JP2019129464A - Projection apparatus and control method thereof - Google Patents

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JP2019129464A JP2018011027A JP2018011027A JP2019129464A JP 2019129464 A JP2019129464 A JP 2019129464A JP 2018011027 A JP2018011027 A JP 2018011027A JP 2018011027 A JP2018011027 A JP 2018011027A JP 2019129464 A JP2019129464 A JP 2019129464A
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Azusa Koike
梓 小池
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Abstract

To provide a projection apparatus and a control method thereof which can represent HDR gradations with respect to a change in the luminance on a projection surface while suppressing an increase in a memory.SOLUTION: A projection apparatus includes first acquisition means for acquiring a first gradation conversion characteristic on the basis of information defining a relationship between a gradation value of an image data to be projected and an absolute luminance value, second acquisition means for acquiring the maximum luminance of the projection surface in the projection apparatus, generation means for generating a second gradation conversion characteristic so as to satisfy the relationship between the gradation value and the absolute luminance value in at least some of gradation values on the basis of the first gradation conversion characteristic and the maximum luminance, luminance range conversion means for generating a luminance range converted image obtained by converting the luminance range of the image data on the basis of the first gradation conversion characteristic and the second gradation conversion characteristic, and applying means for applying gradation conversion based on the first gradation conversion characteristic to the luminance range conversion image, and supplying the image to projection means.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、投影装置およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a projection apparatus and a control method thereof.

従来、画像データはCRT(Cathod Ray Tube)で表示されることを前提とした規格(例えばBT.709(Rec.709))で規定される狭いダイナミックレンジに圧縮されていた。   Conventionally, image data has been compressed to a narrow dynamic range defined by a standard (for example, BT.709 (Rec. 709)) based on the assumption that it is displayed on a CRT (Cathode Ray Tube).

しかし、現在では液晶表示装置などCRTよりダイナミックレンジの広い表示装置が一般的に用いられており、従前の規格に準拠した画像データでは逆に表示装置の能力を十分に活用できない状況が生じている。   However, at present, a display device having a wider dynamic range than a CRT such as a liquid crystal display device is generally used. On the contrary, there is a situation in which image data compliant with a conventional standard cannot fully utilize the capability of the display device. .

そのため、従来よりもダイナミックレンジが広い撮像画像データ(以下、「HDR(High Dynamic Range)画像データ」と呼ぶ)を規定する規格が提唱されてきている。HDR画像データの規格には例えば、SMPTE(Society of Motion Picture and Television Engineers:米国テレビ技術者協会)の提唱するST.2084がある。ST.2084規格における信号特性はEOTF(Electro−Optical Transfer Function:電気光伝達関数)で規定される。そして、ST.2084のEOTFは、以下の式1で表され、シーン輝度値(映像信号レベル)を、最大10000nit(またはcd/m2)の絶対表示輝度範囲に割り当てる(特許文献1)。   Therefore, a standard that defines captured image data (hereinafter referred to as “HDR (High Dynamic Range) image data”) having a wider dynamic range than in the past has been proposed. The standard of HDR image data is, for example, ST. Proposed by SMPTE (Society of Motion Picture and Television Engineers). There are 2084. ST. Signal characteristics in the 2084 standard are defined by EOTF (Electro-Optical Transfer Function). And ST. The EOTF of 2084 is expressed by the following Expression 1, and a scene luminance value (video signal level) is assigned to an absolute display luminance range of a maximum of 10000 nit (or cd / m 2) (Patent Document 1).

ただし、Lは表示輝度(0≦L≦1、L=1が10000nitに対応)、E’が映像信号レベル(デジタル値)である。また、m1,m2,c1〜c3は定数で、ST.2084では具体的な値が規定されている。ST.2084のEOTFは、人間の視覚特性に応じた非線形な量子化ステップを有するため、PQ(Perceptual Quantization)カーブとも呼ばれる。   Here, L is display luminance (0 ≦ L ≦ 1, L = 1 corresponds to 10000 nit), and E ′ is a video signal level (digital value). M1, m2 and c1 to c3 are constants and ST. Specific values are defined in 2084. ST. The EOTF 2084 is also referred to as a PQ (Perceptual Quantization) curve because it has a non-linear quantization step according to human visual characteristics.

例えばこのようなHDR画像データを一般的な(BT.709より広いがST.2084より狭いダイナミックレンジを有する)装置で表示する場合、画像データの表示輝度範囲(入力輝度レンジ)が、装置の表示輝度範囲(出力輝度レンジ)より広くなりうる。この場合、入力輝度レンジを出力輝度レンジに合わせて圧縮して表示すると、全体的に暗く表示されてしまう。ダイナミックレンジの圧縮による輝度低下を補正すると、圧縮によって失われた階調の影響で階調性が低下したり、元の階調性が崩れたりする。入力輝度レンジが出力輝度レンジより狭い場合に、入力輝度レンジを出力輝度レンジに合わせて拡張して表示しても、やはり正しい階調で表示されないという問題がある。   For example, when such HDR image data is displayed on a general device (having a dynamic range wider than BT.709 but narrower than ST.2084), the display luminance range (input luminance range) of the image data is the display of the device. It may be wider than the luminance range (output luminance range). In this case, if the input luminance range is compressed according to the output luminance range and displayed, the entire display will be dark. When the luminance reduction due to the compression of the dynamic range is corrected, the tonality may be reduced or the original tonality may be broken due to the influence of the gradation lost by the compression. When the input luminance range is narrower than the output luminance range, there is a problem that even if the input luminance range is expanded and displayed in accordance with the output luminance range, it is not displayed with the correct gradation.

上記の課題を解決する為に、特許文献2では投影面の輝度レンジを取得し、それに応じて、投影面がまぶしく見えないように光源を調整し、光量調整量に応じて入力画像に適応するLUTを変えることによってコントラストが改善された画像を生成する。   In order to solve the above problems, Patent Document 2 obtains the luminance range of the projection surface, adjusts the light source accordingly so that the projection surface does not look dazzled, and adapts to the input image according to the light amount adjustment amount. Changing the LUT produces an image with improved contrast.

表示可能な投影面上の輝度の種類が増えると持つべきLUTが増え、必要なメモリが増大になる。   As the types of luminance on the projection plane that can be displayed increase, the LUT to be possessed increases, and the required memory increases.

特許文献2に記載の投影装置では、投影装置周辺の明るさや、投影距離によって変化する、投影面上の最小と最大輝度に応じ、投影装置のLUT(Look Up Table)を変える事によって階調性が正しく表現されるようにしている。   In the projector described in Patent Document 2, the tonality is changed by changing the LUT (Look Up Table) of the projector according to the brightness around the projector and the minimum and maximum luminance on the projection plane, which changes with the projection distance. To be expressed correctly.

例えば、周辺の明るさが明るいと最小輝度が大きくなり、且つ投影距離が大きく投影面上の輝度が小さいと、周辺の明るさによるコントラスト低下の影響は大きくなる。このコントラスト低下を抑制する為に、まず、周辺の明るさが明るくなるまたは、投影距離が大きくなるにつれて投影装置の光量を大きくするような処理をし、周辺の明るさが投影装置のコントラストに与える影響を小さくする。この時、投影装置の光量を変えることによって、最大輝度だけでなく、中間輝度も変化する。全体の輝度バランスを合わせて、階調が正しく表現されるように投影装置のLUTを変更する。   For example, when the surrounding brightness is bright, the minimum brightness increases, and when the projection distance is large and the brightness on the projection plane is small, the influence of the decrease in contrast due to the surrounding brightness increases. In order to suppress this reduction in contrast, first, processing is performed to increase the amount of light of the projection device as the brightness of the surroundings becomes brighter or the projection distance increases, and the brightness of the surroundings gives the contrast of the projection device. Reduce the impact. At this time, not only the maximum luminance but also the intermediate luminance changes by changing the light quantity of the projection device. The LUT of the projection apparatus is changed so that gradation is correctly expressed by matching the overall luminance balance.

この手法の場合、投影装置は対応出来る投影面上の明るさの種類に応じてLUTを複数種保持する必要がある。前述のPQカーブでは表現出来る輝度レンジが10000nitsと広い為、1000nitsステップずつ区切って投影面上の輝度変化に対応出来るとしても10種類必要である。その分、投影装置に持たせるメモリ量は多くなってしまう課題がある。   In the case of this method, it is necessary for the projection apparatus to hold a plurality of LUTs in accordance with the types of brightness on the projection plane that can be supported. Since the luminance range that can be expressed by the PQ curve described above is as wide as 10,000 nits, ten types are necessary even if the luminance variation on the projection plane can be dealt with by dividing every 1000 nits steps. There is a problem that the amount of memory to be provided to the projection device is increased accordingly.

特開2015−159543号公報JP, 2015-159543, A 特開2015−145892号公報JP, 2015-145892, A

本発明は、メモリ増加を抑えつつ、投影面上の明るさの変化に対しHDRの階調表現が出来る投影装置およびその制御方法の提供を目的とする。   An object of the present invention is to provide a projection apparatus capable of representing gradations of HDR with respect to a change in brightness on a projection plane while suppressing an increase in memory, and a control method thereof.

上記の目的を達成するために、本発明に係る投影装置およびその制御方法は、
投影する画像データの階調値と絶対輝度値との関係を規定する情報に基づいた第1の階調変換特性を取得する第1の取得手段と、
前記投影装置における投影面の最大輝度を取得する第2の取得手段と、
前記第1の階調変換特性と前記最大輝度とに基づいて、少なくとも一部の階調値において前記階調値と絶対輝度値との関係を満たすように第2の階調変換特性を生成する生成手段と、
前記第1の階調変換特性と第2の階調変換特性に基づいて、画像データの輝度レンジを変換した輝度レンジ変換画像を生成する輝度レンジ変換手段と、
前記輝度レンジ変換画像に第1の階調変換特性に基づいた階調変換を適用し、投影手段に供給する適用手段と、
を有し、前記輝度レンジ変換手段は前記適応手段で前記階調変換特性を適用した後の階調値が、前記画像データに第2の階調変換特性を適応した後の階調値に近づくように輝度レンジ変換画像を生成することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a projection apparatus and a control method thereof according to the present invention include:
First acquisition means for acquiring a first gradation conversion characteristic based on information defining a relationship between a gradation value of the image data to be projected and an absolute luminance value;
Second acquisition means for acquiring the maximum luminance of the projection surface in the projection apparatus;
A second gradation conversion characteristic is generated based on the first gradation conversion characteristic and the maximum luminance so that the relation between the gradation value and the absolute luminance value is satisfied in at least a part of the gradation values. Generating means;
Luminance range conversion means for generating a luminance range converted image obtained by converting the luminance range of the image data based on the first gradation conversion characteristic and the second gradation conversion characteristic;
Applying means for applying gradation conversion based on a first gradation conversion characteristic to the luminance range conversion image, and supplying the projection means to the projection means;
And the luminance range conversion means approaches a gradation value after the gradation conversion characteristic is applied by the adaptation means to a gradation value after the second gradation conversion characteristic is applied to the image data. As described above, the brightness range conversion image is generated.

