JP2011217305A - 画像処理方法、画像処理装置及びマルチプロジェクションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】黒浮きを解消し、タイリング画像を表示する際の重畳領域の色付きを抑制することができる画像処理方法等を提供する。
【解決手段】投射面において重畳領域を設けて表示される第１の投射画像及び第２の投射画像の少なくとも一方を補正する画像処理方法は、前記第１の投射画像内の前記重畳領域外の測色位置における第１の測色値と、前記第２の投射画像内の前記重畳領域外の測色位置における第２の測色値とに基づいて、色目標値を算出する色目標値算出ステップと、前記第１の投射画像内の前記重畳領域の色が前記色目標値となるように前記第１の投射画像内の前記重畳領域の色を調整する色調整処理ステップとを含む。
【選択図】図６

Description

本発明は、画像処理方法、画像処理装置及びマルチプロジェクションシステム等に関する。

従来より、複数のプロジェクターから投射される画像を投射面であるスクリーン上で並べて表示することにより、１台のプロジェクターでは実現できない高解像度、高輝度な画像を生成することができるマルチプロジェクションシステムが知られている。このようにスクリーン上で複数の投射画像を並べて構成される画像は、タイリング画像と呼ばれる。このようなマルチプロジェクションシステムでは、重畳領域を設けて互いに隣接する投射画像を並べて配置することで、投射画像の境界領域を目立たなくすることが行われることが一般的である。

ところが、重畳領域を設けて投射画像をスクリーン上で並べた場合、この重畳領域が、それ以外の領域と比較して明るくなってしまう。そこで、画像処理による方法や光学的遮光による方法等で、この重畳領域の明るさをそれ以外の領域の明るさと同等程度にすることが行われる。

例えば特許文献１には、重畳領域を設けて複数の投射画像を並べて表示したときに、該重畳領域の明るさを目立たなくするように画像処理を行う画像処理装置が開示されている。この画像処理装置は、重畳領域の画素に対してランダムにデジタルマスク処理を行い、一部の画素の信号値を０としてスクリーンに表示させないようにしている。

図１５に、マルチプロジェクションシステムにおける重畳領域の説明図を示す。図１５は、重畳領域ＢＲを設けて投射画像ＩＭＧ１、ＩＭＧ２が並べて表示されたタイリング画像の一例を模式的に表す。また、図１５は、タイリング画像の水平方向の明るさの変化の一例を模式的に表す。

図１５に示すように、第１のプロジェクターは、スクリーンＳＣＲに画像を投射して投射画像ＩＭＧ１を表示する。また、第２のプロジェクターは、スクリーンＳＣＲに画像を投射して投射画像ＩＭＧ２を表示する。このとき、スクリーンＳＣＲにおける投射画像ＩＭＧ２は投射画像ＩＭＧ１の一部と重なり、重畳領域ＢＲが設けられるように表示される。この重畳領域ＢＲは投射画像ＩＭＧ１、ＩＭＧ２が重なる領域であるため、重畳領域ＢＲの明るさが、それ以外の領域と比較して明るくなる。特許文献１に開示された技術では、このような重畳領域ＢＲの明るさに対して、画像処理により信号値０を混在させて明るさを調整している。

また、例えば特許文献２には、ダイクロイックミラーやダイクロイックプリズム等を用いて構成される液晶プロジェクターにおいて、光学遮光板により遮光することで、重畳領域の明るさを目立たなくするマルチプロジェクションシステム等が開示されている。

図１６に、光学遮光板を用いたマルチプロジェクションシステムの説明図を示す。図１６は、タイリング画像を構成する投射画像ＩＭＧ１、ＩＭＧ２を模式的に表す。

第１のプロジェクターとスクリーンＳＣＲとの間に光学遮光板ＬＳ１が設置され、第１のプロジェクターの光路の一部が遮光される。その結果、投射画像ＩＭＧ１には、遮光領域ＳＲ１が設けられる。同様に、第２のプロジェクターとスクリーンＳＣＲとの間に光学遮光板ＬＳ２が設置され、第２のプロジェクターの光路の一部が遮光される。その結果、投射画像ＩＭＧ２には、遮光領域ＳＲ２が設けられる。投射画像ＩＭＧ１において、遮光領域ＳＲ１はそれ以外の領域より暗くなる。また、投射画像ＩＭＧ２において、遮光領域ＳＲ２はそれ以外の領域より暗くなる。

このように特許文献２に開示された技術によれば、投射画像ＩＭＧ１の遮光領域ＳＲ１と投射画像ＩＭＧ２の遮光領域ＳＲ２とを重ねて重畳領域ＢＲを構成するようにタイリング画像を表示することができる。これにより、重畳領域ＢＲにおける明るさを、それ以外の領域の明るさと同程度にすることができる。

特開２００６−１４１４６号公報 特開２００９−１４９５１号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、図１５に示すように、黒も明るくなってしまう。そのため、液晶プロジェクターによりマルチプロジェクションシステムを構成してタイリング画像を表示する場合、重畳領域内の黒が明るく見える黒浮きを解消することができないという問題がある。

一方、特許文献２に開示された技術は、光学遮光板を用いるため黒浮き等を考慮することなく、液晶プロジェクターにより構成されるマルチプロジェクションシステムに適用することができる。ところが、液晶プロジェクターからの投射光の一部を遮光した場合、例えば図１６における遮光領域ＳＲ１、ＳＲ２に赤や青等の不要な色味が現れることがある。

