JP2016191773A - 投影システム、プロジェクター装置、撮像装置、および、プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
目標画像取得部は、
または、
により、前記目標画像の画素値Tu,vを取得することで、前記目標画像を取得する。
補正部は、
により、前記補正画像の画素値Pu,vを取得することで、前記補正画像を取得する、
この投影システムでは、係数Br(0≦Br≦1)により、投影したときに飽和する画素数を低減させる目標画像を、投影システムの系全体のガンマ特性に基づいて、取得する。そして、この投影システムでは、取得した目標画像に対して、ブラック値調整用第1係数およびブラック値調整用第2係数によりブラック値を調整し、調整したブラック値を用いることで、補正画像を取得する。
第1実施形態について、図面を参照しながら、以下、説明する。
図1は、第1実施形態に係る投影システム1000の概略構成図である。
(1)投影システム1000の光学系の系全体のガンマ値を取得するためのテスト画像Img_for_gamma
(2)投影部5から投影される投影画像と、当該撮像画像を撮像部6により撮像することで取得される撮像画像との画素対応付けを行うためのテスト画像Img_for_map
(3)W100%画像Img_w100
(4)W0%画像Img_w0
なお、「W100%画像」とは、当該画像を形成する全ての画素の画素値が、画素値の取り得る範囲の上限値である画像のことをいう。例えば、画素値が8ビットデータであり、0〜255の値をとる場合、「W100%画像」の画素の画素値は、「255」である。
以上のように構成された投影システム1000の動作について、以下、説明する。
ステップS1では、投影システム1000の系全体(投影部5の光学系と撮像部6の光学系)のガンマ特性を決定(推定)する処理が実行される。
R(Px(u,v))=A1 (0≦A1≦255)
G(Px(u,v))=0
B(Px(u,v))=0
となる画像である。
yR_cap=α×(xR_prj/255)^γ+β
α、β:定数
となる。つまり、上記数式が、投影システム1000の系全体(投影部5の光学系と撮像部6の光学系)のガンマ特性を示す数式である。
ステップS2では、投影画像と撮像画像との画素対応付け処理が実行される。
ステップS3では、応答特性を取得する処理が実行される。
ステップS4では、係数設定部1により係数Brが、0≦Br≦1を満たす値として設定される。そして、設定された係数Brは、係数設定部1から目標画像取得部2に出力される。
ステップS5では、目標画像取得部2は、画像信号Din(画像Img0)から、係数Br、ガンマ値γ、目標画像用ブラック値Bmaxおよび目標画像用ホワイト値Waveに基づいて、目標画像Img_Tを生成する。具体的には、目標画像取得部2は、入力される画像Img0の画像上の座標(u,v)の画素の画素値をIu,vとし、目標画像Img_Tの画像上の座標(u,v)の画素の画素値をTu,vとすると、以下の(数式4)または(数式5)に相当する処理を実行することで、目標画像Img_Tを生成する。
なお、上記処理は、画像Img0、画像Img_TのR成分の画素値、G成分の画素値、B成分の画素値について、それぞれ、R成分用のガンマ値、G成分用のガンマ値、B成分用のガンマ値を用いて実行される。
上記(数式6)、(数式7)において、値Wave、値Bmaxは、一例であり、他の値としてもよい。例えば、値Waveを、W100%画像が投影されているときの撮像画像の各画素の画素値の上限値や下限値や中間値等の値に代替させてもよい。また、値Bmaxを、W0%画像が投影されているときの撮像画像の各画素の画素値の平均値、上限値、あるいは、中間値等の値に代替させてもよい。
ステップS6では、補正部3は、ガンマ特性取得部7から出力されるガンマ値γと、応答特性取得部9から出力されるホワイト値Wu,vとを用いて、画像信号D1に対して補正処理を実行して、補正処理後の画像Img_Pを取得する。具体的には、補正部3は、画像Img_Pの画像上の座標(u,v)の画素の画素値をPu,vとすると、以下の(数式8)に相当する処理を実行することで、補正処理後の画像Img_Pを取得する。