本発明によれば、メモリ増加を抑えつつ、投影面上の明るさの変化に対しHDRの階調表現が出来る投影装置およびその制御方法を提供する事ができる。   According to the present invention, it is possible to provide a projection apparatus capable of representing gradations of HDR with respect to a change in brightness on a projection plane while suppressing an increase in memory, and a control method thereof.

実施形態における階調変換特性の生成方法を示す図FIG. 6 is a diagram showing a method of generating gradation conversion characteristics in the embodiment. 実施形態係る投影装置の機能構成例を示すブロック図Block diagram showing an example of the functional configuration of the projection apparatus according to the embodiment 実施形態に係る投影装置の基本動作に関するフローチャートThe flowchart regarding the basic operation | movement of the projector which concerns on embodiment. 第1実施形態における投影動作に関するフローチャートFlowchart for projection operation in the first embodiment 実施形態に係る投影装置の設定画面例を示す図A figure showing an example of a setting screen of a projection device concerning an embodiment 実施形態に係る輝度変換値の算出方法を示す図FIG. 6 is a diagram showing a method of calculating a luminance conversion value according to the embodiment. 実施形態に係るメモリ削減量を示す図The figure which shows the memory reduction amount which concerns on embodiment 第2および第3実施形態の投影面輝度取得動作に関するフローチャートFlowchart relating to projection plane luminance acquisition operation of the second and third embodiments 第2実施形態における投影距離の算出動作に関する図The figure regarding calculation operation of the projection distance in a 2nd embodiment 第3実施形態における投影面輝度取得動作に関する図The figure regarding projection surface luminosity acquisition operation in a 3rd embodiment

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明するが、この発明は以下の実施の形態に限定されない。なお、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments. The following embodiments do not limit the invention according to the claims, and all combinations of the features described in the embodiments are not necessarily essential to the solution means of the invention.

なお、本実施形態において説明される各機能ブロックは必ずしも個別のハードウェアである必要はない。すなわち、例えばいくつかの機能ブロックの機能は、1つのハードウェアにより実行されても良い。また、いくつかのハードウェアの連係動作により1つの機能ブロックの機能または、複数の機能ブロックの機能が実行されても良い。また、各機能ブロックの機能は、CPUがメモリ上に展開したコンピュータプログラムにより実行されても良い。   Note that each functional block described in the present embodiment is not necessarily separate hardware. That is, for example, the functions of some functional blocks may be executed by one piece of hardware. Also, the function of one functional block or the function of multiple functional blocks may be performed by the coordinated operation of several hardware. Also, the function of each functional block may be executed by a computer program developed by the CPU on the memory.

<第1の実施形態>
まず、本件における投影面の明るさに応じ、PQカーブに準じた階調変換特性の算出方法を説明する。
First Embodiment
First, according to the brightness of the projection plane in the present case, a method of calculating the gradation conversion characteristic according to the PQ curve will be described.

図1に、特許文献2におけるPQカーブに準じた階調表現方法の概略図を示す。   FIG. 1 shows a schematic diagram of a gradation expression method according to the PQ curve in Patent Document 2.

図1の細線は前述のPQカーブを示しており、横軸は表示面上の輝度[nits]、縦軸は映像信号レベル(デジタル信号)、いわゆる階調値を示している。図1の通り、PQカーブは階調値が絶対輝度で紐付いていることが分かる。   The thin line in FIG. 1 represents the above-described PQ curve, the horizontal axis represents the luminance [nits] on the display surface, and the vertical axis represents the video signal level (digital signal), so-called gradation value. As shown in FIG. 1, it can be seen that in the PQ curve, the gradation values are linked at absolute luminance.

まず、表示機器の表示可能な表示面上の最大輝度Lmaxを取得する。これによって、表示可能な表示輝度レンジを求める。   First, the maximum luminance Lmax on the displayable display surface of the display device is acquired. Thus, the displayable luminance range is determined.

図1に示す太線が、ある表示装置の入力階調を、PQカーブに準じた対応する表示輝度に変換する表示輝度変換特性となる。入力階調値E’max以上はこの表示機器の表示面上の表示可能な輝度レンジLmax以下の制約により、表現出来ない階調値となる。その為、E’max以上の階調が入力されてもその表示機器の表示面上の最大表示輝度がLmaxである為、表示面上の輝度は常にLmaxの一定とする。すなわち図2の通り、0〜E’maxがPQカーブに準じた絶対輝度変換で表現可能な表示階調レンジとなる。   The thick line shown in FIG. 1 is a display luminance conversion characteristic that converts the input gradation of a certain display device into the corresponding display luminance according to the PQ curve. The input tone value E'max or more is a tone value that can not be expressed due to the restriction of the displayable luminance range Lmax or less on the display surface of the display device. For this reason, even if a gray level equal to or higher than E′max is input, the maximum display luminance on the display surface of the display device is Lmax. Therefore, the luminance on the display surface is always constant at Lmax. That is, as shown in FIG. 2, 0 to E'max is a display gradation range that can be expressed by absolute luminance conversion according to the PQ curve.

このように表示輝度変換特性を生成するとその表示機器の表示輝度レンジ内では、そのレンジ内の対応するPQカーブの階調値における表示輝度を正確に表現することが出来る。   When the display luminance conversion characteristic is generated in this way, the display luminance at the gradation value of the corresponding PQ curve in the display device can be accurately expressed within the display luminance range of the display device.

最後に表示輝度レンジを表示装置の対応する階調値に変換する。例えば、表示装置のガンマが2.2に設定されている場合、輝度Lを対応する階調値Nは以下の式(2)で表せられる。   Finally, the display luminance range is converted to the corresponding tone value of the display device. For example, when the gamma of the display device is set to 2.2, the gradation value N corresponding to the luminance L can be expressed by the following equation (2).

以上の工程を経て、表示面上の明るさとPQカーブに準じた階調変換特性を生成することが出来る。   Through the above steps, it is possible to generate tone conversion characteristics conforming to the brightness on the display surface and the PQ curve.

しかし、本来連続的な明るさの変化に対して、段階的に複数種類設けて適応的に選択する様な構成の明るさ場合に、前述の階調変換特性を対応出来るその明るさの種類の数だけ保持しようとすると、特許文献2のようにLUTを記憶するメモリ量が増えてしまう。   However, in the case of brightness with a configuration in which a plurality of types are provided stepwise and adaptively selected with respect to the continuous change in brightness, the above-mentioned types of brightness that can correspond to the gradation conversion characteristics described above If it is going to hold | maintain only a number, the memory amount which memorize | stores LUT like patent document 2 will increase.

本件では基準の明るさに適応出来るように生成した階調変換特性から実環境での表示面の明るさによるLUTの違いを吸収するような輝度変換値を入力画像にかけた後に、階調変換特性をかけることによってメモリの増加を抑制する方法を説明する。   In this case, after applying the luminance conversion value that absorbs the difference in the LUT due to the brightness of the display surface in the actual environment from the gradation conversion characteristic generated so as to be adapted to the reference brightness, the gradation conversion characteristic is applied. I will explain how to suppress the increase in memory by applying.

図2に、第1実施形態における投影装置の内部構成を表すブロック図を示す。第1実施形態に関わる投影装置20のブロック図を図2(a)に示す。
制御部210は、各部の動作を制御し、例えばマイコン、例えばCPUとメモリ等から構成される。投影装置20を構成する各ブロックへの指示は制御部210からなされる。
FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the projection apparatus according to the first embodiment. FIG. 2A shows a block diagram of the projection apparatus 20 according to the first embodiment.
The control unit 210 controls the operation of each unit and includes, for example, a microcomputer such as a CPU and a memory. An instruction to each block constituting the projection device 20 is made from the control unit 210.

RAM211は、ワークメモリとして一時的に制御プログラムやデータを格納する揮発メモリである。   The RAM 211 is a volatile memory that temporarily stores a control program and data as a work memory.

ROM212は、制御部210により使用されるプログラムや、各動作ブロックの設定パラメータや工場調整値等のデータを記憶している不揮発メモリである。カメラ取得RGB値を投影装置のRGB出力階調への変換マトリクス、逆変換マトリクスも含まれる。   The ROM 212 is a non-volatile memory that stores programs used by the control unit 210 and data such as setting parameters of each operation block and factory adjustment values. Also included is a conversion matrix for the camera acquired RGB values to the RGB output tone of the projection device, and an inverse conversion matrix.

操作部213は、ユーザからの投影装置20の操作に関する入力信号を受け付ける。例えば、スイッチやダイヤル、タッチパネルなどからなり、ユーザの指示を受け付ける。操作部213は、例えば、リモコンとして機能する外部装置からの信号を受信する信号受信部を有してもよい。制御部210は、操作部213の操作や、通信部293からの入力に応じた動作を実行する。ここで、外部装置は、外部装置の信号受信部が投影装置20の発信した信号を受信可能で、かつ制御部210が認識可能な信号を送信できる任意の電子機器であってよい。このような電子機器には例えば、パーソナルコンピュータ、カメラ、携帯電話、スマートフォン、ハードディスクレコーダ、ゲーム機などが含まれるが、これらに限定されない。   The operation unit 213 receives an input signal related to an operation of the projection apparatus 20 from the user. For example, it consists of a switch, a dial, a touch panel, etc., and accepts user's instructions. The operation unit 213 may have, for example, a signal reception unit that receives a signal from an external device that functions as a remote control. The control unit 210 executes an operation according to an operation of the operation unit 213 or an input from the communication unit 293. Here, the external device may be any electronic device that can receive a signal transmitted from the projection device 20 by the signal receiving unit of the external device and transmit a signal that can be recognized by the control unit 210. Examples of such electronic devices include, but are not limited to, personal computers, cameras, mobile phones, smart phones, hard disk recorders, game machines and the like.

画像入力部220は、投影装置20に入力される画像を読み込み、解像度、フレームレートなどの画像情報も一緒に取得する。   The image input unit 220 reads an image input to the projection device 20 and acquires image information such as resolution and frame rate together.

