JP2014192808A - 投影装置、プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】投影画像データを投影する投影装置100であって、距離画像を作成する距離画像作成手段から投影画像を含む距離画像を取得する距離画像取得手段28と、前記距離画像から前記投影画像の投影領域を特定する投影領域特定手段35と、前記距離画像に含まれる前記投影領域の距離情報から、連続した平面範囲を特定する平面範囲特定手段36と、前記平面範囲にのみ前記投影画像が投影されるように、前記投影画像データを補正する投影画像データ補正手段37と、を有することを特徴とする。
【選択図】図2
Description
投影画像データ:投影される画像データ
投影画像:投影画像データが対象物に投影された表示物
投影領域:対象物において投影画像が投影されている領域
投影範囲:投影領域のうち平面な範囲(矩形領域)
補正投影範囲:投影範囲のうち投影画像データと同じアスペクト比の範囲
〔構成例〕
図3は、プロジェクタ100の構成図の一例を示す。プロジェクタ100は、画像信号入力部21、データ通信部22、画像データ記憶部23、画像処理部24、画像投影部25、モータ制御部30、モータ31、光学系32、距離検出部28、操作部29及びROM33を有している。データ通信部22と画像信号入力部21は共に、投影される画像データを入力するための入力部である。データ通信部22はLANやUSBケーブルを介してデジタル信号の画像データ(例えばJPEG,MPEG2、H.262、GIFなどのフォーマット)を受信する。通信方法は、有線通信又は無線通信のいずれでもよい。無線通信を利用する場合、無線LANの他、Bluetooth(登録商標)、NFC通信、TransferJetなど、どのような通信規格を利用してもよい。
光源41は超高圧水銀ランプやキセノンランプなどであり白色光を照射する。光源41が照射した光はカラーホイール42を通過してロッドレンズ43に進入する。カラーホイール42は一般に円周方向に三原色のR色、G色、B色が1/3ずつ配置されたカラーフィルターである。カラーホイール42は回転しているため、光がカラーホイール42を通過する時のカラーホイール42の色に応じてR色、G色、B色の各色の光が得られる。
図5は、本実施形態の画像処理部24の機能構成図を示す図の一例である。画像処理部24は、プロジェクタ100の投影領域を検出する投影領域検出部35と、距離画像から距離情報を取得して投影範囲と補正投影範囲14を設定する投影範囲設定部36と、投影範囲設定部36が設定した補正投影範囲14を用いて投影画像データを補正する投影画像データ補正部37とを有する。
図6は、距離情報の検出について説明する図の一例である。プロジェクタ100が投影画像を投影した場合に、投影により明るくなった矩形領域が投影領域13である。図6の投影領域13は横長の長方形でありキーストン補正が行われているか又はキーストン補正が不要であるとする。一般に、投影領域13と投影画像はほぼ一致する。また、キーストン補正のような投影画像の補正が行われた場合、投影画像が表示される領域(実際に文字などが表示される範囲)と投影領域13(光が照射される範囲)は異なる場合がある(投影領域>画像が表示される領域)。本実施形態では、投影領域13を検出することについて説明するが、適切な画像処理(例えば、黒画素を投影して黒画素部分を投影画像として検出する。)ことも可能である。
投影領域検出部35は、距離画像から投影領域13を検出する。例えば、上下左右方向にエッジを検出し、エッジ部にハフ変換を施すことで投影領域13の四辺(対象物が平面でない場合は四辺以上)に相当する複数の直線を検出する。複数の直線には投影領域13の四辺以外の直線も含まれるので、例えば、直線の角度や長さで四辺に相当する直線を選別し、さらに、直線を辿って元の直線に戻る場合に、辿った直線が投影領域13の四辺の直線であると確定する。このように投影領域検出部35は、距離画像において投影領域13を検出する。なお、本実施形態では距離画像がえられるので、プロジェクタの上下方向の投影角度及び左右方向の投影角度から投影領域13を計算で求めることも可能である。
図7は投影範囲の設定について説明する図の一例である。投影範囲設定部36は、投影領域13が推定された距離画像を取得し、投影画像を投影する補正投影範囲14を設定する。距離画像により投影領域13、及び、プロジェクタ100から投影領域13までの距離が得られている。したがって、距離画像を解析すると、投影領域13が連続した平面かどうかを判定することができる。具体的には、距離画像が有する距離情報を隣接画素ごとに比較する。
・距離情報"100"の6角形の平面エリア(領域C)
・距離情報"150"の地点において縦長の長方形の平面エリア(領域D)
この場合、投影範囲設定部36は、平面エリアの面積を参照することによって、どの平面エリアを投影範囲15に設定するか決定する。面積そのものの大小により決定してもよいし、さらに好ましくは投影画像データのアスペクト比を考慮して、さらに面積に基づき決定してもよい。例えば、投影画像データのアスペクト比が16:9であるとする場合、具体的には以下のように行う。
図11、12は、補正投影範囲の設定について説明する図の一例である。図7,9の投影範囲15の設定処理により投影画像データ補正部37には最も広い平面エリアである投影範囲15が出力されている。図7では領域Aが投影範囲15である。
H/b > W/a