図１７に、投射画像ＩＭＧ２に現れる色味の説明図を示す。図１７は、投射画像ＩＭＧ２の水平方向における明るさの変化の一例を示す。

投射画像ＩＭＧ２として例えば白のべた画像を表示した場合、光学遮光板ＬＳ２によって遮光された結果、投射画像ＩＭＧ２の遮光領域ＳＲ２においてホワイトバランスが変化して、色味が現れる。図１７に示すように、遮光領域ＳＲ２における明るさの変化が、色成分毎に異なる。これは、ダイクロイックミラー、ダイクロイックプリズムや液晶パネル等の光学部品の調整誤差や、光学部品が有する光変調特性等の入射角依存性といった種々の要因に起因するものと考えられている。

そこで、特許文献２は、この遮光により現れる色味をＲＧＢ処理により取り除いている。しかしながら、特許文献２に開示された技術では、ＲＧＢ処理のため、明るさを変えることなく、重畳領域の色付きを抑制することは困難であるという問題がある。

本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものである。本発明の幾つかの態様によれば、黒浮きを解消し、タイリング画像を表示する際の重畳領域の色付きを抑制することができる画像処理方法、画像処理装置及びマルチプロジェクションシステム等を提供することができる。

（１）本発明の一態様は、投射面において重畳領域を設けて表示される第１の投射画像及び第２の投射画像の少なくとも一方を補正する画像処理方法が、前記第１の投射画像内の前記重畳領域外の測色位置における第１の測色値と、前記第２の投射画像内の前記重畳領域外の測色位置における第２の測色値とに基づいて、色目標値を算出する色目標値算出ステップと、前記第１の投射画像内の前記重畳領域の色が前記色目標値となるように前記第１の投射画像内の前記重畳領域の色を調整する色調整処理ステップとを含む。

（２）本発明の他の態様に係る画像処理方法は、前記色調整処理ステップでは、前記第２の投射画像内の前記重畳領域の色が前記色目標値となるように前記第２の投射画像内の前記重畳領域の色を調整する。

上記のいずれかの態様によれば、重畳領域を設けて並べて表示される第１の投射画像及び第２の投射画像を投射面に表示した状態で、重畳領域の色付きをプロジェクター単体の色むらと同等レベルに補正し、黒浮きを解消することも可能となる。しかも、少ない測色位置で上記のように色付きを抑制できるため、第１の投射画像を投射するプロジェクターと第２の投射画像を投射するプロジェクターとを含んで構成されるマルチプロジェクションシステムの調整を簡素化でき、運用上の効果が大きい。

（３）本発明の他の態様に係る画像処理方法は、前記色調整処理ステップでは、色差を調整することにより、前記重畳領域の色を調整する。

本態様によれば、色差を調整することにより重畳領域の色を調整するようにしたので、簡素な方法で、黒浮きを解消し、タイリング画像を表示する際の重畳領域の色付きを抑制することができる画像処理方法を実現できる。

（４）本発明の他の態様に係る画像処理方法は、前記色目標値算出ステップでは、前記第１の測色値に対応した色差と前記第２の測色値に対応した色差との間の色差となるように、前記色目標値を算出する。

本態様においては、第１の測色値に対応した色差と第２の測色値に対応した色差との間の色差となるように色目標値を算出し、該色目標値に基づいて各投射画像の重畳領域内の色を調整するようにしている。これにより、重畳領域の色付きを、簡素な処理でプロジェクター単体の色むら程度に抑えることができる。

（５）本発明の他の態様に係る画像処理方法では、前記色目標値は、前記第１の測色値に対応した色差と前記第２の測色値に対応した色差との平均値である。

本態様によれば、色目標値の算出を簡素化でき、重畳領域の色付きを抑制する処理を簡素化できる。

（６）本発明の他の態様に係る画像処理方法は、前記色目標値算出ステップでは、前記重畳領域内に設けられた複数の測色位置を構成する測色位置毎に、前記色目標値を算出し、前記色調整処理ステップは、前記色目標値算出ステップにおいて算出された前記色目標値に基づいて、前記第１の投射画像及び前記第２の投射画像の前記重畳領域内の色を調整する。

本態様によれば、並べて表示される各投射画像の重畳領域の色付きを、より正確に抑制できるようになる。

（７）本発明の他の態様に係る画像処理方法は、前記色目標値算出ステップでは、他の投射画像との間で設けられる重畳領域毎に前記色目標値を算出し、前記色調整処理ステップは、前記色目標値算出ステップにおいて算出された前記色目標値に基づいて、各投射画像の重畳領域内の色を調整する。

本態様においては、重畳領域毎に色目標値を算出し、該色目標値に基づいて重畳領域毎に上記のように色を調整するようにしている。これにより、複数の投射画像が並べて表示した状態で、重畳領域の色付きをプロジェクター単体の色むらと同等レベルに補正することができるようになる。

（８）本発明の他の態様は、投射面において重畳領域を設けて表示される第１の投射画像及び第２の投射画像の少なくとも一方を補正する画像処理装置が、前記第１の投射画像内の前記重畳領域外の測色位置における第１の測色値と、前記第２の投射画像内の前記重畳領域外の測色位置における第２の測色値とに基づいて、色目標値を算出する色目標値算出部と、前記第１の投射画像内の前記重畳領域の色が前記色目標値となるように前記第１の投射画像内の前記重畳領域の色を調整する色調整処理部とを含む。

（９）本発明の他の態様に係る画像処理装置では、前記色調整処理部は、前記第２の投射画像内の前記重畳領域の色が前記色目標値となるように前記第２の投射画像内の前記重畳領域の色を調整する。

上記のいずれかの態様によれば、重畳領域を設けて並べて表示される第１の投射画像及び第２の投射画像を投射面に表示した状態で、重畳領域の色付きをプロジェクター単体の色むらと同等レベルに補正し、黒浮きを解消することも可能となる。しかも、少ない測色位置で上記のように色付きを抑制できるため、第１の投射画像を投射するプロジェクターと第２の投射画像を投射するプロジェクターとを含んで構成されるマルチプロジェクションシステムの調整を簡素化でき、運用上の効果が大きい。

