JP2019139130A - 画像投射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】投射画像の解像感の低下を抑えつつ画素ずれ補正を行う。【解決手段】画像投射装置は、複数の画素のそれぞれにより光を変調する複数の光変調素子１０７〜１０９と、映像信号に応じて、複数の光変調素子を駆動する駆動手段１０６と、複数の光変調素子により変調された複数の色光を重ね合わせて被投射面に投射して投射画像を表示する光学系１１１と、複数の色光の間の画素ずれを低減するように映像信号に対する補正処理を行う補正手段１０５と、映像信号の特性を検出する特性検出手段２０１とを有する。補正手段は、映像信号の特性に応じて、補正処理における映像信号に対する補正量を変更する、または補正処理を行うか否かを切り替える。【選択図】図１

Description

本発明は、液晶プロジェクタ等の画像投射装置に関する。

液晶プロジェクタのうち、ＲＧＢ用の３つの液晶パネル（光変調素子）より変調された３つの色光（Ｒ光、Ｇ光およびＢ光）を光学的に合成して被投射面に投射するものでは、３つの色光同士のずれにより被投射面上で画素ずれが生じる。特許文献１には、色光ごとの投射画像の位置を補正することで画素ずれを補正できるようにした画像投射装置が開示されている。特許文献１では、入力された映像信号に対して、色ごとに、液晶パネル上に表示される原画像の表示位置を補正する変形処理を行うことで画素ずれを補正する。

特許第４０８６０８１号公報

しかしながら、画素ずれ補正のための変形処理は、投射画像の解像感を低下させるおそれがある。特許文献１にて開示された画像投射装置では、映像信号の特性にかかわらず常時、画素ずれ補正を行うため、変形処理による解像感の低下が懸念される。

本発明は、投射画像の解像感の低下を抑えつつ画素ずれ補正を行えるようにした画像投射装置を提供する。

本発明の一側面としての画像投射装置は、複数の画素のそれぞれにより光を変調する複数の光変調素子と、映像信号に応じて、複数の光変調素子を駆動する駆動手段と、複数の光変調素子により変調された複数の色光を重ね合わせて被投射面に投射して投射画像を表示する光学系と、複数の色光の間の画素ずれを低減するように映像信号に対する補正処理を行う補正手段と、映像信号の特性を検出する特性検出手段とを有する。補正手段は、映像信号の特性に応じて、補正処理における映像信号に対する補正量を変更する、または補正処理を行うか否かを切り替えることを特徴とする。

本発明の他の一側面としての制御方法は、複数の画素のそれぞれにより光を変調する複数の光変調素子を有し、映像信号に応じて複数の光変調素子を駆動して、該複数の光変調素子により変調された複数の色光を重ね合わせて被投射面に投射して投射画像を表示する画像投射装置に適用される。該制御方法は、複数の色光間の画素ずれを低減するように映像信号に対する補正処理を行う補正ステップと、映像信号の特性を検出するステップとを有する。補正ステップにおいて、映像信号の特性に応じて、補正処理における映像信号に対する補正量を変更する、または補正処理を行うか否かを切り替えることを特徴とする。

なお、画像投射装置のコンピュータに上記制御方法に従う処理を実行させるコンピュータプログラムも、本発明の他の一側面を構成する。

本発明によれば、投射画像の解像感の低下を抑えつつ画素ずれを低減することができる。

本発明の実施例１および実施例２における画像処理装置の構成を示すブロック図。 実施例１における動きのある映像の例を示す図。 実施例１における動きのない映像の例を示す図。 実施例１における投射画像エリア内の代表点の例を示す図。 実施例１におけるαの例を示す図。 実施例１における変形処理の例を示す図。 実施例１における補間処理の例を示す図。 実施例１における画素ずれ補正処理の例を示す図。 実施例１における画素ずれ補正処理の別の例を示す図。 実施例１におけるαの時間変化の例を示す図。 実施例１におけるαの時間変化の別の例を示す図。 実施例１における画素ずれ補正処理を示すフローチャート。 本発明の実施例２におけるα_i,j，β_i,jの例を示す図。 実施例２におけるα_i,j、β_i,jの時間変化の例を示す図。 実施例２におけるα_i,j、β_i,jの時間変化の別の例を示す図。 本発明の実施例３および実施例４における画像処理装置の構成を示すブロック図。 実施例３における単色性がある例とない例を示す図。 実施例３における画素ずれ補正処理を示すフローチャート。 実施例４における単色性補正後の画素ずれ補正量を示す図。 実施例４におけるHOffset_i,j、VOffset_i,jの時間変化の例を示す図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