記録媒体221は、静止画データや動画データ、その他、本実施形態の投影装置に必要な制御データなどを記録することができるものであり、磁気ディスク、光学式ディスク、半導体メモリなどのあらゆる方式の記録媒体であっても良い。着脱可能な記録媒体や、内蔵型の記録媒体であってもよい。   The recording medium 221 can record still image data, moving image data, and other control data necessary for the projection apparatus of the present embodiment, and can be of any system such as a magnetic disk, an optical disk, or a semiconductor memory. It may be a recording medium. It may be a removable recording medium or a built-in recording medium.

記録再生部222は、記録媒体221から静止画データや動画データを再生する。更に、記録再生部222は、静止画や動画データを制御部210から受信し、記録媒体221に記録する。   The recording / reproducing unit 222 reproduces still image data and moving image data from the recording medium 221. Furthermore, the recording and reproducing unit 222 receives still image and moving image data from the control unit 210 and records the data on the recording medium 221.

光源制御部230は、光源260が出力する光量を制御する。   The light source control unit 230 controls the amount of light output from the light source 260.

画像処理部240は、入力画像に対し様々な画像処理を施す。詳細に関しては後述する。   The image processing unit 240 performs various image processing on the input image. Details will be described later.

光変調素子制御部250は、赤色(R),緑色(G),青色(B)の各光変調素子270に電圧を印加し、制御するものであって、各光変調素子270の光強度を変調する。赤色(R)の光変調素子では赤色(R)の光強度を変調する。緑色(G)、青色(B)もそれぞれの色の光強度を変調する。   The light modulation element controller 250 applies voltage to each of the red (R), green (G), and blue (B) light modulation elements 270 to control the light intensity of each light modulation element 270. Modulate. The red (R) light modulation element modulates the red (R) light intensity. Green (G) and blue (B) also modulate the light intensity of each color.

光源260は、光変調素子270に光を供給する。   The light source 260 supplies light to the light modulation element 270.

光変調素子270は、光源260から照射された光強度を変調する。   The light modulation element 270 modulates the light intensity emitted from the light source 260.

色合成部280は、光変調素子270R、270G、270Bを経た赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の光を合成するものであり、例えば、ダイクロイックミラーやプリズムなどからなる。   The color synthesis unit 280 synthesizes red (R), green (G), and blue (B) light that has passed through the light modulation elements 270R, 270G, and 270B, and includes, for example, a dichroic mirror or a prism.

投影光学系281は、光源260から供給される光が赤色(R),緑色(G),青色(B)の各光変調素子270によって変調されたことで得られる光学像を投影画像として投影する。投影光学系281は、複数のレンズ、レンズ駆動用のアクチュエータからなり、レンズをアクチュエータにより駆動することで、投影画像の拡大、縮小、焦点調整などを行うことができ、この駆動は投影光学系制御部282によって行われる。   The projection optical system 281 projects an optical image obtained by modulating the light supplied from the light source 260 by the red (R), green (G) and blue (B) light modulation elements 270 as a projection image. . The projection optical system 281 includes a plurality of lenses and an actuator for driving the lens. By driving the lens with the actuator, the projection image can be enlarged, reduced, or focused, and this drive is controlled by the projection optical system. This is performed by the unit 282.

投影光学系制御部282は制御用のマイクロプロセッサからなり、投影光学系282を制御する。なお、投影光学系制御部282は専用のマイクロプロセッサである必要はなく、例えば、ROM212に記憶されたプログラムを制御部210が実行することにより、投影光学系制御部282の少なくとも一部の機能を制御部210が実現してもよい。   The projection optical system control unit 282 includes a control microprocessor and controls the projection optical system 282. Note that the projection optical system control unit 282 does not have to be a dedicated microprocessor. For example, the control unit 210 executes a program stored in the ROM 212 so that at least a part of the functions of the projection optical system control unit 282 is performed. The controller 210 may be realized.

撮像部291は、投影光学系が形成する投影画像を撮像する。また、制御部210の指示により、シャッタースピードや絞りなどの光学パラメータを変更する。   The imaging unit 291 captures a projection image formed by the projection optical system. Further, according to an instruction from the control unit 210, optical parameters such as a shutter speed and an aperture are changed.

撮像画像処理部292は、撮像部291が取得した撮像画像から投影面輝度分布を示す投影領域を切り出した投影領域切り出し画像を生成する。幾つか過去の撮像画像または投影領域切り出し画像を保存出来るようにメモリを保持している。   The captured image processing unit 292 generates a projection area cut out image obtained by cutting out a projection area indicating the projection surface luminance distribution from the captured image acquired by the imaging unit 291. A memory is held so that several past captured images or projection area cut-out images can be stored.

通信部293は、制御部210の制御に従って外部機器と制御信号や静止画データ、動画データなどを通信する。通信方法や規格に制限はなく、例えば、無線LAN、有線LAN、USB、Bluetooth(登録商標)などの1つ以上に準拠した通信を行うことができる。なお、画像入力部130が、HDMI(登録商標)に準拠している場合、通信部293は画像入力部220に接続された外部装置とCEC通信してもよい。また、画像入力部220の端子が、例えばHDMI(登録商標)端子であれば、その端子を介してCEC(Consumer Electronic Control)通信を行うものであっても良い。   The communication unit 293 communicates control signals, still image data, moving image data, and the like with an external device according to the control of the control unit 210. There is no limitation on the communication method and standard, and for example, communication conforming to one or more of wireless LAN, wired LAN, USB, Bluetooth (registered trademark) and the like can be performed. When the image input unit 130 conforms to HDMI (registered trademark), the communication unit 293 may perform CEC communication with an external device connected to the image input unit 220. If the terminal of the image input unit 220 is, for example, an HDMI (registered trademark) terminal, CEC (Consumer Electronic Control) communication may be performed via the terminal.

投影面輝度取得部294は、投影面輝度を取得する。投影面輝度の取得方法は後述する。   The projection plane luminance acquisition unit 294 acquires the projection plane luminance. The method of acquiring the projection plane luminance will be described later.

入力解析部295は、入力画像がHDR対応フォーマットかを判断する。例えば、入力がHDMI2.0aである場合、入力画像に付属されるInfoFrameを読み取り、入力画像がHDR対応(PQカーブ対応)なのかを判別する。InfoFrameはSMPTE ST.2086規格で詳細を提示されている。PQカーブに準じた画像が入力される場合、InfoFrameの型のひとつであるDynamic Range and Mastering内のEOTFに関する領域に、SMPTE ST.2084であることを示す情報が格納される。この情報を読み取ることで、HDR対応画像が入力されていることを判別することが出来る。また、判別手法はこれに限定するものではない。   The input analysis unit 295 determines whether the input image has a format compatible with HDR. For example, when the input is HDMI 2.0a, the InfoFrame attached to the input image is read, and it is determined whether the input image is HDR compatible (PQ curve compatible). InfoFrame is SMPTE ST. Details are presented in the 2086 standard. When an image conforming to the PQ curve is input, the SMPTE ST.B in the area related to EOTF in the Dynamic Range and Mastering, which is one of the InfoFrame types. Information indicating that it is 2084 is stored. By reading this information, it can be determined that the HDR compatible image has been input. Also, the determination method is not limited to this.

また、画像処理部240の内部構成の詳細を図2(b)に示す。   Further, the details of the internal configuration of the image processing unit 240 are shown in FIG.

補正目標階調変換特性算出部2401は、投影面輝度取得部294で取得した投影面輝度から補正目標階調変換特性を算出する。この補正目標階調変換特性とは、取得した投影面輝度に適応するようにPQカーブに準じて生成された階調変換特性のことである。   The correction target tone conversion characteristic calculation unit 2401 calculates a correction target tone conversion characteristic from the projection surface luminance acquired by the projection surface luminance acquisition unit 294. The correction target tone conversion characteristic is a tone conversion characteristic generated according to the PQ curve so as to be adapted to the acquired projection surface luminance.

輝度変換値算出部2402は、算出した補正目標階調変換特性と、投影装置20が予め保持しているある投影面輝度に適応するようにPQカーブに準じて生成された階調変換特性から、入力画像にかける輝度変換値を求める。この輝度変換値は、入力画像に適応すると、その出力に階調変換特性をかけた結果は、単純に入力画像に階調変換特性をかけた時の結果に比べ補正目標との相対誤差が小さくなり、出力結果が補正目標に近くなる。例えば、入出力特性が近似特性になる条件は、ある階調のMax輝度が補正目標に近づいているなどであり、この限りでは無い。   The luminance conversion value calculation unit 2402 uses the calculated correction target gradation conversion characteristics and the gradation conversion characteristics generated according to the PQ curve so as to adapt to a certain projection surface luminance held in advance by the projection device 20, Find the luminance conversion value to be applied to the input image. When this luminance conversion value is applied to the input image, the result obtained by multiplying the output by the gradation conversion characteristic has a smaller relative error with the correction target than the result obtained by simply applying the gradation conversion characteristic to the input image And the output result is close to the correction target. For example, the condition that the input / output characteristics become approximate characteristics is that the Max luminance of a certain gradation is close to the correction target, etc., and the condition is not limited to this.

輝度変換部2403は、輝度変換値算出部2402が求めた輝度変換値を入力画像に適応する。   The luminance conversion unit 2403 applies the luminance conversion value obtained by the luminance conversion value calculation unit 2402 to the input image.

階調変換特性処理部2404は、輝度レンジ変換部2403で出力した画像に対し、階調変換特性を用いて階調変換を行う。   The tone conversion characteristic processing unit 2404 performs tone conversion on the image output by the luminance range conversion unit 2403 using the tone conversion characteristic.

OSD重畳部2405は、入力画像にROM212に予め保持していた投影装置20の画質調整GUIやテストパターンなどのOSD(On Screen Display)を重畳する。   The OSD superimposing unit 2405 superimposes an OSD (On Screen Display) such as an image quality adjustment GUI and a test pattern of the projection device 20 held in advance in the ROM 212 on an input image.

これら画像処理部240内を構成しているモジュールの詳細な処理方法は後述する。   The detailed processing method of the modules constituting the inside of the image processing unit 240 will be described later.

<基本動作>
図3に示すフローチャートを用いて、本実施形態の投影装置20の基本動作を説明する。
<Basic operation>
The basic operation of the projection apparatus 20 of the present embodiment will be described using the flowchart shown in FIG.

図3のフローチャートに示す各ステップの動作は基本的に、制御部210がROM212に記憶されたプログラムを実行して、図2に示した機能ブロックを制御することにより実現される。   The operation of each step shown in the flowchart of FIG. 3 is basically realized by the control unit 210 executing a program stored in the ROM 212 to control the functional blocks shown in FIG.

図3は、操作部213や外部装置を通じて投影装置20の電源オンの指示が入力された時点からの処理を示している。   FIG. 3 illustrates processing from the time when an instruction to turn on the power of the projection apparatus 20 is input through the operation unit 213 or an external device.