（１０）本発明の他の態様は、マルチプロジェクションシステムが、前記第１の投射画像を前記投射面に投射する第１のプロジェクターと、前記第１のプロジェクターの投射光のうち、前記重畳領域に対応する前記投射光の一部を遮光して前記第１の投射画像内に遮光領域を形成する第１の光学遮光板と、前記第２の投射画像を前記投射面に投射する第２のプロジェクターと、前記第２のプロジェクターの投射光のうち、前記重畳領域に対応する前記投射光の一部を遮光して前記第２の投射画像内に遮光領域を形成する第２の光学遮光板と、前記第１の投射画像内の前記重畳領域外の測色位置と、記第２の投射画像内の前記重畳領域外の測色位置とを測色する測色器と、上記記載の画像処理装置とを含む。

本態様によれば、黒浮きを解消し、タイリング画像を表示する際の重畳領域の色付きを抑制することができるマルチプロジェクションシステムを提供できるようになる。しかも、複数の投射画像を表示した状態で、且つ、少ない測色位置で上記のように色付きを抑制できるため、マルチプロジェクションシステムの調整を簡素化でき、運用上の効果が大きい。

実施形態１におけるマルチプロジェクションシステムの構成例のブロック図。 第１のプロジェクターの構成の概要を示す図。 図３（Ａ）、図３（Ｂ）は画像処理装置の処理の説明図。 図１の画像処理装置の構成例のブロック図。 色調整処理部によって行われる色調整処理の説明図。 図４の画像処理装置の動作例のフロー図。 投射画像の遮光領域における色差成分Ｃｂによる色調整処理の説明図。 投射画像の遮光領域における色差成分Ｃｒによる色調整処理の説明図。 重畳領域における色調整前と色調整後の色差の説明図。 実施形態２におけるタイリング画像の測色位置の一例の説明図。 実施形態２における投射画像の遮光領域における色差成分による色調整処理の説明図。 実施形態３におけるマルチプロジェクションシステムの構成例のブロック図。 図１２の投射画像を模式的に示す図。 図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は色調整前と色調整後のタイリング画像の一例を模式的に示す図。 マルチプロジェクションシステムにおける重畳領域の説明図。 光学遮光板を用いたマルチプロジェクションシステムの説明図。 投射画像に現れる色味の説明図。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成のすべてが本発明の課題を解決するために必須の構成要件であるとは限らない。

〔実施形態１〕
図１に、本発明に係る実施形態１におけるマルチプロジェクションシステムの構成例のブロック図を示す。

マルチプロジェクションシステム１０は、第１のプロジェクター１００、第２のプロジェクター２００、測色器３００、画像処理装置４００、画像信号供給装置５００を含む。第１のプロジェクター１００及び第２のプロジェクター２００は、重畳領域を設けて投射画像ＩＭＧ１、ＩＭＧ２をスクリーンＳＣＲに表示する。

第１のプロジェクター１００は、投射面であるスクリーンＳＣＲに画像を投射して投射画像ＩＭＧ１を表示する。第１のプロジェクター１００とスクリーンＳＣＲとの間には、光学遮光板ＬＳ１が設置され、第１のプロジェクター１００の光路の一部が遮光される。その結果、投射画像ＩＭＧ１には、遮光領域ＳＲ１が形成される。

第２のプロジェクター２００は、スクリーンＳＣＲに画像を投射して投射画像ＩＭＧ２を表示する。第２のプロジェクター２００とスクリーンＳＣＲとの間には、光学遮光板ＬＳ２が設置され、第２のプロジェクター２００の光路の一部が遮光される。その結果、投射画像ＩＭＧ２には、遮光領域ＳＲ２が形成される。

スクリーンＳＣＲにおける投射画像ＩＭＧ２は、投射画像ＩＭＧ１の一部と重なり、重畳領域ＢＲが設けられるように表示される。このとき、投射画像ＩＭＧ１の遮光領域ＳＲ１と投射画像ＩＭＧ２の遮光領域ＳＲ２とを重ねて重畳領域ＢＲを形成するように、投射画像ＩＭＧ１、ＩＭＧ２がスクリーンＳＣＲにおいて並べて表示される。なお、図１では、光学遮光板ＬＳ１、ＬＳ２が独立して設けられているが、光学遮光板ＬＳ１、ＬＳ２が一体に形成されていてもよい。

図２に、第１のプロジェクター１００の構成の概要を示す。図２は、第１のプロジェクター１００の構成の概要を表すが、第２のプロジェクター２００の構成も図２と同様である。

第１のプロジェクター１００及び第２のプロジェクター２００は、いわゆる３板式の液晶プロジェクターであり、光変調装置として色成分毎に液晶パネルが設けられている。図２に示す第１のプロジェクター１００は、画像投射部を有する。この画像投射部は、光源装置１１０と、画像形成ユニット１２０と、投射光学系１４０とを含む。

光源装置１１０は、光源１１２と、一対のレンズアレイ１１４と、重畳レンズ１１６とを含んで構成される。画像形成ユニット１２０は、ダイクロイックミラー１２２、１２４、反射ミラー１２６、１２８、１３０、リレーレンズ１３２、１３４、光変調装置としての液晶パネル１３６Ｒ、１３６Ｇ、１３６Ｂ、クロスダイクロイックプリズム１３８を含む。