画像投射装置により投射する画像のうち、プレゼンテーション用の画像や電子看板（デジタルサイネージ）のように隣接画素の画素レベルが均一であることが多い（つまりは動きがない）画像においては、固定化しやすい細線や輪郭付近で画素ずれが視認され易い。このため、このような画像に対して画素ずれ補正処理を行うことは画質改善効果が大きい。一方、映画等、ほとんどの期間にわたって動きを伴う映像においては、映像とともに画素ずれが発生している領域も動き続けるために画素ずれが視認され難いため、映像信号が動きを有する場合には画素ずれ補正処理を行う必要性は低い。そこで、本実施例では、映像信号の特性の１つである動き量の大きさに応じた画像ずれ補正処理を行う。また、映像信号に動きがないときは、画素ずれ補正処理を行わない処理に切り替える。

図１は、本発明の実施例１である画像投射装置としての液晶プロジェクタの構成を示している。入力端子１０１に入力された映像信号は、映像入力回路１０２でその信号種別が判別され、アナログ映像信号であればＡ／Ｄ変換が行われた上で、デジタル映像信号であれば所定のフォーマットに変換される等した上で動き検出回路１０３に送られる。

特性検出手段としての動き検出回路１０３は、映像信号から動き量を検出する。動き検出回路１０３は、例えば、映像信号において連続する複数フレーム間の画素値の差分の合計値を動き量に相当するものとして出力する。図２に示すように複数フレーム間で大きな動きがある場合は、該フレーム間の画素値の差分の合計値が大きくなる。このため、大きな動き量を検出することができる。一方、図３に示すように複数フレーム間で動きが全く又はほとんどない場合は、該フレーム間の画素値の差分の合計値は小さくなる。このため、検出される動き量は小さくなる。

なお、映像信号（フレーム画像）を領域分割して、該領域ごとの動き量の重み付け平均値等を用いて動きを検出する注目領域を設定してもよい。また、上記のような画素値の差分の合計値に代えて、複数フレーム間で抽出した特徴点または特定オブジェクトの動きを動きベクトルとして検出し、該動きベクトルの大きさを動き量として出力してもよい。特定オブジェクトとしては、例えば図２および図３に示すような幾何学図形部分であってもよい。

動き検出回路１０３を通過した映像信号は映像処理回路１０４に入力される。映像処理回路１０４は、映像信号に対して後述する液晶パネルの駆動に適したフォーマットに変換する処理や、操作パネル１２１やリモートコントローラ（以下、リモコンという）１２２等を用いてユーザにより指示された処理を行う。これらの処理を受けた映像信号は、画素ずれ補正回路１０５に入力される。補正手段としての画素ずれ補正回路１０５は、映像信号に対して画素ずれ補正処理を行い、該補正処理後の映像信号をパネル駆動回路１０６に入力される。画素ずれ補正回路１０５が行う画素ずれ補正処理については後述する。

光源（ランプ）１１０を出射した白色光は、光学系１１１により３つの色光としてのＲ光、Ｇ光およびＢ光に分離され、色光ごとの液晶パネル１０７，１０８，１０９に導かれる。駆動手段としてのパネル駆動回路１０６は、光変調素子としての液晶パネル１０７，１０８，１０９によりその画素ごとに変調されたＲ光、Ｇ光およびＢ光が映像信号に応じた適切な輝度を有するように液晶パネル１０７，１０８，１０９を駆動する。すなわち、パネル駆動信号を各液晶パネルに供給する。パネル駆動信号を受けた各液晶パネルは、各色光を変調するための原画像を形成する。原画像は、画素ずれ補正回路１０５からの映像信号に応じて、該映像信号のフレームごとに形成される画像である。

液晶パネル１０７，１０８，１０９により変調されたＲ光、Ｇ光およびＢ光は、光学系１１１によって合成されてスクリーン（被投射面）２０１上にて重ね合わせられるように該スクリーン２０１に投射される。これにより、スクリーン２０１上にフルカラー画像としての投射画像が表示される。