電源オンの指示が入力されると制御部210は、不図示の電源部に投影装置20の各部に電源を供給させる。   When an instruction to turn on the power is input, the control unit 210 causes the power supply unit (not shown) to supply power to each unit of the projection apparatus 20.

次に制御部210は、投影装置20の表示モードを判定する(S301)。表示モードは例えば操作部213や外部装置から指定され、本実施形態の投影装置20の表示モードは、「入力画像表示モード」、「ファイル再生表示モード」、「ファイル受信表示モード」のいずれかとするが、これらに限定されない。「入力画像表示モード」において投影装置20は、画像入力部220より入力された映像信号に基づく画像を表示する。「ファイル再生表示モード」において投影装置20は、記録再生部222により記録媒体221から読み出されたデータに基づく画像を表示する。また、「ファイル受信表示モード」において投影装置20は、通信部293から受信したデータに基づく画像を表示する。なお、電源投入時の表示モードは、前回終了時の表示モードや予め定められた表示モードであってもよい。この場合、必ずしもユーザによる表示モードの指定は必要でない。   Next, the control unit 210 determines the display mode of the projection device 20 (S301). The display mode is specified from, for example, the operation unit 213 or an external device, and the display mode of the projection apparatus 20 of the present embodiment is any one of “input image display mode”, “file playback display mode”, and “file reception display mode”. However, it is not limited to these. In the “input image display mode”, the projection device 20 displays an image based on the video signal input from the image input unit 220. In the “file reproduction display mode”, the projection device 20 displays an image based on the data read from the recording medium 221 by the recording / reproducing unit 222. In the “file reception display mode”, the projection device 20 displays an image based on the data received from the communication unit 293. The display mode at the time of power on may be the display mode at the end of the previous time or a predetermined display mode. In this case, it is not always necessary to specify the display mode by the user.

ここでは、S301での判定の結果、表示モードが「入力画像表示モード」であるものとして説明する。   Here, it is assumed that the display mode is the “input image display mode” as a result of the determination in S301.

「入力画像表示モード」の場合、制御部210は、画像入力部220から映像信号が入力されているか否かを判定し(S302)、入力されていると判定されなければ待機し、入力されていると判定されれば処理をS303に進める。   In the "input image display mode", the control unit 210 determines whether a video signal is input from the image input unit 220 (S302), and if not determined to be input, it waits and is input. If it is determined that there is, the process proceeds to step S303.

S303で制御部210は投影処理を実行する。制御部210は、画像入力部220から入力された映像信号を画像処理部240に送信し、画像処理部240に1画面分の画像を生成させる。画像処理部240は、映像信号に対して必要な変形処理(例えば画素数、フレームレート、形状)を適用して、1画面分の画像を生成し、光変調素子制御部250に送信する。光変調素子制御部250は、受信した1画面分の画像の各画素の赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色成分の階調レベルに対応した透過率となるように、光変調素子270R、270G、270Bの各画素の透過率を制御する。   In step S303, the control unit 210 executes projection processing. The control unit 210 transmits the video signal input from the image input unit 220 to the image processing unit 240, and causes the image processing unit 240 to generate an image of one screen. The image processing unit 240 applies a necessary deformation process (for example, the number of pixels, a frame rate, and a shape) to the video signal to generate an image for one screen, and transmits the image to the light modulation element control unit 250. The light modulation element control unit 250 is configured to obtain the transmittance corresponding to the gradation level of each color component of red (R), green (G) and blue (B) of each pixel of the received image for one screen. The transmittance of each pixel of the light modulation elements 270R, 270G, and 270B is controlled.

また、光源制御部230は、光源260からの光の出力を例えば撮像部291で得られた画像に基づく周囲の明るさに基づいて制御する。光源260から出力された光は赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の光に分離され、光変調素子270R、270G、270Bの光源として供給される。光変調素子270R、270G、270Bで画素ごとに透過率が制御された各色の光は、色合成部280で合成され、投影光学系281を介して投影される。   In addition, the light source control unit 230 controls the output of the light from the light source 260 based on, for example, the brightness of the surroundings based on the image obtained by the imaging unit 291. The light output from the light source 260 is separated into red (R), green (G), and blue (B) light, and is supplied as a light source of the light modulation elements 270R, 270G, and 270B. The light of each color whose transmittance is controlled for each pixel by the light modulation elements 270R, 270G, and 270B is combined by the color combining unit 280 and projected through the projection optical system 281.

制御部210は、投影処理におけるこれら各部における一連の動作を制御する。投影処理は、映像信号の入力が検出されなくなったり、表示の終了が指示されたりするまで、順次実行される。   The control unit 210 controls a series of operations in these units in the projection process. The projection processing is sequentially performed until the input of the video signal is not detected or the end of the display is instructed.

なお、S302〜S305の処理の間に、投影光学系281の画角(倍率)やフォーカスの変更指示が操作部213から入力されると、制御部210は、投影光学系281が有するアクチュエータを指示に応じて駆動する。   If, during the processing of S302 to S305, an instruction to change the angle of view (magnification) or focus of the projection optical system 281 is input from the operation unit 213, the control unit 210 instructs the actuator of the projection optical system 281. Drive according to.

S304で制御部210は、表示モードの切り替え指示が操作部213から入力されたか否かを判定し、入力されたと判定されればS210へ処理を戻し、入力されたと判定されなければS305へ処理を進める。なお、処理をS301に戻す場合、制御部210は、表示モードを選択させるためのメニュー画面をOSD画像として画像処理部240に送信し、投影中の画像にメニュー画面を重畳表示するように画像処理部240を制御する。ユーザは、重畳表示されたメニュー画面を操作部213を用いて操作し、所望の表示モードを選択することができる。   In step S304, the control unit 210 determines whether a display mode switching instruction is input from the operation unit 213. If it is determined that the display mode is input, the control unit 210 returns to step S210. Advance. When returning the process to S301, the control unit 210 transmits a menu screen for selecting a display mode as an OSD image to the image processing unit 240, and performs image processing so as to display the menu screen superimposed on the image being projected. The unit 240 is controlled. The user can operate the menu screen displayed in a superimposed manner using the operation unit 213 to select a desired display mode.

一方、S305で制御部210は、投影終了の指示が操作部213から入力されたか否かを判定し、入力されたと判定されなければS302に処理を戻し、入力されたと判定されれば電源部から各ブロックへの電源供給を停止させ、処理を終了する。以上の動作により、入力画像表示モードの投影装置20は画像入力部220から入力される映像信号に基づく画像を投影する。   On the other hand, in step S305, the control unit 210 determines whether or not an instruction to end projection is input from the operation unit 213. If it is not determined that the input is input, the process returns to step S302. The power supply to each block is stopped, and the process is ended. Through the above operation, the projection apparatus 20 in the input image display mode projects an image based on the video signal input from the image input unit 220.

なお、S301で表示モードが「ファイル再生表示モード」であると判定された場合、制御部210は、記録媒体221のファイルリストや各ファイルのサムネイルデータを記録再生部222に読み出させ、RAM211に一時的に記憶する。そして、制御部210は、RAM211に一時記憶されたファイルリストに基づく文字画像や各ファイルのサムネイルデータに基づいて、ファイル選択画面のデータを生成し、画像処理部240に送信する。そして、投影処理(S303)と同様の処理によってファイル選択画面が投影される。   If it is determined in S301 that the display mode is the "file reproduction display mode", the control unit 210 causes the recording and reproduction unit 222 to read the file list of the recording medium 221 and the thumbnail data of each file, and causes the RAM 211 to Memorize temporarily. Then, the control unit 210 generates file selection screen data based on the character image based on the file list temporarily stored in the RAM 211 and the thumbnail data of each file, and transmits the data to the image processing unit 240. Then, the file selection screen is projected by the same process as the projection process (S303).

操作部213や外部装置を通じ、ファイル選択画面から特定の画像ファイルを選択する指示が入力されると、制御部210は、選択された画像ファイルを再生するように記録再生部222を制御する。   When an instruction to select a specific image file is input from the file selection screen through the operation unit 213 or an external device, the control unit 210 controls the recording / reproducing unit 222 to reproduce the selected image file.

画像ファイルから再生された画像データは、記録再生部222から画像処理部240に送信され、画像処理部240、光変調素子制御部250、光源制御部230により、S303と同様の投影処理を通じて投影される。再生対象が動画であれば、フレームごとに再生および投影処理が順次実行される。制御部210は、投影光学系281に関する操作があった場合の動作や、S304やS305に示した動作も入力画像表示モードと同様に実行する。   The image data reproduced from the image file is transmitted from the recording / reproducing unit 222 to the image processing unit 240, and is projected by the image processing unit 240, the light modulation device control unit 250, and the light source control unit 230 through projection processing similar to S303. Ru. If the reproduction target is a moving image, reproduction and projection processing are sequentially performed for each frame. The control unit 210 executes the operation when there is an operation related to the projection optical system 281 and the operations shown in S304 and S305 as well as the input image display mode.

また、S301で表示モードが「ファイル受信表示モード」と判定された場合、制御部210は、通信部293から受信した静止画データや動画データを、ファイル再生表示モードで記録再生部222が再生した画像データと同様にして投影する。制御部210は、投影光学系281に関する操作があった場合の動作や、S304やS305に示した動作も入力画像表示モードと同様に実行する。   When the display mode is determined to be the “file reception display mode” in S301, the control unit 210 causes the recording and reproduction unit 222 to reproduce the still image data and the moving image data received from the communication unit 293 in the file reproduction display mode. Project in the same way as image data. The control unit 210 executes the operation when there is an operation related to the projection optical system 281 and the operations shown in S304 and S305 as well as the input image display mode.

次に、本実施形態の投影装置20におけるHDR画像の表示(投影)動作について説明する。図4に、本実施形態の投影処理に関するフローチャートを示す。   Next, an HDR image display (projection) operation in the projection apparatus 20 of the present embodiment will be described. FIG. 4 shows a flowchart relating to the projection processing of the present embodiment.

まずに、制御部210の指示により、入力解析部295は入力画像がHDR画像なのかを判別する(S401)。入力インターフェースがHDMI2.0aの場合は、前述の通り、InfoFrame内の、EOTFに関する情報を見てST.2084信号なのかを見ることで確認することが出来る。前述の方法は一例であり、HDR画像であるか否かを判別する方法はこれに限定しない。   First, in accordance with an instruction from the control unit 210, the input analysis unit 295 determines whether the input image is an HDR image (S401). When the input interface is HDMI 2.0a, as described above, ST. This can be confirmed by looking at the 2084 signal. The above-described method is an example, and the method of determining whether the image is an HDR image is not limited to this.