液晶パネル１３６Ｒ、１３６Ｇ、１３６Ｂのそれぞれは、電気光学物質である液晶を一対の透明なガラス基板に密閉封入した透過型の液晶パネルであり、例えばポリシリコン薄膜トランジスターをスイッチング素子として、入射された光を変調する。

ダイクロイックミラー１２２は、光源装置１１０からの光を、赤色光（Ｒ）とそれ以外の色成分の光（緑色光（Ｇ）及び青色光（Ｂ））とに分離する。ダイクロイックミラー１２２によって分離された赤色光は、反射ミラー１２６によって液晶パネル１３６Ｒの入射面に導かれる。ダイクロイックミラー１２２によって分離された緑色光及び青色光は、ダイクロイックミラー１２４によって緑色光と青色光とに分離される。ダイクロイックミラー１２４によって分離された緑色光は、液晶パネル１３６Ｇの入射面に入射される。ダイクロイックミラー１２４によって分離された青色光は、リレーレンズ１３２、１３４を介して、反射ミラー１２８、１３０によって液晶パネル１３６Ｂの入射面に導かれる。

液晶パネル１３６Ｒは、赤色光を変調する。液晶パネル１３６Ｇは、緑色光を変調する。液晶パネル１３６Ｂは、青色光を変調する。これらの液晶パネル１３６Ｒ、１３６Ｇ、１３６Ｂによって変調される各色光は、クロスダイクロイックプリズム１３８によって合成される。

投射光学系１４０は、クロスダイクロイックプリズム１３８によって合成された光により形成される画像を拡大してスクリーンＳＣＲ上で結像する。

このような第１のプロジェクター１００において、投射光学系１４０から投射される投射光の一部を遮光した場合、投射画像ＩＭＧ１の表示領域端に色味が現れることがある。これは、図２に示す光学部品の調整誤差や、これらの光学部品が有する光変調特性等の入射角依存性といった種々の要因に起因するものと考えられている。図２の光学部品としては、ダイクロイックミラー１２２、１２４、クロスダイクロイックプリズム１３８や液晶パネル１３６Ｒ、１３６Ｇ、１３６Ｂ等がある。そこで、実施形態１では、画像処理装置４００が、投射画像ＩＭＧ１、ＩＭＧ２を表示した状態で、重畳領域ＢＲ内外の測色位置における画素の測色値を用いる。そして、重畳領域ＢＲの明るさを変えることなく重畳領域のＢＲの色差成分（Ｙ成分、Ｃｂ成分及びＣｒ成分のうちＣｂ成分及びＣｒ成分）を調整し、重畳領域の色付きを補正する。

図１において、投射画像ＩＭＧ１、ＩＭＧ２をスクリーンＳＣＲに投射した状態で、測色器３００は、重畳領域ＢＲ内の１つの測色位置、投射画像ＩＭＧ１内で重畳領域ＢＲ外の１つの測色位置、投射画像ＩＭＧ２内で重畳領域ＢＲ外の１つの測色位置を測色する。この測色器３００によって測色された測色値は、画像処理装置４００に送られる。

画像処理装置４００は、画像信号供給装置５００から入力される画像信号（入力画像信号）に対して、所与の画像処理を行い、画像処理後の画像信号を第１のプロジェクター１００及び第２のプロジェクター２００に同期をとりながら出力する。より具体的には、画像処理装置４００は、スクリーンＳＣＲに表示された投射画像ＩＭＧ１、ＩＭＧ２に設けられた測色位置における測色値を測色器３００から受け取り、該測色値を用いて重畳領域の画素に対して色差による色調整を行う。

図３（Ａ）、図３（Ｂ）に、画像処理装置４００の処理の説明図を示す。図３（Ａ）は、投射画像ＩＭＧ１、ＩＭＧ２の一例を表す。図３（Ｂ）は、重畳領域を設けて投射画像ＩＭＧ１、ＩＭＧ２を水平方向に並べて表示したタイリング画像を模式的に表す。なお、図３（Ａ）、図３（Ｂ）では、図面による色味の表現に限界があり、色味をグラデーションで表現している。

図３（Ａ）に示すように、投射画像ＩＭＧ１には、光学遮光板ＬＳ１により遮光領域ＳＲ１が形成される。同様に、投射画像ＩＭＧ２には、光学遮光板ＬＳ２により遮光領域ＳＲ２が形成される。遮光領域ＳＲ１、ＳＲ２が重畳領域ＢＲを形成するように、図３（Ｂ）に示すように投射画像ＩＭＧ１、ＩＭＧ２を水平方向に並べて表示してタイリング画像を生成する。ここで、投射画像ＩＭＧ１内の位置Ａ１、Ａ２では、第１のプロジェクター１００による色むらがある。また、投射画像ＩＭＧ２内の位置Ｂ１、Ｂ２では、第２のプロジェクター２００による色むらがある。そこで、重畳領域ＢＲ内の位置Ｃの色差（例えばＣｂ成分及びＣｒ成分。以下同様）を、位置Ａ２の色差及び位置Ｂ２の色差の中間の色差となるように補正することで、位置Ａ２、Ｃ、Ｂ２の色むらをプロジェクター単体の面内色むらと同等レベルにすることができる。そのため、測色器３００により、投射画像ＩＭＧ１の測色位置Ａ２、重畳領域の測色位置Ｃ、投射画像ＩＭＧ２の測色位置Ｂ２を測色し、得られた測色値に基づいて、画像処理装置４００が、重畳領域の画素に対して上記のように色差成分を補正する。

図１において、画像信号供給装置５００は、投射面であるスクリーンＳＣＲに投射される画像に対応した画像信号を生成し、該画像信号を画像処理装置４００に供給する。このような画像信号供給装置５００の機能は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）装置やパーソナルコンピュータ（Personal Computer：ＰＣ）等によって実現される。