画素ずれ補正回路１０５は、液晶パネル１０７，１０８，１０９上に形成される原画像を、スクリーン２０１上で３つの色光間に画素ずれが生じないように変形する処理として画素ずれ補正処理を行う。コントローラ１１１は、上記各回路の動作を制御する。

以下、画素ずれ補正処理について説明する。動き検出回路１０３は、ＲＧＢの色ごとに、図４に示す原画像内の複数の代表点における水平方向と垂直方向の動き量のそれぞれを検出する。ここにいう代表点は、原画像を複数に分割するように配置された複数の水平ラインと複数の垂直ラインとの交点である。

ユーザは操作パネル１１３またはリモコン１１４の操作（ユーザ操作）を通じて、各代表点について、互いに直交する２方向である水平方向と垂直方向のそれぞれの画素ずれ調整量設定する。具体的には、任意の入力画像もしくは画素ずれ調整用の内蔵テストパターンの投射画像を見て目視で設定する。画素ずれ補正回路１０５は、各代表点に対して設定された画素ずれ調整量を用いて、変形後（補正後）の画像の全座標(つまりは変形後画像を表示する液晶パネルの全画素の座標)のそれぞれに対応する変形前（補正前）の座標を算出する。すなわち、液晶パネル上の画素(x,y)のそれぞれに対応する変形前画像の画素(x’,y’)を算出し、該画素(x’,y’)の画素値を液晶パネル上の画素(x,y)に表示することで、液晶パネル上に変形後画像を表示する。

具体的には、画素ずれ補正回路１０５は、図４に示す原画像内の代表点(i,j)、(i+1,j)、(i,j+1)、(i+1,j+1)に対して画素ずれ補正量を色ごとに設定する。例えば、(i,j)のＲの水平方向の画素ずれ調整量をHr_i,j、垂直方向の画素ずれ調整量をVr_i,j、Ｇの水平および垂直方向の画素ずれ調整量をHg_i,j、Vg_i,j、Ｂの画素ずれ調整量をHb_i,j、Vb_i,jとする。なお、これらの画素ずれ調整量は、１画素単位でもよいし、１画素未満単位でもよい。

動き検出回路１０３は、図５に示すように、動き量が０である（動きがない）ときに１で、動き量の増加とともに減少して、動きがないときに０となる動き補正係数αを出力する。

画素ずれ補正回路１０５は、以下の式（１）に示すように、動き量に応じたＲの水平方向の画素ずれ補正量hr_i,j、hr_i+1,j、hr_i,j+1、hr_i+1,j+1および垂直方向の画素ずれ補正量vr_i,j、vr_i+1,j、vr_i,j+1、vr_i+1,j+1を、ユーザ設定の画素ずれ調整値に動き補正係数αを乗算することで算出する。なお、式（１）では、hr_i,j、vr_i,jのみを示している。

なお、hr_i,j、vr_i,jは、１画素単位でもよいし、１画素未満単位でもよい。この計算（αの乗算）により、画素ずれ補正回路１０５は、検出された動き量が大きいほど小さい画素ずれ補正量を用いて画素ずれ補正処理を行う。言い換えれば、検出された動き量が第１の動き量であるときは画素ずれ補正量が第１の補正量を設定し、検出された動き量が第１の動き量より大きい第２の動き量であるときは画素ずれ補正量を第１の補正量より小さい第２の補正量に設定する。

図６は、図４に示した原画像の変形の例を示す。変形後の原画像内での４つの座標(x,y)をするとき、該座標(x,y)に対応する変形前の原画像内での座標(x’,y’)は、射影変換により以下の式（２）により求められる。

である。

ここで、図６に示すように、変形後の原画像内での座標(x,y)の各色の輝度値は、変換前の原画像内での座標(x’,y’)の各色の輝度値とする。なお、(x’,y’)は整数でなくてもよい。

また、画素ずれ補正回路１０５は、図６に示すように、座標(x,y)の周辺座標x_i、y_i、x_i+1、y_i+1のそれぞれの色輝度値から、座標(x,y)の輝度値を求める補間演算を以下の式（３）を用いて行う。Ｒの補間演算は、線形補間によって以下のように行う。ＧおよびＢについても同様である。