判別の結果、入力画像がHDR画像であると判別した場合、処理は図4のフローチャートに則りS402に進む(以下、HDRモードと呼ぶ)。HDR画像では無い、すなわちSDR画像であると判別した場合、S408に進み、入力画像をSDR画像として扱う。   If it is determined that the input image is an HDR image as a result of the determination, the process proceeds to step S402 according to the flowchart of FIG. 4 (hereinafter, referred to as an HDR mode). If it is determined that the image is not an HDR image, that is, an SDR image, the process advances to step S408 to treat the input image as an SDR image.

S408で制御部210、画像処理部240、光変調素子制御部250、光源制御部230は、sRGBなど通常のダイナミックレンジを有する画像データ(SDR画像データ)の投影動作を実行する。この場合、図3のS302〜S305と同様の処理を実行すれば良いため、以下の説明を省略する。SDR画像データを対象とした一連の投影動作を、SDRモード動作と呼ぶ。   In step S408, the control unit 210, the image processing unit 240, the light modulation element control unit 250, and the light source control unit 230 execute a projection operation of image data (SDR image data) having a normal dynamic range such as sRGB. In this case, since the same processing as S302 to S305 in FIG. 3 may be executed, the following description is omitted. A series of projection operations targeting SDR image data is called an SDR mode operation.

S401でHDRモードであると判別した場合、制御部210の指示により、投影面輝度取得部294は投影面の輝度を取得する(S402)。取得方法は様々あるが、実施形態1では投影面輝度取得部294は、操作部213の不図示のリモコンやタッチパネル等からユーザに投影面の輝度を選択させるような操作をさせて取得する。例えば、投影面の輝度を選択させるGUIを入力画像にOSDとして重畳し、投影することでユーザに投影面輝度の選択肢を与え、不図示のリモコンで選択させる方法がある。図5(a)に投影面輝度をユーザに選択させる際のGUIの一例を示す。   When it is determined in S401 that the mode is the HDR mode, the projection surface luminance acquisition unit 294 acquires the luminance of the projection surface according to an instruction of the control unit 210 (S402). Although there are various acquisition methods, in the first embodiment, the projection plane luminance acquisition unit 294 acquires the projection plane luminance by performing an operation that allows the user to select the luminance of the projection plane from a remote controller (not shown) or a touch panel. For example, there is a method in which a GUI for selecting the luminance of the projection plane is superimposed as an OSD on the input image and projected to give the user an option of the projection plane luminance and to make a selection with a remote controller (not shown). FIG. 5A shows an example of a GUI for causing the user to select the projection plane luminance.

図5(a)に示すGUIにおいて、「動作モード」により、HDR画像を対象とした動作モード(HDRモード)か、SDR画像を対象とした動作モード(SDRモード)を選択することができる。また、「投影面輝度」によって、投影面上の輝度値を直接指定したりすることができる。項目名を選択する操作に応じて表示される予め用意された選択肢を選択することで各項目についての設定が可能である。例えば図5(a)では、項目「投影面輝度」が選択され、設定可能な4つの選択肢のうち、1000nitsが選択されている状態を示している。この状態で決定指示が入力されると、制御部210は選択肢の表示を終了し、投影面輝度として1000nitsが設定された状態の表示を行う。OSDの表示終了指示があった場合、制御部210は終了確認用の画面を表示させ、設定内容を保存するか保存せずに終了するかを選択させる。図5(a)記載のGUIにおいてHDRモードが設定された場合、制御部210は処理をS408に進めSDRとして画像処理をする代わりにS402に進め、HDR画像として取り扱う事ができる。   In the GUI shown in FIG. 5A, an “operation mode” can be used to select an operation mode for HDR images (HDR mode) or an operation mode for SDR images (SDR mode). Further, the "projection surface luminance" can directly specify the luminance value on the projection surface. Each item can be set by selecting a previously prepared option displayed according to the operation of selecting the item name. For example, FIG. 5A shows a state in which the item “projection surface luminance” is selected, and 1000 nits is selected out of four options that can be set. When the determination instruction is input in this state, the control unit 210 ends the display of the option, and displays a state in which 1000 nits is set as the projection surface luminance. When there is an instruction to end the display of the OSD, the control unit 210 displays an end confirmation screen, and selects whether to save the setting content or to end without saving. When the HDR mode is set in the GUI illustrated in FIG. 5A, the control unit 210 proceeds to S <b> 408, proceeds to S <b> 402 instead of performing image processing as SDR, and can handle it as an HDR image.

次に制御部210の指示により、補正目標階調変換特性算出部2401は補正目標階調変換特性を算出する。投影面の明るさから階調変換特性を算出する方法は、図1を用いて前述した為、省略する。   Next, in accordance with an instruction from the control unit 210, the corrected target tone conversion characteristic calculation unit 2401 calculates a corrected target tone conversion characteristic. The method of calculating the gradation conversion characteristic from the brightness of the projection plane has been described above with reference to FIG.

次に、制御部210の指示により、輝度変換値算出部2402は入力画像にかける輝度変換値を取得する(S404)。輝度変換値とは、ゲイン、LUT、ガンマなど入力画像にかけると入力画像の階調が変わるもの全般を指す。輝度変換値は入力画像にかけることによって、投影面輝度の違いによるPQカーブに準じた階調変換特性の違いを吸収することが出来る。図6は、輝度変換値の算出方法を説明する為の概略図である。図6を用いて輝度変換値の算出方法を説明する。   Next, in accordance with an instruction from the control unit 210, the luminance conversion value calculation unit 2402 acquires a luminance conversion value to be applied to the input image (S404). The luminance conversion value generally indicates that the gradation of the input image changes when it is applied to the input image, such as gain, LUT, and gamma. By applying the luminance conversion value to the input image, it is possible to absorb the difference of the gradation conversion characteristics according to the PQ curve due to the difference of the projection surface luminance. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a method of calculating a luminance conversion value. A method of calculating the luminance conversion value will be described with reference to FIG.

図6の横軸は入力画像の階調値N、縦軸はPQカーブに準じて階調変換した時の出力階調値E’である。   The horizontal axis in FIG. 6 is the gradation value N of the input image, and the vertical axis is the output gradation value E 'when gradation conversion is performed according to the PQ curve.

また、図6の太線は投影装置20が予め保持している、ある投影面輝度に適応するようにPQカーブに準じて生成された階調変換特性である。さらに、細線はS403の工程で算出した補正目標階調変換特性である。例えば、投影装置20に設定されていた階調変換特性が適応出来る投影面輝度が、実際の投影面輝度よりも大きかった場合、図6のように太線と細線で示した階調変換特性の形状に差が生じる。前述の輝度変換値を用いることで、この階調変換特性の形状の差を埋めることが出来る。   Also, the thick line in FIG. 6 is a tone conversion characteristic generated according to the PQ curve so as to be adapted to a certain projection surface luminance, which is held in advance by the projection device 20. Further, the thin line is the corrected target gradation conversion characteristic calculated in step S403. For example, when the projection surface luminance to which the gradation conversion characteristics set in the projection device 20 can be applied is larger than the actual projection surface luminance, the shape of the gradation conversion characteristics shown by thick and thin lines as shown in FIG. There will be a difference. By using the luminance conversion value described above, it is possible to fill in the difference in shape of the gradation conversion characteristics.

図6細線で示した補正目標階調変換特性の出力階調E’が1.0となるときの最小入力階調値をPA、太線で示した投影装置20が予め保持した階調変換特性の出力階調E’が1.0となるときの最小入力階調値をPBとする。この時、輝度変換値Gは式(3)で求まる。   The minimum input tone value when the output tone E ′ of the correction target tone conversion characteristic shown by the thin line in FIG. 6 is 1.0 is PA, and the tone conversion characteristic of the projection device 20 shown in bold is held in advance Let PB be the minimum input tone value when the output tone E ′ is 1.0. At this time, the luminance conversion value G is obtained by the equation (3).

このように求めた輝度変換値Gを入力画像にかけてから、もともと投影装置20が保持していた階調変換特性をかけると、補正目標階調変換特性を入力画像にかけた結果と近い結果が得られる。   When the gradation conversion characteristic G originally obtained by applying the luminance conversion value G thus obtained to the input image is applied, a result close to the result of applying the corrected target gradation conversion characteristic to the input image can be obtained. .

本実施形態ではゲインは出力階調E’が1.0となる時の入力階調の値から求めたがこの限りでは無い。また、上記の方法では入力階調NがPAの時は補正目標階調変換特性と同じ出力階調1.0になるが、PAより低階調では一致しない可能性がある。PAより低階調の変換精度を向上させるために、輝度変換値Gを複数点で構成されたLUTで持っても良い。   In this embodiment, the gain is obtained from the value of the input tone when the output tone E 'is 1.0, but the gain is not limited to this. Further, in the above method, when the input tone N is PA, the output tone 1.0 is the same as the correction target tone conversion characteristic, but there is a possibility that they will not match at a tone lower than PA. In order to improve the conversion accuracy of gradation lower than that of PA, the luminance conversion value G may be provided by a LUT constituted by a plurality of points.

前述のS403とS404の手順では、投影装置20内部で輝度変換値Gを投影面輝度と、階調変換特性から算出している。しかし、毎回計算する手間がかかってしまう為、投影面輝度と輝度変換値Gを1対1対応させた輝度変換LUTを予めROM212に保持し、LUTを用いることで投影面輝度に応じて輝度変換値Gにすぐに変換出来るようにし、計算の手間を省いても良い。   In the above-described procedures of S403 and S404, the luminance conversion value G is calculated from the projection surface luminance and the gradation conversion characteristic inside the projection device 20. However, since it takes time to calculate each time, a luminance conversion LUT in which the projection plane luminance and the luminance conversion value G are in one-to-one correspondence is held in the ROM 212 in advance, and luminance conversion is performed according to the projection plane luminance by using the LUT. It may be possible to convert it to the value G immediately and save the trouble of calculation.

前述の手法で輝度変換値Gと階調変換特性を用いると、特許文献2のように投影面輝度に応じて階調変換特性を毎回書き換える構成と比較し、メモリを削減することが出来る。
図7に、本実施形態のメモリ削減量の概略図を示す。図7では一例として、HDR対応出来る投影面輝度は10種類とし、階調変換特性はPQカーブで既定されている12bit(=4095階調)のLUTであるとする。
When the luminance conversion value G and the gradation conversion characteristic are used in the above-described method, the memory can be reduced as compared with the configuration in which the gradation conversion characteristic is rewritten every time according to the projection plane luminance as in Patent Document 2.
FIG. 7 shows a schematic diagram of the memory reduction amount of the present embodiment. In FIG. 7, as an example, it is assumed that there are 10 types of projection plane luminances that can support HDR, and the gradation conversion characteristic is a 12-bit (= 4095 gradation) LUT defined by the PQ curve.