なお、図１の画像処理装置４００は、第１のプロジェクター１００及び第２のプロジェクター２００の外部に設けられているが、第１のプロジェクター１００及び第２のプロジェクター２００の一方に内蔵されていてもよい。また、図１の画像信号供給装置５００は、画像処理装置４００に内蔵されていてもよい。第１のプロジェクター１００及び第２のプロジェクター２００の一方は、画像信号供給装置５００の機能を有する画像処理装置４００を内蔵してもよい。

以下、図１の画像処理装置４００の詳細について説明する。

図４に、図１の画像処理装置４００の構成例のブロック図を示す。

画像処理装置４００は、画像分割部４１０、色調整処理部４２０、色差目標値算出部（色目標値算出部）４３０、画像表示制御部４４０を含む。

画像分割部４１０は、マルチプロジェクションシステム１０を構成するプロジェクターの台数や表示する画像の解像度に応じて、画像信号供給装置５００からの入力画像信号により表される画像を分割する。そして、画像分割部４１０は、分割した画像を投射する各プロジェクターに対応した画像信号を生成する処理を行う。画像分割部４１０によって分割された画像信号は、色調整処理部４２０に入力される。

色調整処理部４２０は、プロジェクター毎に、対応する画像信号に対して重畳領域における画素の色差を補正することで、重畳領域内の色を調整する処理を行う。より具体的には、色調整処理部４２０は、重畳領域の色差が、色差目標値算出部４３０によって算出された色差目標値（広義には色目標値）と一致するように重畳領域の画素の色差を補正する。

色差目標値算出部４３０は、測色器３００からの測色値を取得する測色値取得部として機能すると共に、測色器３００からの測色値に基づいて、色差目標値を算出する。この色差目標値は、投射画像ＩＭＧ１の重畳領域外の測色位置Ａ２、投射画像ＩＭＧ２の重畳領域外の測色位置Ｂ２の測色値に基づいて算出される。測色位置Ａ２は、投射画像ＩＭＧ１の遮光領域ＳＲ１と非遮光領域との境界近傍であることが望ましい。測色位置Ｂ２は、投射画像ＩＭＧ２の遮光領域ＳＲ２と非遮光領域との境界近傍であることが望ましい。

画像表示制御部４４０は、上記のようにプロジェクター毎に重畳領域の色調整が行われた画像信号を、第１のプロジェクター１００及び第２のプロジェクター２００のそれぞれに、同期をとりながら出力する。

図５に、色調整処理部４２０によって行われる色調整処理の説明図を示す。図５は、投射画像ＩＭＧ１、ＩＭＧ２によるタイリング画像と、タイリング画像の水平方向の位置に対応した色調整後の色差の変化の一例を表す。以下では、画素値を、輝度信号Ｙと、２つの色差信号Ｃｂ、Ｃｒで表されるＹＣｂＣｒ色空間において定義する。

測色器３００により測色された図５の測色位置Ａ２における色差成分をＣｂ_Ａ、Ｃｒ_Ａ、測色位置Ｂ２における色差成分をＣｂ_Ｂ、Ｃｒ_Ｂとすると、測色位置Ｃにおける色差成分が色差目標値Ｃｂ_ｔ、Ｃｒ_ｔとなるように、重畳領域内の色差を補正する。色調整処理部４２０は、重畳領域内の色差が、測色位置Ａ２における色差と測色位置Ｂ２における色差との間を線形補間して連続的に変化するように補正する。

図６に、図４の画像処理装置４００の動作例のフロー図を示す。

画像処理装置４００は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）や専用のハードウェアによって構成され、図４の各部に対応したハードウェアが図６の各ステップに対応した処理を実行することができる。或いは、画像処理装置４００が、中央演算処理装置（Central Processing Unit：以下、ＣＰＵ）、読み出し専用メモリー（Read Only Memory：以下、ＲＯＭ）又はランダムアクセスメモリー（Random Access Memory：以下、ＲＡＭ）によって構成されてもよい。この場合、ＲＯＭ又はＲＡＭに格納されたプログラムを読み込んだＣＰＵが、該プログラムに対応した処理を実行することで図６の各ステップに対応した処理を実行することができる。

画像処理装置４００は、画像信号供給装置５００からの画像信号を受け取ると、画像分割部４１０において該画像信号により表される画像をプロジェクター毎の画像に分割し、分割した画像に対応した画像信号を生成する（ステップＳ１０）。そして、画像表示制御部４４０が、各プロジェクターに対応した画像信号により、重畳領域を形成するように投射画像ＩＭＧ１、ＩＭＧ２をタイリング表示させる（ステップＳ１２）。

次に、画像処理装置４００は、図５の測色位置Ａ２における測色値、測色位置Ｂ２における測色値、測色位置Ｃにおける測色値を、測色器３００から取得する（ステップＳ１４）。なお、測色位置Ｃは、重畳領域における測色位置Ａ２と測色位置Ｂ２との中間位置である。

続いて、画像処理装置４００は、色差目標値算出部４３０において、色差目標値を算出する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６では、図５の測色位置Ａ２、Ｂ２における測色値に対応する色差を取得し、重畳領域において測色位置Ａ２から測色位置Ｂ２まで滑らかに色差が変化するように色差目標値が算出される。このとき、重畳領域内で測色位置Ａ２、Ｂ２の中間位置である位置Ｃにおける色差目標値Ｃｂ_ｔ、Ｃｒ_ｔが、次のように測色位置Ａ２、Ｂ２の色差の平均色差となるように算出される。