以上説明した画素ずれ補正処理（変形処理）により、例えば図８に示すような１本の線としての原画像を変形すると、図９に示すような線の中心が画素と画素の間にずれて見えるように変形された原画像が得られる。

本実施例では、映像信号（原画像）に動きがない場合は画素ずれ補正量が色ごとに設定されることで、被投射面上で視認され易い複数の色間の画素ずれが低減（補正）される。このとき、図９に示すような変形処理は投射画像の解像感が低下を伴うが、映像信号が画素ずれの視認性があまり高くない動きのある映像を示す場合は、変形処理は行われず、図８に示すように解像感が維持される。

動き量に応じてαを変える場合に、急激な画素ずれの変化が視認される場合がある。このため、図１０に破線で例示したように、αを動き量の変化に完全に同期させるのではなく、図１１に実線で例示したように急激な変化をしない（滑らかに変化する）ように制御することが望ましい。

一方、シーンの切り替わりなどにおいては、急激な画素ずれが変化しても視認性への影響は少ない。そこで、通常は、入力映像におけるシーンの切り替わりを検出し、切り替わりが検出されない場合は急激な変化をしないように、切り替わりを検出した場合に図１０の破線のように急激な変化を許容するように制御してもよい。

図１２のフローチャートは、動き検出回路１０３および画素ずれ補正回路１０５が行う画素ずれ補正処理の流れを示している。コンピュータにより構成される動き検出回路１０３および画素ずれ補正回路１０５は、コンピュータプログラムに従って本処理を実行する。

ステップＳ１０１では、動き検出回路１０３は、映像信号（原画像）において検出した動き量が所定値以上か否かを判定する。動き量が所定値より小さい場合はステップＳ１０２に進み、所定値以上である場合はステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０２では、画素ずれ補正回路１０５は、映像信号に対して上述した画像ずれ補正処理を行う。そしてステップＳ１０４に進む。このとき、画素ずれ補正回路１０５は、動き検出回路１０３が出力するαに応じて、検出された動き量が大きいほど小さい画素ずれ補正量を用いて、言い換えれば動き量が小さいほど大きい画素ずれ補正量を用いて画素ずれ補正処理を行う画素ずれ補正処理を行う。

ステップＳ１０３では、画素ずれ補正回路１０５は、映像信号に対して画像ずれ補正処理を行わずにステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、画素ずれ補正回路１０５による画素ずれ補正処理が原画像の全領域に対して完了したか否かを判定し、完了していない場合はステップＳ１０１に戻って、次の領域に対するステップＳ１０１からの処理を行う。一方、画素ずれ補正処理が原画像の全領域に対して完了した場合は、本処理を終了する。

次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例における液晶プロジェクタの構成は、実施例１と同じである。本実施例では、動き検出回路１０３は、図４に示したように原画像を複数に分割するように配置された複数の水平ラインと複数の垂直ラインとの交点ごとに、該交点およびその近傍における水平方向の動き量と垂直方向の動き量のそれぞれを検出する。

以下、本実施例において画素ずれ補正回路１０５が行う画素ずれ補正処理について説明する。本実施例でも、ユーザは操作パネル１１３またはリモコン１１４の操作を通じて、ＲＧＢの色ごとに、図４に示した原画像内の複数の代表点について、互いに直交する２方向である水平方向と垂直方向のそれぞれの画素ずれ調整量を設定する。画素ずれ補正回路１０５は、各代表点に対して設定された画素ずれ調整量と動き検出回路１０３が出力するαを用いて、変形後の全座標のそれぞれに対応する変形前の座標を算出する。

具体的には、画素ずれ補正回路１０５は、図４に示す原画像内の代表点(i,j)、(i+1,j)、(i,j+1)、(i+1,j+1)に対して画素ずれ補正量を色ごとに設定する。例えば、(i,j)のＲの水平方向の画素ずれ調整量をHr_i,j、垂直方向の画素ずれ調整量をVr_i,j、Ｇの水平および垂直方向の画素ずれ調整量をHg_i,j、Vg_i,j、Ｂの画素ずれ調整量をHb_i,j、Vb_i,jとする。なお、これらの画素ずれ調整量は、１画素単位でもよいし、１画素未満単位でもよい。