図7の上段は輝度変換値を使わない従来の手法であり、投影面輝度に合わせて階調変換特性を更新する場合におけるメモリ使用量の概算を示す。白い四角はLUTの1要素を示しており、LUTの階調分存在する。図7上段に示すように、輝度変換値を使用せず、階調変換特性の方を更新できるように10種のLUTを保持すると、LUTの1要素、すなわち四角の数は40950個となる。   The upper part of FIG. 7 shows a conventional method that does not use the luminance conversion value, and shows an approximation of the memory usage when updating the gradation conversion characteristic in accordance with the projection surface luminance. The white squares indicate one element of the LUT, and the gradations of the LUT exist. As shown in the upper part of FIG. 7, when ten types of LUTs are held so that the gradation conversion characteristics can be updated without using the luminance conversion value, the number of one element of the LUT, that is, the number of squares is 40950.

一方、図7下段に示すように本実施形態のように輝度変換値を使用する場合、投影面輝度の違いによる階調変換特性の形状の違いは輝度変換値で補うため、輝度変換値はHDR対応出来る投影面輝度の種類の10種分必要となる。前述の手法では輝度変換値はあるゲイン値である為、10個のゲイン値を保持すれば良い。図7は簡単の為、輝度変換値と、階調変換特性を構成するLUTの1要素は同じbit数と考え、同じ四角で表現しているが、bit数が異なっていても良い。また、輝度変換値を使用する場合、階調変換特性はある投影面輝度においてHDR対応出来る、基準となるLUTを1種類保持すれば良い。結果、図7下段に示すように、輝度変換値使用時の四角の数は4105となる。すなわち、図7の前提条件のもと、メモリ削減量を計算すると約10%となる。すなわち、輝度変換値を用いると、従来例と比較し、メモリ増加を抑えつつ、投影面上の明るさの変化に対しHDRの階調表現が可能となる。   On the other hand, as shown in the lower part of FIG. 7, when using the brightness conversion value as in the present embodiment, the difference in the shape of the gradation conversion characteristics due to the difference in projection plane brightness is compensated by the brightness conversion value, so the brightness conversion value is HDR. Ten types of projection surface brightness types that can be handled are required. In the above-described method, since the luminance conversion value is a certain gain value, it is sufficient to hold 10 gain values. In FIG. 7, for the sake of simplicity, the luminance conversion value and one element of the LUT constituting the gradation conversion characteristic are considered to have the same number of bits and are represented by the same square, but the number of bits may be different. Further, in the case of using the luminance conversion value, it is sufficient to hold one type of LUT as a reference, which can cope with HDR at a certain projection surface luminance in the gradation conversion characteristic. As a result, as shown in the lower part of FIG. 7, the number of squares when using the luminance conversion value is 4105. That is, under the precondition of FIG. 7, the memory reduction amount is about 10% when calculated. That is, when the luminance conversion value is used, it becomes possible to express the gradation of HDR with respect to the change of the brightness on the projection plane while suppressing the memory increase as compared with the conventional example.

次に、制御部210の指示により、輝度変換部2403は入力画像に取得した輝度変換値をかけて階調変換をする(S405)。入力画像のRGB各色に同値の輝度変換値をかけて変換を行う。前述のように、投影面輝度は投影装置20が予め保持する階調変換特性でHDR変換出来る輝度よりも小さい場合、輝度変換値は1より大きくなる。輝度変換値をかけたことで階調値が飽和した場合は最大階調値でクリップをする。   Next, in accordance with an instruction from the control unit 210, the luminance conversion unit 2403 performs gradation conversion by multiplying the input image with the acquired luminance conversion value (S405). Conversion is performed by applying the same luminance conversion value to each RGB color of the input image. As described above, when the projection plane luminance is smaller than the luminance that can be HDR converted by the gradation conversion characteristic held in advance by the projection device 20, the luminance conversion value becomes larger than one. When the gradation value is saturated by applying the luminance conversion value, clipping is performed at the maximum gradation value.

次に、制御部210の指示により、階調変換特性処理部2404はS405の出力結果に階調変換特性に従って階調変換をする(S406)。前述の通り、輝度変換値をかけた入力画像に対し、階調変換特性に基づいた階調変換を施すと、入力画像に補正目標階調変換特性をかけた時と近い出力画像が得られる。すなわち、取得した投影面輝度におけるHDR対応の画像を作成した時と近い結果が得られていることになる。   Next, according to an instruction from the control unit 210, the gradation conversion characteristic processing unit 2404 performs gradation conversion on the output result of S405 according to the gradation conversion characteristic (S406). As described above, when gradation conversion based on the gradation conversion characteristics is performed on the input image multiplied by the luminance conversion value, an output image close to that obtained when the corrected target gradation conversion characteristics are applied to the input image is obtained. That is, a result close to that obtained when an HDR-compatible image with the obtained projection plane luminance is created.

最後に、制御部210の指示により、光変調素子制御部250はS406の工程で作成した画像に合わせた光変調率を光変調素子270RGBに設定することで、生成した画像を投影する(S407)。   Finally, in accordance with an instruction from the control unit 210, the light modulation element control unit 250 projects the generated image by setting the light modulation factor matched to the image created in step S406 to the light modulation element 270RGB (S407). .

以上の工程を経て、投影面輝度の変化に追従し、HDR画像生成して、投影することが出来る。   Through the above steps, the HDR image can be generated and projected following the change in the projection plane luminance.

また、S402の工程で投影面輝度を図5(a)のGUIから直接入力してもらい、取得したが、他の投影環境や投影装置20の画質設定値から得られる明るさ情報を含む設定値を取得し、投影面の明るさをそれらの情報から求めても良い。図5(b)(c)に投影面の明るさ情報を含む設定値の設定GUIの一例を示す。以下では図5(b)を入力設定画面、図5(c)を映像設定画面と呼ぶ。   In addition, the projection plane brightness is directly input from the GUI of FIG. 5A and obtained in step S402, but the setting value includes brightness information obtained from the other projection environments and the image quality setting values of the projection apparatus 20. And the brightness of the projection plane may be obtained from the information. FIGS. 5B and 5C show an example of a setting value setting GUI including brightness information of the projection plane. Hereinafter, FIG. 5B is referred to as an input setting screen, and FIG. 5C is referred to as a video setting screen.

図5(b)に示す入力設定画面における、「動作モード」は図5(a)に記載のものと同じ機能である為、説明を省略する。
入力設定画面に記載の、「投影サイズ」によって、(予め定められた距離における)投影装置20による投影像の大きさを指定したり、「スクリーンゲイン」によって、スクリーンゲイン(反射率)を指定したりすることができる。項目名を選択する操作に応じて表示される予め用意された選択肢を選択することで各項目についての設定が可能である。例えば図5(b)では、項目「投影サイズ」が選択され、設定可能な3つの選択肢のうち、150インチが選択されている状態を示している。同様に、項目「スクリーンゲイン」では、選択可能な2つの選択肢のうち、ゲイン値1.5が選択されている状態を示している。この状態で決定指示が入力されると、制御部210は選択肢の表示を終了し、投影サイズとして150インチ、スクリーンゲイン1.5が設定された状態の表示を行う。なお、タブの選択により入力設定画面を映像設定画面(図5(c)や情報表示画面に切り替えることができる。
The “operation mode” in the input setting screen shown in FIG. 5B has the same function as that shown in FIG.
Designate the size of the image projected by the projection device 20 (at a predetermined distance) by "Projection size" described in the input setting screen, or designate screen gain (reflectance) by "Screen gain". Can be. Each item can be set by selecting a previously prepared option displayed according to the operation of selecting the item name. For example, FIG. 5B shows that the item “projection size” is selected, and 150 inches is selected among the three options that can be set. Similarly, the item "screen gain" indicates a state in which a gain value of 1.5 is selected out of two selectable options. When a determination instruction is input in this state, the control unit 210 ends the display of options, and displays a state in which 150 inches as the projection size and the screen gain 1.5 are set. Note that the input setting screen can be switched to the video setting screen (FIG. 5C or the information display screen) by selecting the tab.

一方、図5(c)に示す映像設定画面で設定可能な項目のうち、「投影モード」、「明るさ」、「コントラスト」、「ガンマ」、「ランプモード」の設定値は発光量に影響する。そのため、投影面輝度取得部294は、これら項目に関する現在設定値に応じた映像設定パラメータの値を決定する。プロジェクタ光量や、設定値と映像設定パラメータの値係数との関係は、例えばROM212や投影面輝度取得部294の内部など、投影面輝度取得部294がアクセス可能な不揮発性記憶装置に記憶しておくことができる。   On the other hand, among the items that can be set on the video setting screen shown in FIG. 5C, the setting values of “projection mode”, “brightness”, “contrast”, “gamma”, and “lamp mode” affect the light emission amount. To do. Therefore, the projection plane brightness acquisition unit 294 determines the value of the video setting parameter according to the current setting value regarding these items. The projector light quantity and the relationship between the setting value and the value coefficient of the video setting parameter are stored in a non-volatile storage device accessible by the projection plane luminance acquisition unit 294 such as the ROM 212 or the projection plane luminance acquisition unit 294, for example. be able to.

なお、「投影モード」は例えば「プレゼンテーションモード」と「スタンダードモード」のいずれかを設定可能であるものとする。ここで、「プレゼンテーションモード」は映像設定パラメータ1に、「スタンダードモード」は「プレゼンテーションモード」より低い値の映像設定パラメータ(例えば0.9)に対応するものとする。また、「ランプモード」は、「通常」と「省エネルギー」のいずれかを設定可能であり、「通常」は映像設定パラメータ1に、「省エネルギー」は「通常」より低い映像設定パラメータ(例えば0.9)に対応するものとする。他の項目についても同様に、設定可能な値と、対応する映像設定パラメータとの関係が予め定められている。そのため、投影面輝度取得部294は、各項目の設定値に対応する映像設定パラメータの値を乗じることにより、最終的な映像設定パラメータの値を決定することができる。なお、ここで述べた、光量に影響する設定項目の種類や設定値と映像設定パラメータとの関係は単なる例示であり、これらに限定されない。また、最終的な映像設定パラメータの値は、予め記憶された、設定値の組み合わせと映像設定パラメータの値との対応を参照して求めるなど、他の方法で求めてもよい。   Note that, for example, either “Presentation mode” or “Standard mode” can be set as the “projection mode”. Here, the "presentation mode" corresponds to the video setting parameter 1, and the "standard mode" corresponds to the video setting parameter (for example, 0.9) having a value lower than that of the "presentation mode". The “lamp mode” can be set to either “normal” or “energy saving”. “Normal” is a video setting parameter 1 and “energy saving” is a video setting parameter lower than “normal” (for example, 0. 0). It shall correspond to 9). Similarly, for other items, a relationship between a settable value and a corresponding video setting parameter is determined in advance. Therefore, the projection plane luminance acquisition unit 294 can determine the final image setting parameter value by multiplying the image setting parameter value corresponding to the setting value of each item. The relationship between the types of setting items that affect the light amount and the setting values and the image setting parameters described above is merely an example, and is not limited to these. In addition, the final image setting parameter value may be obtained by another method such as obtaining by referring to the correspondence between the combination of setting values and the image setting parameter value stored in advance.