式（１）において、測色位置Ａ２における色差成分をＣｂ_Ａ、Ｃｒ_Ａ、測色位置Ｂ２における色差成分をＣｂ_Ｂ、Ｃｒ_Ｂとする。こうして、ステップＳ１６において算出された色差目標値Ｃｂ_ｔ、Ｃｒ_ｔは、色調整処理部４２０に送られる。

続いて、画像処理装置４００は、色調整処理部４２０において、ステップＳ１６で算出された色差目標値に基づいて、重畳領域内の各画素の色を調整する処理を行い（ステップＳ１８）、一連の処理を終了する（エンド）。色調整処理部４２０は、各プロジェクターによる投射画像内に形成される遮光領域毎に、上記の色の調整処理を行う。

ここで、ステップＳ１８について、第２のプロジェクター２００による投射画像ＩＭＧ２の遮光領域の色差成分Ｃｂによる補正を例に説明する。

図７に、投射画像ＩＭＧ２の遮光領域ＳＲ２における色差成分Ｃｂによる色調整処理の説明図を示す。図７は、縦軸に色差成分Ｃｂ、横軸に投射画像ＩＭＧ２の遮光領域ＳＲ２内の水平方向の画素位置ｘをとり、遮光領域ＳＲ２内の目標式、補正前の推測値、色差目標値を表す。画素位置ｘは、表示領域端における画素位置を０、遮光終端における画素位置を１、遮光領域内の中央部である測色位置Ｃの画素位置を０．５とする。なお、図７では、測色位置Ａ２、Ｂ２、Ｃにおける色差成分をそれぞれＣｂ_Ａ、Ｃｂ_Ｂ、Ｃｂ_Ｃとすると、Ｃｂ_Ａ≦Ｃｂ_Ｂ≦Ｃｂ_Ｃの例を表す。

ここで、色調整処理後の投射画像ＩＭＧ１、ＩＭＧ２の重畳領域では、図７のＴ０のように色差を変化させる。そのため、各プロジェクターにおいては、図７のＴ０の半分の値が色差目標値となる。従って、第２のプロジェクター２００については、測色位置Ｃにおける色差目標値はＣｂ_ｔ／２＝Ｃｂ_ｔ／２となる。遮光領域内の画素位置について、色差成分Ｃｂ、Ｃｒが線形な関係を有するものとすると、第２のプロジェクター２００の目標式は、次のようなｆ１_Ｃｂとして近似することができる。

一方、測色位置Ｃにおける測色値に対応した色差成分Ｃｂ_Ｃにより、遮光領域ＳＲ２内の色差成分Ｃｂの色付きは、次のようなｆ２_Ｃｂとして近似することができる。

そこで、色調整処理部４２０は、遮光領域ＳＲ２内の各画素の色差がｆ１_Ｃｂで表される色差目標値となるように、ｆ２_Ｃｂで表される色付きを除去するために、次の色差補正式ｇに従って、色差の補正を行う。

即ち、色調整処理部４２０は、第２のプロジェクター２００に出力する画像信号に対して、式（４）に従って遮光領域ＳＲ２内の色差による補正後の画像信号を出力する。なお、ここでは、色差成分Ｃｂについて示すが、色差成分Ｃｒについても同様に補正する。

また、色調整処理部４２０は、第１のプロジェクター１００に出力する画像信号に対しても、同様に遮光領域ＳＲ１内の色差による補正後の画像信号を出力する。

図８に、投射画像ＩＭＧ１の遮光領域ＳＲ１における色差成分Ｃｂによる色調整処理の説明図を示す。図８は、縦軸に色差成分Ｃｂ、横軸に投射画像ＩＭＧ１の遮光領域ＳＲ１内の水平方向の画素位置ｘをとり、遮光領域ＳＲ１内の目標式、補正前の推測値、色差目標値を表す。画素位置ｘは、表示領域端における画素位置を０、遮光終端における画素位置を１、遮光領域内の中央部である測色位置Ｃの画素位置を０．５とする。

ここで、色調整処理後の投射画像ＩＭＧ１、ＩＭＧ２の重畳領域では、図８のＴ０のように色差を変化させ、各プロジェクターにおいては、図８のＴ０の半分の値が色差目標値となる。そのため、第１のプロジェクター１００についても、第２のプロジェクター２００と同様に、目標式ｈ１_Ｃｂ（式（５））、遮光領域ＳＲ１内の色差成分Ｃｂの色付きｈ２_Ｃｂ（式（６））として近似することができる。従って、色調整処理部４２０は、色差補正式ｊ＝ｈ１_Ｃｂ−ｈ２_Ｃｂに従って、色差の補正を行う。なお、色差成分Ｃｒについても同様に補正する。

図９に、重畳領域における色調整前と色調整後の色差の説明図を示す。

上記のように色調整処理部４２０が、プロジェクター毎に色差による補正を行った結果、補正後の投射画像ＩＭＧ１、ＩＭＧ２を重畳させたとき、重畳領域における色差は、色差目標値となるように補正される。

以上説明したように、実施形態１によれば、重畳領域を設けてタイリング表示される投射画像ＩＭＧ１、ＩＭＧ２を表示した状態で、重畳領域の色付きをプロジェクター単体の色むらと同等レベルに補正することができる。しかも、少ない測色位置で上記のように色付きを抑制できるため、マルチプロジェクションシステムの調整を簡素化でき、運用上の効果が大きい。

〔実施形態２〕
実施形態１では、重畳領域内に測色位置を１つ設ける例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１０に、実施形態２におけるタイリング画像の測色位置の一例の説明図を示す。図１０では、重畳領域ＢＲに３つの測色位置を設ける例を表す。
図１１に、実施形態２における投射画像ＩＭＧ２の遮光領域ＳＲ２における色差成分Ｃｂによる色調整処理の説明図を示す。図１１において、図７と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