動き検出回路１０３は、図１３（Ａ）に示すように、水平方向の動き量が０のとき（動きがない）ときに１で、水平方向の動き量の増加とともに減少して、動きがないときに０となる代表点ごとの動き補正係数α_i,jを出力する。また、動き検出回路１０３は、図１３（Ｂ）に示すように、垂直方向の動き量が０のとき（動きがない）ときに１で、垂直方向の動き量の増加とともに減少して、動きがないときに０となる代表点ごとの動き補正係数β_i,jを出力する。

画素ずれ補正回路１０５は、以下の式（４）に示すように、動き量に応じたＲの水平方向の画素ずれ補正量hr_i,j、hr_i+1,j、hr_i,j+1、hr_i+1,j+1および垂直方向の画素ずれ補正量vr_i,j、vr_i+1,j、vr_i,j+1、vr_i+1,j+1を、ユーザ設定の画素ずれ調整値に動き補正係数αを乗算することで算出する。なお、式（４）では、hr_i,j、vr_i,jのみを示している。

なお、hr_i,j、vr_i,jは、１画素単位でもよいし、１画素未満単位でもよい。この計算（α_i,j，β_i,jの乗算）により、画素ずれ補正回路１０５は、検出された動き量が大きいほど、小さい画素ずれ補正量を用いて画素ずれ補正処理を行う。言い換えれば、検出された動き量が第１の動き量であるときは画素ずれ補正量が第１の補正量を設定し、検出された動き量が第１の動き量より大きい第２の動き量であるときは画素ずれ補正量を第１の補正量より小さい第２の補正量に設定する。

実施例１と同様に、図６は、図４に示した原画像の変形の例を示す。変形後の原画像内での４つの座標(x,y)をするとき、該座標(x,y)に対応する変形前の原画像内での座標(x’,y’)は、射影変換により実施例１に示した式（２）により求められる。また、Ｒの補間演算は、線形補間によって式（３）のように行う。ＧおよびＢについても同様である。

以上説明した画素ずれ補正処理（変形処理）により、例えば図８に示すような１本の線としての原画像を変形すると、図９に示すような変形された原画像が得られる。

本実施例でも、映像信号（原画像）に動きがない場合は画素ずれ補正量が色ごとに設定されることで、被投射面上で視認され易い複数の色間の画素ずれが低減（補正）される。このとき、図９に示すような変形処理は投射画像の解像感が低下を伴うが、映像信号が画素ずれの視認性があまり高くない動きのある映像を示す場合は、変形処理は行われず、図８に示すように解像感が維持される。

また、動き量に応じてα_i,j、β_i,jを変える場合、急激な画素ずれの変化を視認できる場合がある。このため、図１４に破線で例示するように、α_i,j、β_i,jを動き量の変化に完全に同期させるのではなく、図１５に実線で示すように急激な変化をしない（滑らかに変化する）ように制御することが望ましい。

次に、本発明の実施例３について説明する。投射画像における画素ずれは、ＲＧＢの相対的な位置ずれが原因であり、投射画像のうち画素ずれが視認され易い箇所はＲＧＢが２色以上混色された箇所である。ＲＧＢのうち２色もしくは３色の輝度レベルが高い場合は、細線や輪郭付近で画素ずれが視認され易いため、これに対して画素ずれ補正処理を行うことは画質改善効果が大きい。一方、投射画像におけるＲＧＢのうち１色のみの輝度が高い場合、すなわち投射画像の単色性が高い場合は、線や輪郭付近で発生した画素ずれは視認されにくく、画素ずれ補正処理を行う必要性は低い。このため、本実施例では、映像信号の特性の１つである単色性に応じた画素ずれ補正処理を行う。また、映像信号が単色でない場合は、画像ずれ補正処理を行わない処理に切り替える。

図１６は本実施例の画像投射装置としての液晶プロジェクタの構成を示している。本実施例の液晶プロジェクタは、実施例１（図１）で説明した動き検出回路１０３に代えて、特性検出手段としての単色性判定回路２０１を有する。他の構成要素は実施例１と同じであり、共通する構成要素には図１中の符号と同符号を付して説明に代える。

単色性判定回路１０３は、映像入力回路１０２を介して入力された映像信号の特性の１つである色に関して、単色性が高いか否か、言い換えれば単色であるか否かを判定（検出）し、該単色性に応じた単色性補正係数δを出力する。例えば、単色性判定回路１０３は、映像信号のフレームごとの画素値の平均をR、G、Bとして、Saturation（彩度）およびHue（色相）を以下のように求める。

