るさの前記投写面内における差が所定の範囲になるように、前記輝度補正を行う、プロジェクター。 The projector according to claim 2 or 3,
The brightness correction unit performs the brightness correction so that a difference in brightness of an image displayed on the projection surface is within a predetermined range.
前記変形率導出部は、前記補正後映像の1画素ごとに前記変形率を導出する、プロジェクター。 The projector according to any one of claims 1 to 4,
The deformation rate deriving unit derives the deformation rate for each pixel of the corrected image.
前記プロジェクターに入力される元映像データに対して、前記被投写面上に投写される映像の歪みを補正する歪み補正処理を施して歪み補正後映像データを生成し、
前記歪み補正後映像データが表す歪み補正後映像について、前記元映像データが表す元映像に対する前記歪み補正後映像の相対的な大きさに対応した変形率を導出し、
前記導出された前記変形率に基づいて、前記歪み補正後映像データの輝度を補正して、輝度補正映像データを生成し
、前記変形率が小さいほど前記輝度補正による輝度の増加が大きくなるように前記輝度補正を行い、
前記輝度補正映像データに基づいて、前記映像を表す映像光を生成して出力する
投写方法。 A method of projecting an image from a projector onto a projection surface,
A distortion correction process for correcting distortion of an image projected on the projection surface is performed on the original image data input to the projector to generate image data after distortion correction,
Deriving a deformation rate corresponding to the relative size of the distortion-corrected video with respect to the original video represented by the original video data for the distortion-corrected video represented by the distortion-corrected video data,
Based on the derived deformation rate, the brightness of the video data after distortion correction is corrected to generate brightness corrected video data, and the increase in brightness due to the brightness correction increases as the deformation rate decreases. Performing the brightness correction,
A projection method for generating and outputting image light representing the image based on the luminance-corrected image data.
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