図１０に示すように、例えば、重畳領域ＢＲを構成する遮光領域内の水平方向の各画素の位置を測色位置とすると共に、垂直方向に複数の測色位置を設けてもよい。この場合、各水平方向について、図１１に示すような重畳領域の色差目標値Ｔ２に対して、目標式ｋ１_Ｃｂと、遮光領域ＳＲ２内の色差成分Ｃｂの色付きｋ２_Ｃｂを求めることができる。従って、色差補正式ｍ＝ｋ１_Ｃｂ−ｋ２_Ｃｂに従って、色差の補正を行えばよい。なお、色差成分Ｃｒについても同様に補正する。

なお、図１０に示すような測色位置に対して測色を行う測色器としては、スクリーンＳＣＲをラインスキャンするラインスキャナーやデジタルカメラ等を採用することができる。

以上説明したように、実施形態２によれば、タイリング画像の重畳領域の色付きを、より正確に抑制できるようになる。

〔実施形態３〕
実施形態１又は実施形態２では、２台のプロジェクターでタイリング画像を表示する例を説明したが、３台以上のプロジェクターでタイリング画像を表示する場合にも適用できる。この場合、各プロジェクターに対して、遮光領域毎に、上記のように色差を補正すればよい。

図１２に、本発明に係る実施形態３におけるマルチプロジェクションシステムの構成例のブロック図を示す。図１２において図１と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
図１３に、図１２の投射画像ＩＭＧ１、ＩＭＧ２、ＩＭＧ３を模式的に示す。図１３において、図１２と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。

実施形態３におけるマルチプロジェクションシステム１０ａは、第１のプロジェクター１００、第２のプロジェクター２００、第３のプロジェクター６００を含む。更に、マルチプロジェクションシステム１０ａは、光学遮光板ＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３、ＬＳ４、測色器３００、画像処理装置４００ａ、画像信号供給装置５００を含む。マルチプロジェクションシステム１０ａが図１に示すマルチプロジェクションシステム１０と異なる主な点は、第３のプロジェクター６００がスクリーンＳＣＲに画像を投射して投射画像ＩＭＧ２と重畳領域ＢＲａを設けて投射画像ＩＭＧ３を表示する点である。

より具体的には、投射画像ＩＭＧ１、ＩＭＧ２、ＩＭＧ３が、スクリーンＳＣＲの水平方向に順番に並んで表示される。このため、第２のプロジェクター２００からの投射光の一部が光学遮光板ＬＳ３により遮光されて、投射画像ＩＭＧ２には、遮光領域ＳＲ２の他に遮光領域ＳＲ３が設けられる。遮光領域ＳＲ２、ＳＲ３は、投射画像ＩＭＧ２の水平方向に対向して設けられる。また、第３のプロジェクター６００からの投射光の一部が光学遮光板ＬＳ４により遮光されて、投射画像ＩＭＧ３には、遮光領域ＳＲ４が設けられる。そして、遮光領域ＳＲ３、ＳＲ４が重畳領域ＢＲａを構成するように、投射画像ＩＭＧ２、ＩＭＧ３が並んで表示される。

測色器３００は、重畳領域ＢＲ、ＢＲａ内外の測色位置を測色し、各測色位置における画素の測色値を画像処理装置４００ａに送る。画像処理装置４００ａは、重畳領域を構成する各投射画像の遮光領域毎に上記のような色調整を行い、第１のプロジェクター１００、第２のプロジェクター２００及び第３のプロジェクター６００のそれぞれに色調整後の画像信号を互いに同期をとりながら出力する。なお、画像処理装置４００ａの構成は、図３に示す画像処理装置の構成と同様であるため、図示及び詳細な説明を省略する。

図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）に、色調整前と色調整後のタイリング画像の一例を模式的に示す。図１４（Ａ）は、色調整前のタイリング画像の一例を表す。図１４（Ｂ）は、色調整後のタイリング画像の一例を表す。

図１４（Ａ）に示すように、投射画像ＩＭＧ１の測色位置Ａ２と、重畳領域（遮光領域）ＢＲ内の測色位置Ｃ１の測色値と、投射画像ＩＭＧ２の測色位置Ｂ２の測色値に基づいて、上記のように重畳領域ＢＲの色差が補正される。また、投射画像ＩＭＧ２の測色位置Ａ１と、重畳領域（遮光領域）ＢＲａ内の測色位置Ｃ２の測色値と、投射画像ＩＭＧ３の測色位置Ｄ２の測色値に基づいて、上記のように重畳領域ＢＲａの色差が補正される。その結果、図１４（Ｂ）に示すように、重畳領域ＢＲ、ＢＲａのそれぞれの色付きが、各プロジェクター単体の色むら程度に抑えることができるようになる。

以上、本発明に係る画像処理方法、画像処理装置及びマルチプロジェクションシステム等を上記のいずれかの実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記のいずれかの実施形態に限定されるものではない。その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（１）上記のいずれかの実施形態では、各投射画像を投射する各プロジェクターに色差目標値を等しく分配するようにしていたが、各投射画像に色差目標値を不均等に分配してもよい。複数の投射画像の少なくとも１つの重畳領域の色差を補正するものに本発明を適用できる。

（２）上記のいずれかの実施形態では、プロジェクターが、いわゆる３板式の透過型の液晶パネルを用いた光変調装置により構成される例を説明した。しかしながら、単板式の液晶パネルや２板又は４板式以上の透過型の液晶パネルを用いた光変調装置を採用することができる。また、プロジェクターを構成する光変調装置として、例えばＤＬＰ（Digital Light Processing)（登録商標）、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等を採用したものであってもよい。