そして、単色性判定回路１０３は、Hueが単色の色相範囲（特定色相範囲）（０〜３０、９０〜１５０、２１０〜２７０または３３０〜３６０）であり、かつSaturationが所定の閾値（所定彩度）以下ある場合は、映像信号は単色性が高いと判定する。一方、Hueが単色の色相範囲ではない又はSaturationが所定の閾値より高い場合は、映像信号は単色性が低いと判定する。このとき、単色性判定回路１０３は、映像信号の色相とＲＧＢ単色等の特定色相（例えばＲ単色：０、Ｇ単色：１２０およびＢ単色：２４０のうち少なくとも1つ）との差分量が小さいほど又は該映像信号の彩度が高いほど、より単色性が低いと判定してもよい。

例えば、図１７（Ａ）に示すようにＲＧＢのうち複数の色が大きな値を持つ場合は、単色でないと判定される。一方、図１７（Ｂ）に示すようにＲＧＢのうち単一の色のみが大きな値を持つ場合は、映像信号は単色であると判定される。単色性判定回路１０３は、映像信号の単色性が高いときに１で、単色性が低くなるほど０に近づき、単色ではないときに０となる単色性補正係数δを出力する。

本実施例において画像ずれ補正回路１０５が行う画素ずれ補正処理について説明する。本実施例でも、ユーザは操作パネル１１３またはリモコン１１４の操作を通じて、ＲＧＢの色ごとに、図４に示した原画像内の複数の代表点について、互いに直交する２方向である水平方向と垂直方向のそれぞれの画素ずれ調整量を設定する。画素ずれ補正回路１０５は、各代表点に対して設定された画素ずれ調整量と単色補正係数δを用いて、変形後の全座標のそれぞれに対応する変形前の座標を算出する。

具体的には、画像ずれ補正回路１０５は、図４に示す原画像内の代表点(i,j)、(i+1,j)、(i,j+1)、(i+1,j+1)に対して画素ずれ補正量を色ごとに設定する。例えば、(i,j)のＲの水平方向の画素ずれ調整量をHr_i,j、垂直方向の画素ずれ調整量をVr_i,j、Ｇの水平および垂直方向の画素ずれ調整量をHg_i,j、Vg_i,j、Ｂの画素ずれ調整量をHb_i,j、Vb_i,jとする。なお、これらの画素ずれ調整量は、１画素単位でもよいし、１画素未満単位でもよい。

そして、画素ずれ補正回路１０５は、以下の式（６）に示すように、Ｒの水平方向の画素ずれ補正量hr_i,j、hr_i+1,j、hr_i,j+1、hr_i+1,j+1および垂直方向の画素ずれ補正量vr_i,j、vr_i+1,j、vr_i,j+1、vr_i+1,j+1を、ユーザ設定の画素ずれ調整量に単色補正係数δを乗算することで算出する。なお、式（６）では、hr_i,jとvr_i,jのみを示している。

なお、hr_i,j、vr_i,jは、１画素単位でもよいし、１画素未満単位でもよい。この計算（δの乗算）により、画素ずれ補正回路１０５は、映像信号の単色性が高いほど、小さい画素ずれ補正量を用いて画素ずれ補正処理を行う。言い換えれば、単色性が第１の単色性であるときは画素ずれ補正量を第１の補正量を設定し、単色性が第１の単色性より高い第２の単色性であるときは画素ずれ補正量を第１の補正量より小さい第２の補正量に設定する。

実施例１と同様に、図６は、図４に示した原画像の変形の例を示す。変形後の原画像内での４つの座標(x,y)をするとき、該座標(x,y)に対応する変形前の原画像内での座標(x’,y’)は、射影変換により実施例１に示した式（２）により求められる。また、Ｒの補間演算は、線形補間によって式（３）のように行う。ＧおよびＢについても同様である。

本実施例でも、図８に示したような１本の線としての原画像に対して画素ずれ補正処理を行うことで、図９に示すように変形された原画像が得られる。

映像信号の単色性が低い場合は、画素ずれ補正量が色ごとに設定されることで、被投射面上で視認され易い複数の色間の画素ずれが低減（補正）される。このとき、図９に示すような変形処理は投射画像の解像感が低下を伴うが、映像信号が画素ずれの視認性があまり高くない単色性の高い映像信号である場合は、変形処理は行われず、図８に示すように解像感が維持される。