図5(b)(c)で示した設定値を用いて、投影面輝度取得部294は、予め定められたプロジェクタ光量、受信した投影サイズ、スクリーンゲイン、決定した映像設定パラメータ、に基づいて、例えば以下の式(4)に従って投影面輝度を算出する。なお、投影サイズの単位がインチであれば、投影面輝度取得部294は平方メートル単位に換算して式(4)に適用する。   Using the setting values shown in FIGS. 5B and 5C, the projection plane luminance acquisition unit 294, based on the predetermined projector light amount, the received projection size, the screen gain, and the determined video setting parameter, For example, the projection plane luminance is calculated according to the following equation (4). In addition, if the unit of the projection size is inch, the projection surface luminance acquisition unit 294 converts it into square meter units and applies it to Equation (4).

ここで、プロジェクタ光量は、仕様上の値(例えばJIS X 6911: 2015による測定値)であってよい。光量が設定によって変化する場合には、予め定めた基準光量とする。式(4)により、現在の設定で実現される投影面の最大輝度が得られる。   Here, the projector light quantity may be a value on the specification (for example, a measured value according to JIS X 6911: 2015). When the light amount changes depending on the setting, a predetermined reference light amount is set. Equation (4) gives the maximum brightness of the projection plane realized with the current settings.

以上工程を経ることで、ユーザが設定した投影面の明るさ情報を含む設定値から投影面上輝度を取得し、投影面輝度に準じたHDR画像を生成することが出来る。   Through the above steps, it is possible to acquire the on-plane luminance from the setting value including the brightness information of the projection plane set by the user, and to generate the HDR image according to the projection-plane luminance.

<第2の実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

本実施形態は、図4のS402で実行する投影面輝度レンジの取得処理を除いて第1実施形態と同様であってよいため、以下では本実施形態における投影面輝度の取得処理について、図8(a)に示すフローチャートを用いて説明する。   Since the present embodiment may be the same as the first embodiment except for the projection plane luminance range acquisition process executed in S402 of FIG. 4, the projection plane luminance acquisition process in the present embodiment will be described below with reference to FIG. It demonstrates using the flowchart shown to (a).

本実施形態では、投影光学系281の合焦距離を用いて投影面輝度を取得する。   In the present embodiment, projection plane luminance is acquired using the focusing distance of the projection optical system 281.

制御部210の指示により、投影面輝度取得部294は、光学系制御部282から投影光学系281のフォーカスレンズ位置とズームレンズ位置を取得する(S801)。これらのレンズ位置は制御部210が光学系制御部282から取得して投影面輝度取得部294に通知してもよい。   According to the instruction of the control unit 210, the projection surface luminance acquisition unit 294 acquires the focus lens position and the zoom lens position of the projection optical system 281 from the optical system control unit 282 (S801). These lens positions may be acquired by the control unit 210 from the optical system control unit 282 and notified to the projection plane luminance acquisition unit 294.

次に、制御部210の指示により、投影面輝度取得部294は投影距離を算出する(S802)。例えば投影面輝度取得部294は、予めROM212に記憶したフォーカスレンズの焦点距離と、光変調素子270とフォーカスレンズとの最短距離を読み出す。図9(a)のように、光変調素子270と、投影光学系281に含まれ、範囲aで移動するフォーカスレンズ283との最短距離をAとする。また、フォーカスレンズの焦点距離をFとする。   Next, according to an instruction from the control unit 210, the projection plane luminance acquisition unit 294 calculates a projection distance (S802). For example, the projection surface luminance acquisition unit 294 reads the focal length of the focus lens stored in the ROM 212 in advance and the shortest distance between the light modulation element 270 and the focus lens. As shown in FIG. 9A, let A be the shortest distance between the light modulation element 270 and the focusing lens 283 which is included in the projection optical system 281 and moves in the range a. Also, let F be the focal length of the focus lens.

S801で取得したフォーカスレンズ位置は、図9(a)に示す位置を0とした距離を示すため、フォーカスレンズ位置と、光変調素子270とフォーカスレンズとの最短距離Aとから、フォーカスレンズと光変調素子270との現在距離A’が分かる。光変調素子270、投影光学系281のフォーカスレンズ283、スクリーン900の位置関係を図9(b)に示す。投影面輝度取得部294は、距離A’とフォーカスレンズ283の焦点距離Fを用いて、レンズの公式、式(5)から、フォーカスレンズ283からスクリーン900の間の距離、つまり投影装置20の投影距離Bを算出することができる。   Since the focus lens position acquired in S801 indicates a distance with the position shown in FIG. 9A being 0, the focus lens and the light are calculated from the focus lens position and the shortest distance A between the light modulation element 270 and the focus lens. The current distance A ′ to the modulation element 270 can be known. FIG. 9B shows the positional relationship between the light modulation element 270, the focus lens 283 of the projection optical system 281 and the screen 900. The projection plane luminance acquisition unit 294 uses the distance A ′ and the focal length F of the focus lens 283 to calculate the distance between the focus lens 283 and the screen 900, that is, the projection of the projection device 20, from the lens formula, equation (5). The distance B can be calculated.

次に、制御部210の指示により、投影面輝度取得部294は、例えば予めROM212に記憶したズームレンズ位置とズーム倍率との関係から、現在のズームレンズ位置をズーム倍率に変換する。そして、投影面輝度取得部294は、投影距離B、ズーム倍率、光変調素子270のサイズから、以下の式(6)に従って投影サイズを算出する(S803)。なお、光変調素子270のサイズは例えば面積[m]であってもよいし、縦横方向の大きさや、対角線の大きさとアスペクト比であってもよい。 Next, in accordance with an instruction from the control unit 210, the projection surface luminance acquisition unit 294 converts the current zoom lens position into a zoom magnification, for example, from the relationship between the zoom lens position and the zoom magnification stored in advance in the ROM 212. Then, the projection plane luminance acquisition unit 294 calculates the projection size from the projection distance B, the zoom magnification, and the size of the light modulation element 270 according to the following equation (6) (S803). The size of the light modulation element 270 may be, for example, the area [m 2 ], or may be the size in the vertical and horizontal directions, the size of the diagonal, and the aspect ratio.

次に、制御部210の指示により、投影面輝度取得部294は算出した投影サイズから投影面輝度を算出する(S804)。投影サイズを用いた投影面輝度の算出式は、第1実施形態の式(4)で説明した為、詳細な説明は割愛する。式(4)の投影サイズ以外の設定値の取得方法は第1実施形態と同じである。   Next, in accordance with an instruction from the control unit 210, the projection surface luminance acquisition unit 294 calculates projection surface luminance from the calculated projection size (S804). The calculation formula of the projection plane luminance using the projection size has been described in the formula (4) of the first embodiment, and thus the detailed description will be omitted. The method of acquiring setting values other than the projection size of equation (4) is the same as that of the first embodiment.

本実施形態によっても第1実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態では実際の投影距離に基づいて投影サイズを求めているため、投影装置20と投影面との距離が変化しうる場合、第1実施形態のように設定されている投影サイズを用いる場合よりも精度の良い投影面輝度を得ることができる。   According to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, in the present embodiment, since the projection size is obtained based on the actual projection distance, when the distance between the projection device 20 and the projection plane can be changed, the projection size set as in the first embodiment is used. It is possible to obtain projection plane brightness with higher accuracy than in the case of using.

なお、本実施形態では、フォーカスレンズの位置や焦点距離を用いて投影距離を算出したが、投影装置20が投影距離を直接測定する構成を備えてもよいし、他の任意の方法で投影距離を取得してもよい。   In the present embodiment, the projection distance is calculated using the position of the focus lens and the focal length. However, the projection apparatus 20 may be configured to directly measure the projection distance, or the projection distance may be determined by any other method. May be obtained.

<第3の実施形態>
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
Third Embodiment
Next, a third embodiment of the present invention will be described.

本実施形態は、図4のS402で実行する投影面輝度の取得処理を除いて第1実施形態と同様であってよいため、以下では本実施形態における投影面輝度の取得処理について、図8(b)に示すフローチャートを用いて説明する。   Since the present embodiment may be the same as the first embodiment except for the projection plane luminance acquisition process executed in S402 of FIG. 4, hereinafter, the projection plane luminance acquisition process in this embodiment will be described with reference to FIG. It demonstrates using the flowchart shown to b).

本実施形態では、投影光学系281の光軸方向(投影方向)を撮影可能に配置された撮像部291を用いて投影面輝度を取得する。   In the present embodiment, projection plane luminance is acquired using the imaging unit 291 disposed so as to be capable of photographing the optical axis direction (projection direction) of the projection optical system 281.

まず、制御部210の指示により、特定の画像(ここでは投影面輝度の最大値を取得するために、全画素の階調値が最大の白画像)を投影するように各部を制御した後、撮像部294に投影面の撮影を指示する(S811)。図10(a)は撮像部294で得られた画像1000を模式的に示している。画像1000において、1001はスクリーン、1002は白画像の投影像である。撮像部294は、撮影で得られた画像のデータを例えばRAM211に書き込む。   First, after controlling each unit to project a specific image (in this case, a white image having the maximum gradation value of all pixels in order to obtain the maximum value of the projection plane luminance) according to an instruction from the control unit 210, The imaging unit 294 is instructed to shoot the projection plane (S811). FIG. 10A schematically shows an image 1000 obtained by the imaging unit 294. In the image 1000, reference numeral 1001 denotes a screen, and reference numeral 1002 denotes a white image projection image. The imaging unit 294 writes image data obtained by shooting in the RAM 211, for example.