k1:ブラック値調整用第1係数k1(0≦k1≦1)
k2:ブラック値調整用第1係数k2(0≦k2≦1)
なお、ブラック値調整用第1係数k1、および、ブラック値調整用第2係数k2は、例えば、制御部(不図示)により、設定される。
Bu,v:投影画像の画素Px(u,v)に対応する撮像画像上の画素Px(x,y)のブラック値(W0%画像が投影されているときの撮像画像の画素Px(x,y)の画素値)
上記(数式9)に相当する処理を実行する場合、投影部5、撮像部6等の性能が高い場合、良好な結果が得られるが、投影部5に投影された画像を撮像部6により撮像して取得された画像のS/N比が悪い場合等には、上記(数式9)による処理よりも、上記(数式8)による処理を行った方が、ユーザーが、投影されている画像(あるいは撮像画像)を見たときに不快感を抱かないことが、本願発明者らによって見出された。
ステップS7では、制御部がセレクタSEL1の端子1を選択する選択信号sel1を生成し、当該選択信号sel1に従い、セレクタSEL1は、端子1を選択して、補正部3から出力される画像信号D2を投影部5に出力する。
パターン1:R=150;G=120;B= 30;
パターン2:R= 80;G= 90;B=120;
パターン3:R=120;G=180;B=210;
パターン4:R=150;G= 50;B=100;
パターン5:R= 0;G=150;B=110;
パターン6:R= 50;G=120;B=200;
パターン7:R= 20;G=200;B=100;
パターン8:R=120;G=150;B= 90;
図4は、投影システム1000で投影する対象(投影対象)の画像である。
上記実施形態の投影システムは、1つの装置として実現されるものであってもよいし、また、各機能部の一部を別の装置として実現されるものであってもよい。例えば、撮像部6は、撮像装置に設けられ、撮像部6以外の機能部が、プロジェクター装置に設けられ、撮像装置とプロジェクター装置により、投影システムが実現されるものであってもよい。
1 係数設定部
2 目標画像取得部
3 補正部
4 テスト画像生成部
5 投影部
6 撮像部
7 ガンマ特性取得部
8 画素対応付け部
9 応答特性取得部
Claims (8)
- 入力画像に対して、所定の処理を実行した画像を投影する投影システムであって、
画像を投影対象に投影する投影部と、
投影部により投影された画像を撮像画像として取得する撮像部と、
前記投影部の光学系および前記撮像部の光学系により決定されるガンマ特性を取得するガンマ特性取得部と、
前記投影部から投影される画像である投影画像と、前記撮像部により取得された撮像画像とに基づいて、前記撮像画像上の画素と、前記撮像画像上の当該画素に対応する前記撮像画像上の画素とを対応付けた画素対応付けデータを取得する画素対応付け部と、
画素ごとに、前記投影部により投影されたW100%画像を前記撮像部で撮像して取得した撮像画像の画素値であるホワイト値と、前記投影部により投影されたW0%画像を前記撮像部で撮像して取得した撮像画像の画素値であるブラック値と、取得するとともに、取得した前記ホワイト値から導出される代表値である代表ホワイト値と、取得した前記ブラック値から導出される代表値である代表ブラック値とを取得する応答特性取得部と、
第1係数を設定する係数設定部と、
前記ガンマ特性取得部により取得された前記ガンマ特性と、前記第1係数とに基づいて、前記入力画像から目標画像を取得する目標画像取得部と、
前記目標画像に対して、前記ガンマ特性取得部により取得された前記ガンマ特性と、前記ホワイト値と、前記ブラック値とに基づく補正処理を実行することで補正画像を取得する補正部と、
を備え、
前記目標画像取得部は、
前記投影部が前記補正画像を投影したときに、前記撮像部により撮像されると予測される画像において、画素値が飽和する画素が少なくなるように、前記目標画像を取得する、
投影システム。 - 前記入力画像および前記目標画像がNビット画像(N:自然数)であり、前記入力画像および前記目標画像の画素の画素値Pxは、0≦Px≦2^N−1を満たすものとし、