この条件が満たされる場合、補正投影範囲14の幅W´と、高さH´は以下のようになる(図12(a))。
W´=W
H´=b×W/a
投影範囲15の高さHが足りない場合、投影画像データを投影範囲15の高さいっぱいに表示する。投影範囲15の高さHと投影画像データの高さbの比により、補正投影範囲の幅W´を求めることができる(図12(b))。
W´=a×H/b
H´=H
投影画像データの幅aと高さbにa≦bの関係がある場合は、先に、投影画像データを投影範囲15の高さいっぱいに表示することを検討する。この場合も補正投影範囲14の幅W´と、高さH´は同様に求めることができる。
図13は、補正投影画像データの作成について説明する図の一例である。投影画像データ補正部37は、補正投影範囲14に投影画像データが投影されるように、投影画像データを補正する。具体的には、投影領域13における補正投影範囲14の位置に、投影画像が投影されるように投影画像データを補正する。
頂点A(xa、ya)=(0,ya/N)
頂点B(xb、yb)=(0,yb/N)
頂点C(xc、yc)=(xc/M,yc/N)
頂点D(xd、yd)=(xd/M,yd/N)
図13(b)に示すように、投影画像データ補正部37は、投影画像データの4つの頂点の座標を、図13(a)で求めた比率に応じて変更する。
I´(x、y)=(0、b×ya/N)
II´(x、y)=(0、b×yb/N)
III´(x、y)=(a×xc/M、b×yc/N)
IV´(x、y)=(a×xd/M、b×yd/N)
このように補正投影画像データの4つの頂点を決定する。補正投影画像データは投影画像データが縮小された画像データである。このため、投影画像データ補正部37は、投影画像データを縮小率に応じて縮小する。縮小のアルゴリズムにはニアレストネイバー、バイリニア、バイキュービックなどの方法があるがどのようなアルゴリズムでもよい。
図14は、プロジェクタ100が投影画像データを補正して、平面な対象物に投影する手順を示すフローチャート図の一例である。
図15は、本実施形態の投影画像データの補正が有効な利用シーンを説明する図の一例である。図15(a)は、プロジェクタ100の投影方向とテレビ会議システムのカメラ200の撮影方向を模式的に示している。テレビ会議への参加者が3人いるが、テレビ会議などにおいては、円滑なコミュニケーションを行うために、参加者の視線がカメラ200に向いている(カメラが参加者の顔を正面から撮影する)ことが好ましい。このため、プロジェクタ100の投影方向が図示の左方向になってしまう。図15(a)の状態で、参加者がスクリーンに注目すると、カメラから視線が外れるか、又は、外れなくてもスクリーンを見にくい状態となる。このため、円滑な会議が行われないなどの不都合が生じる。会議スペースを再配置する方法もあるが、手間がかかってしまう。
13 投影領域
14 補正投影範囲
15 投影範囲
23 画像データ記憶部
24 画像処理部
25 画像投影部
28 距離検出部
29 操作部
32 光学系
35 投影領域検出部
36 投影範囲設定部
37 投影画像データ補正部
100 プロジェクタ
Claims (6)
- 投影画像データを投影する投影装置であって、
距離画像を作成する距離画像作成手段から投影画像を含む距離画像を取得する距離画像取得手段と、
前記距離画像から前記投影画像の投影領域を特定する投影領域特定手段と、
前記距離画像に含まれる前記投影領域の距離情報から、連続した平面範囲を特定する平面範囲特定手段と、
前記平面範囲にのみ前記投影画像が投影されるように、前記投影画像データを補正する投影画像データ補正手段と、
を有することを特徴とする投影装置。 - 前記平面範囲特定手段は、
前記平面範囲から前記投影画像データのアスペクト比と同じアスペクト比で最大面積の投影範囲を抽出し、
前記投影画像データ補正手段は、前記投影範囲に前記投影領域を縮小した比率で前記投影画像データを縮小することで、前記投影範囲内に投影される補正投影画像データを作成する、
ことを特徴とする請求項1記載の投影装置。 - 前記投影領域から複数の連続した前記平面範囲が検出された場合、
前記平面範囲特定手段は、各平面範囲から、前記投影画像データのアスペクト比と同じアスペクト比で確保可能な最大面積の矩形領域を決定し、最も大きな前記最大面積を確保可能な前記平面範囲を1つ決定する、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の投影装置。 - 前記平面範囲特定手段は、前記距離画像が画素又は画素ブロック毎に有する距離情報を隣接した画素又は画素ブロックで比較し、距離情報の差が閾値以内である場合に連続した平面であると判定する、
ことを特徴とする請求項1〜3いずれか1項記載の投影装置。 - 前記距離画像作成手段が当該投影装置に固定されている、又は、前記距離画像作成手段が着脱可能である、ことを特徴とする請求項1〜4いずれか1項記載の投影装置。
- 投影画像データを投影する投影装置に、
距離画像を作成する距離画像作成手段から投影画像を含む距離画像を取得する距離画像取得ステップと、
前記距離画像から前記投影画像の投影領域を特定する投影領域特定ステップと、
前記距離画像に含まれる前記投影領域の距離情報から、連続した平面範囲を特定する平面範囲特定ステップと、
前記平面範囲にのみ前記投影画像が投影されるように、前記投影画像データを補正する投影画像データ補正ステップと、
を実行させるプログラム。
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