（３）上記のいずれかの実施形態では、２台以上の液晶プロジェクターで構成されるマルチプロジェクションシステムを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係るマルチプロジェクションシステムは、液晶プロジェクターとこれ以外のプロジェクターで構成されたり、液晶プロジェクター以外の複数のプロジェクターで構成されたりしてもよい。

（４）上記のいずれかの実施形態において、本発明を、画像処理方法、画像処理装置及びマルチプロジェクションシステム等として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明に係る画像処理方法の処理手順が記述されたプログラムや、該プログラムが記録された記録媒体であってもよい。

（５）上記のいずれかの実施形態では、マルチプロジェクションシステムに含まれるすべてのプロジェクターについて色差の調整を行う例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、マルチプロジェクションシステムに含まれるすべてのプロジェクターのうち、少なくとも１つのプロジェクターについて色差の調整を行ってもよい。即ち、マルチプロジェクションシステムがＭ（Ｍは２以上の自然数）台のプロジェクターを含む場合に、Ｎ（Ｎ＜Ｍ、Ｎは自然数）台のプロジェクターについて色差の調整を行う場合も本発明に含まれる。これにより、Ｍ台のプロジェクターのうちＮ台のプロジェクターに色付きが発生し、これ以外のプロジェクターには色付きが発生していない場合には、このような調整を行うことで色付きを抑制することができる。

１０…マルチプロジェクションシステム、 １００…第１のプロジェクター、
２００…第２のプロジェクター、 ３００…測色器、
４００，４００ａ…画像処理装置、 ４１０…画像分割部、 ４２０…色調整処理部、
４３０…色差目標値算出部、 ４４０…画像表示制御部、 ５００…画像信号供給装置、
６００…第３のプロジェクター、 ＢＲ，ＢＲａ…重畳領域、
ＩＭＧ１，ＩＭＧ２，ＩＭＧ３…投射画像、
ＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３，ＬＳ４…光学遮光板、 ＳＣＲ…スクリーン、
ＳＲ１，ＳＲ２，ＳＲ３…遮光領域

Claims (10)

1. 投射面において重畳領域を設けて表示される第１の投射画像及び第２の投射画像の少なくとも一方を補正する画像処理方法であって、
   前記第１の投射画像内の前記重畳領域外の測色位置における第１の測色値と、前記第２の投射画像内の前記重畳領域外の測色位置における第２の測色値とに基づいて、色目標値を算出する色目標値算出ステップと、
   前記第１の投射画像内の前記重畳領域の色が前記色目標値となるように前記第１の投射画像内の前記重畳領域の色を調整する色調整処理ステップとを含むことを特徴とする画像処理方法。
2. 請求項１において、
   前記色調整処理ステップでは、
   前記第２の投射画像内の前記重畳領域の色が前記色目標値となるように前記第２の投射画像内の前記重畳領域の色を調整することを特徴とする画像処理方法。
3. 請求項１又は２において、
   前記色調整処理ステップでは、
   色差を調整することにより、前記重畳領域の色を調整することを特徴とする画像処理方法。
4. 請求項３において、
   前記色目標値算出ステップでは、
   前記第１の測色値に対応した色差と前記第２の測色値に対応した色差との間の色差となるように、前記色目標値を算出することを特徴とする画像処理方法。
5. 請求項４において、
   前記色目標値は、
   前記第１の測色値に対応した色差と前記第２の測色値に対応した色差との平均値であることを特徴とする画像処理方法。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記色目標値算出ステップでは、
   前記重畳領域内に設けられた複数の測色位置を構成する測色位置毎に、前記色目標値を算出し、
   前記色調整処理ステップでは、
   前記色目標値算出ステップにおいて算出された前記色目標値に基づいて、前記第１の投射画像及び前記第２の投射画像の前記重畳領域内の色を調整することを特徴とする画像処理方法。
7. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記色目標値算出ステップでは、
   他の投射画像との間で設けられる重畳領域毎に前記色目標値を算出し、
   前記色調整処理ステップでは、
   前記色目標値算出ステップにおいて算出された前記色目標値に基づいて、各投射画像の重畳領域内の色を調整することを特徴とする画像処理方法。
8. 投射面において重畳領域を設けて表示される第１の投射画像及び第２の投射画像の少なくとも一方を補正する画像処理装置であって、
   前記第１の投射画像内の前記重畳領域外の測色位置における第１の測色値と、前記第２の投射画像内の前記重畳領域外の測色位置における第２の測色値とに基づいて、色目標値を算出する色目標値算出部と、
   前記第１の投射画像内の前記重畳領域の色が前記色目標値となるように前記第１の投射画像内の前記重畳領域の色を調整する色調整処理部とを含むことを特徴とする画像処理装置。
9. 請求項８において、
   前記色調整処理部は、
   前記第２の投射画像内の前記重畳領域の色が前記色目標値となるように前記第２の投射画像内の前記重畳領域の色を調整することを特徴とする画像処理装置。
10. 前記第１の投射画像を前記投射面に投射する第１のプロジェクターと、
    前記第１のプロジェクターの投射光のうち、前記重畳領域に対応する前記投射光の一部を遮光して前記第１の投射画像内に遮光領域を形成する第１の光学遮光板と、
    前記第２の投射画像を前記投射面に投射する第２のプロジェクターと、
    前記第２のプロジェクターの投射光のうち、前記重畳領域に対応する前記投射光の一部を遮光して前記第２の投射画像内に遮光領域を形成する第２の光学遮光板と、
    前記第１の投射画像内の前記重畳領域外の測色位置と、記第２の投射画像内の前記重畳領域外の測色位置とを測色する測色器と、
    請求項８又は９記載の画像処理装置とを含むことを特徴とするマルチプロジェクションシステム。