前記第1係数をBrとし、0≦Br≦1を満たすものとし、
前記入力画像の画像上の座標(u,v)の画素値をIu,vとし、
前記目標画像の画像上の座標(u,v)の画素値をTu,vとし、
前記ガンマ特性を決定するガンマ値をγとし、
前記代表ホワイト値をWaveとし、
前記代表ブラック値をBmaxとしたとき、
前記目標画像取得部は、
または、
により、前記目標画像の画素値Tu,vを取得することで、前記目標画像を取得する、
請求項1に記載の投影システム。 - 前記代表ブラック値Bmaxは、「0」である、
請求項2に記載の投影システム。 - 前記目標画像、および、前記補正画像がNビット画像(N:自然数)であり、前記入力画像および前記目標画像の画素の画素値Pxは、0≦Px≦2^N−1を満たすものとし、
前記目標画像の画像上の座標(u,v)の画素値をTu,vとし、
前記補正画像の画像上の座標(u,v)の画素値をPu,vとし、
前記ガンマ特性を決定するガンマ値をγとし、
前記投影画像の画素Px(u,v)に対応する前記撮像画像上の画素Px(x,y)の前記ホワイト値を、値Wu,vとし、
前記投影画像の画素Px(u,v)に対応する前記撮像画像上の画素Px(x,y)の前記ブラック値を、値Bu,vとし、
ブラック値調整用第1係数をk1(0≦k1≦1)とし、
ブラック値調整用第2係数をk2(0≦k2≦1)としたとき、
前記補正部は、
により、前記補正画像の画素値Pu,vを取得することで、前記補正画像を取得する、
請求項1から3のいずれかに記載の投影システム。 - 前記ブラック値調整用第1係数k1は、「0」であり、
前記ブラック値調整用第2係数k2は、「0」である、
請求項4に記載の投影システム。 - 請求項1から5のいずれかに記載の投影システムに用いられるプロジェクター装置であって、
前記投影部と、前記ガンマ特性取得部と、前記画素対応付け部と、前記応答特性取得部と、前記係数設定部と、前記目標画像取得部と、前記補正部と、を備える、
プロジェクター装置。 - 請求項1から5のいずれかに記載の投影システムに用いられる撮像装置であって、
前記撮像部を備える、
撮像装置。 - 投影部と撮像部とを備える投影システムに用いられ、入力画像に対して、所定の処理を実行した画像を投影する投影方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
画像を投影対象に投影する投影ステップと、
投影ステップにより投影された画像を撮像画像として取得する撮像ステップと、
前記投影部の光学系および前記撮像部の光学系により決定されるガンマ特性を取得するガンマ特性取得ステップと、
前記投影部から投影される画像である投影画像と、前記撮像部により取得された撮像画像とに基づいて、前記撮像画像上の画素と、前記撮像画像上の当該画素に対応する前記撮像画像上の画素とを対応付けた画素対応付けデータを取得する画素対応付けステップと、
画素ごとに、前記投影部により投影されたW100%画像を前記撮像部で撮像して取得した撮像画像の画素値であるホワイト値と、前記投影部により投影されたW0%画像を前記撮像部で撮像して取得した撮像画像の画素値であるブラック値と、取得するとともに、取得した前記ホワイト値から導出される代表値である代表ホワイト値と、取得した前記ブラック値から導出される代表値である代表ブラック値とを取得する応答特性取得ステップと、
第1係数を設定する係数設定ステップと、
前記投影部により前記入力画像を投影した画像を、前記撮像部により撮像したときに取得されると予測される画像において、画素値が飽和する画素が少なくなるように、前記ガンマ特性取得ステップにより取得された前記ガンマ特性と、前記第1係数とに基づいて、前記入力画像から目標画像を取得する目標画像取得ステップと、
前記目標画像に対して、前記ガンマ特性取得ステップにより取得された前記ガンマ特性と、前記ホワイト値と、ブラック値とに基づく補正処理を実行することで補正画像を取得する補正ステップと、
を備える投影システムをコンピュータに実行させるためのプログラム。
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