次に、制御部210の指示により、撮像画像処理部292はRAM211に保存された画像1000のうち、投影像1002の領域の画素値(階調値)を取得もしくは算出する(S812)。ここでは撮像部291の光軸と投影光学系281の光軸との位置関係から、画像1000における投影像1002の中心位置が既知であるものとする。従って撮像画像処理部292は画像1000のうち、投影像の中心位置の画素もしくは中心から所定範囲に含まれる画素の値に基づいて、投影像1002の階調値を算出する。あるいは、撮像画像処理部292は、画像1000に例えば二値化やハフ変換を適用して投影像1002の領域を検出し、領域内の全画素値に基づいて階調値を算出してもよい。撮像画像処理部292は例えば画素値を平均して階調値を算出することができるが、他の方法を用いて算出してもよい。   Next, in accordance with an instruction from the control unit 210, the captured image processing unit 292 acquires or calculates a pixel value (tone value) of the region of the projection image 1002 in the image 1000 stored in the RAM 211 (S812). Here, from the positional relationship between the optical axis of the imaging unit 291 and the optical axis of the projection optical system 281, it is assumed that the center position of the projected image 1002 in the image 1000 is known. Therefore, the captured image processing unit 292 calculates the tone value of the projected image 1002 based on the values of the pixels at the center position of the projected image or the pixels included in the predetermined range from the center in the image 1000. Alternatively, the captured image processing unit 292 may detect a region of the projection image 1002 by applying binarization or Hough transform, for example, to the image 1000, and calculate a gradation value based on all pixel values in the region. . For example, although the captured image processing unit 292 can calculate the gradation value by averaging pixel values, the gradation value may be calculated using another method.

最後に、制御部210の指示により、投影面輝度取得部294は、S812で算出した階調値を投影面輝度へ変換する(S813)。例えば図10(b)に示すような階調値と投影面輝度との関係を示すテーブルもしくは変換式を例えばROM212に予め保存しておくことができる。そして、投影面輝度取得部294は、階調値を用いてテーブルを参照するか、階調値を変換式に代入することにより投影面輝度に変換ことができる。変換テーブルは例えば投影装置20の出荷前に実測するなどしてROM212に保存しておく。なお、図10(b)の例では階調値255が投影面輝度2000[nit]に変換され、階調値と投影面輝度とが線形な関係を有するものとしているが、階調値に対する投影面輝度の値や、両者の変化特性はこれに限定されない。   Finally, in accordance with an instruction from the control unit 210, the projection surface luminance acquisition unit 294 converts the gradation value calculated in S812 into projection surface luminance (S813). For example, a table or a conversion equation indicating the relationship between the gradation value and the projection surface luminance as shown in FIG. 10B can be stored in advance in the ROM 212, for example. Then, the projection surface luminance acquisition unit 294 can convert the projection surface luminance by referring to the table using the gradation value or substituting the gradation value into a conversion formula. The conversion table is measured, for example, before shipment of the projection apparatus 20 and stored in the ROM 212. In the example of FIG. 10B, the gradation value 255 is converted to the projection plane luminance 2000 [nit], and the gradation value and the projection plane luminance have a linear relationship. The value of the surface brightness and the change characteristics of both are not limited to this.

以上のようにして、投影面輝度取得部294は投影面輝度を決定し、制御部210に通知する。   As described above, the projection plane luminance acquisition unit 294 determines the projection plane luminance and notifies the control unit 210 of it.

本実施形態によっても第1実施形態と同様の効果が得られる。また、例えば光源が領域ごとに設けられている場合には、光源に対応する領域ごとに投影面輝度を求めることができる。例えば投影像の領域を光源に対応する領域に分割し、分割した領域内の画素に基づいて領域ごとに階調値を求めて投影面輝度に変換すれば良い。   According to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. For example, when a light source is provided for each region, the projection plane luminance can be obtained for each region corresponding to the light source. For example, the area of the projected image may be divided into areas corresponding to the light sources, and gradation values may be obtained for each area based on the pixels in the divided areas and converted to projection plane luminance.

以上、本発明を例示的ないくつかの実施形態を用いて説明したが、本発明は実施形態に記載された特定の構成に限定されず、特許請求の範囲に規定される発明の範囲内で様々な変形及び変更が可能である。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using some exemplary embodiment, this invention is not limited to the specific structure described in embodiment, In the range of the invention prescribed | regulated by a claim Various modifications and variations are possible.

<第4の実施形態>
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
<Fourth Embodiment>
The present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program. Can also be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.

20 投影装置、210 制御部、220 画像入力部、240 画像処理部、
250 光変調素子制御部、260 光源、270 光変調素子、
281 投影光学系、294 投影面輝度取得部、295 入力解析部
20 projector, 210 control unit, 220 image input unit, 240 image processing unit,
250 light modulation element control unit, 260 light source, 270 light modulation element,
281 Projection optical system, 294 Projection plane luminance acquisition unit, 295 Input analysis unit

Claims (9)

投影装置であって、
投影する画像データの階調値と絶対輝度値との関係を規定する情報に基づいた第1の階調変換特性を取得する第1の取得手段と、
前記投影装置における投影面の最大輝度を取得する第2の取得手段と、
前記第1の階調変換特性と前記最大輝度とに基づいて、少なくとも一部の階調値において前記階調値と絶対輝度値との関係を満たすように第2の階調変換特性を生成する生成手段と、
前記第1の階調変換特性と第2の階調変換特性に基づいて、画像データの輝度レンジを変換した輝度レンジ変換画像を生成する輝度レンジ変換手段と、
前記輝度レンジ変換画像に第1の階調変換特性に基づいた階調変換を適用し、投影手段に供給する適用手段と、
を有し、前記輝度レンジ変換手段は前記適応手段で前記階調変換特性を適用した後の階調値が、前記画像データに第2の階調変換特性を適応した後の階調値に近づくように輝度レンジ変換画像を生成することを特徴とする投影装置。
A projection device,
First acquisition means for acquiring a first gradation conversion characteristic based on information defining a relationship between a gradation value of the image data to be projected and an absolute luminance value;
Second acquisition means for acquiring the maximum luminance of the projection surface in the projection apparatus;
A second gradation conversion characteristic is generated based on the first gradation conversion characteristic and the maximum luminance so that the relation between the gradation value and the absolute luminance value is satisfied in at least a part of the gradation values. Generating means;
Luminance range conversion means for generating a luminance range converted image obtained by converting the luminance range of the image data based on the first gradation conversion characteristic and the second gradation conversion characteristic;
Applying means for applying gradation conversion based on a first gradation conversion characteristic to the luminance range conversion image, and supplying the projection means to the projection means;
And the luminance range conversion means approaches a gradation value after the gradation conversion characteristic is applied by the adaptation means to a gradation value after the second gradation conversion characteristic is applied to the image data. As described above, a projection apparatus that generates a brightness range converted image.
前記第2の取得手段が、前記投影装置の予め定められた基準光量と、スクリーンゲインと、投影サイズとに基づいて前記投影面の最大輝度を取得することを特徴とする請求項1に記載の投影装置。 The said 2nd acquisition means acquires the maximum brightness | luminance of the said projection surface based on the predetermined | prescribed reference light quantity of the said projection apparatus, screen gain, and projection size. Projection device. 前記第2の取得手段が、前記投影装置の設定値によって定まる係数を用いて前記投影面の最大輝度を取得することを特徴とする請求項2に記載の投影装置。 The projection apparatus according to claim 2, wherein the second acquisition unit acquires the maximum luminance of the projection plane using a coefficient determined by a setting value of the projection apparatus. 前記第2の取得手段が、前記投影手段による投影距離と、前記投影手段が有する投影光学系のズーム倍率とに基づいて前記投影サイズを算出することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の投影装置。 4. The apparatus according to claim 2, wherein the second acquisition unit calculates the projection size based on a projection distance by the projection unit and a zoom magnification of a projection optical system of the projection unit. The projection device described. 前記第2の取得手段が、前記投影手段が有する投影光学系に含まれるフォーカスレンズの位置および焦点距離に関する情報に基づいて前記投影距離を算出することを特徴とする請求項4に記載の投影装置。 5. The projection apparatus according to claim 4, wherein the second acquisition unit calculates the projection distance based on information on the position and focal length of a focus lens included in a projection optical system included in the projection unit. . 前記第2の取得手段が、前記投影面を撮影した画像に基づいて前記投影面の最大輝度を取得することを特徴とする請求項1に記載の投影装置。 The projection apparatus according to claim 1, wherein the second acquisition unit acquires the maximum luminance of the projection plane based on an image obtained by photographing the projection plane. 前記投影面の画像を撮影する撮像手段をさらに有することを特徴とする請求項6に記載の投影装置。 7. The projection apparatus according to claim 6, further comprising an imaging unit configured to capture an image of the projection plane. 投影装置の制御方法であって、
第1の取得手段が、投影する画像データの階調値と絶対輝度値との関係を規定する情報に基づいた第1の階調変換特性を取得する工程と、
第2の取得手段が、前記投影装置における投影面の最大輝度を取得する工程と、
生成手段が、前記第1の階調変換特性と前記最大輝度とに基づいて、少なくも一部の階調値において前記階調値と絶対輝度値との関係を満たすように第2の階調変換特性を生成する工程と、
輝度レンジ変換手段が、前記情報と第2の階調変換特性に基づいて画像データの輝度レンジを変換した輝度レンジ変換画像を生成する工程と、
適用手段が、前記輝度レンジ変換画像に第1の階調変換特性に基づいた階調変換を適用して投影手段に供給する工程と、
を有し、前記輝度レンジ変換手段は前記適応手段で前記階調変換特性を適用した後の階調値が、前記画像データに第2の階調変換特性を適応した後の階調値に近づくように輝度レンジ変換画像を生成することを特徴とする投影装置の制御方法。
A method for controlling a projection device, comprising:
A first acquisition unit acquires a first gradation conversion characteristic based on information defining a relationship between a gradation value of image data to be projected and an absolute luminance value;
A second obtaining unit obtaining a maximum brightness of a projection surface in the projection apparatus;
A generation unit configured to generate a second gradation so that the relationship between the gradation value and the absolute luminance value is satisfied in at least a part of the gradation values based on the first gradation conversion characteristic and the maximum luminance; Generating a conversion characteristic;
Generating a luminance range converted image by converting the luminance range of the image data based on the information and the second gradation conversion characteristic;
Applying means for applying gradation conversion based on a first gradation conversion characteristic to the luminance range conversion image and supplying it to a projection means;
And the luminance range conversion means approaches a gradation value after the gradation conversion characteristic is applied by the adaptation means to a gradation value after the second gradation conversion characteristic is applied to the image data. As described above, a method for controlling a projection apparatus is characterized by generating a luminance range converted image.
投影装置が有するコンピュータが読み込み実行することで、請求項8の制御方法を機能させるためのプログラム。 The program for functioning the control method of Claim 8 by reading and running the computer which a projection apparatus has.
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