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
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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
【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。
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。
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。
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CbA、CrA、測色位置B2における色差成分をCbB、CrBとすると、測色位置Cにおける色差成分が色差目標値Cbt、Crt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Cbt、Crt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CbA、CrA、測色位置B2における色差成分をCbB、CrB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Cbt、Crt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CbA、CbB、CbCとすると、CbA≦CbB≦CbC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Cbt/2=Cbt/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f1Cb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CbC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f2Cb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f1Cbで表される色差目標値となるように、f2Cb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h1Cb(式(5))、遮光領域SR1内の色差成分Cbの色付きh2Cb(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=h1Cb−h2Cb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。
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k1Cbと、遮光領域SR2内の色差成分Cbの色付きk2Cbを求めることができる。従って、色差補正式m=k1Cb−k2Cb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。
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。
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
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
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JP2010085841A JP2011217305A (ja) | 2010-04-02 | 2010-04-02 | 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 |
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- 2010-04-02 JP JP2010085841A patent/JP2011217305A/ja not_active Withdrawn
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