また、単色性に応じてδを変える場合に、急激な画素ずれの変化が視認される場合がある。このため、図１０にαについて破線で例示したのと同様に、δを単色性の変化に完全に同期させるのではなく、図１１にαについて実線で例示したのと同様に急激な変化をしない（滑らかに変化する）ように制御することが望ましい。

図１８のフローチャートは、単色性判定回路２０１および画素ずれ補正回路１０５が行う画素ずれ補正処理の流れを示している。コンピュータにより構成される単色性判定回路２０１および画素ずれ補正回路１０５は、コンピュータプログラムに従って本処理を実行する。

ステップＳ２０１では、単色性判定回路２０１は、映像信号（原画像）の単色性が所定値より高いか否かを判定する。単色性が所定値より低い場合はステップＳ２０２に進み、単色性が所定値以上である場合はステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０２では、画素ずれ補正回路１０５は、映像信号に対して上述した画像ずれ補正処理を行う。このとき、画素ずれ補正回路１０５は、単色性が高いほど小さい画素ずれ補正量を用いて、言い換えれば単色性が低いほど大きい画素ずれ補正量を用いて画素ずれ補正処理を行う。そして、ステップＳ２０１に戻る。

ステップＳ２０３では、画素ずれ補正回路１０５は、映像信号に対して画像ずれ補正処理を行わずにステップＳ２０１に戻る。

次に、本発明の実施例４について説明する。本実施例の液晶プロジェクタも、実施例３と同様に単色性判定回路２０１を有する。本実施例では、単色性判定回路２０１は、図４に示したように原画像を複数に分割するように配置された複数の水平ラインと複数の垂直ラインとの交点ごとに、該交点およびその近傍における水平方向の単色性と垂直方向の単色性のそれぞれを判定（検出）する。

以下、本実施例において画素ずれ補正回路１０５が行う画素ずれ補正処理について説明する。本実施例でも、ユーザは操作パネル１１３またはリモコン１１４の操作を通じて、ＲＧＢの色ごとに、図４に示した原画像内の複数の代表点について、互いに直交する２方向である水平方向と垂直方向のそれぞれの画素ずれ調整量を設定する。画素ずれ補正回路１０５は、各代表点に対して設定された画素ずれ調整量と後述する単色性補正係数を用いて、変形後の全座標のそれぞれに対応する変形前の座標を算出する。

具体的には、画素ずれ補正回路１０５は、図４に示す原画像内の代表点(i,j)、(i+1,j)、(i,j+1)、(i+1,j+1)に対して画素ずれ補正量を色ごとに設定する。例えば、(i,j)のＲの水平方向の画素ずれ調整量をHr_i,j、垂直方向の画素ずれ調整量をVr_i,j、Ｇの水平および垂直方向の画素ずれ調整量をHg_i,j、Vg_i,j、Ｂの画素ずれ調整量をHb_i,j、Vb_i,jとする。なお、これらの画素ずれ調整量は、１画素単位でもよいし、１画素未満単位でもよい。

単色性判定回路２０１は、各色の画素値（つまりは単色性）に応じて、以下の式（７）に示す水平方向および垂直方向の単色性補正係数Hoffset_i,jおよびVoffset_i,jを出力する。

式（７）において、映像信号の注目画素の周辺のＲ，Ｇ，Ｂの画素値の平均をそれぞれ、R_i,j、G_i,j、B_i,jとする。また、Hr_i,j、Hg_i,j、Hb_i,jのうち、R_i,j、G_i,j、B_i,jで最大値をとる色の水平方向の画素ずれ補正量をHMaxColor_i,j、２番目の水平方向の画素ずれ補正量をHMidColor_i,jとする。同様に、垂直方向の画素ずれ補正量をVMaxColor_i,j、VMidColor_i,jとする。

画素ずれ補正回路１０５は、以下の式（８）のように、ユーザ設定の画素ずれ調整量Hr_i,j、Vr_i,j、Hg_i,j、Vg_i,j、Hb_i,j、Vb_i,jから単色性補正係数Hoffset_i,j、Voffset_i,jを減算することにより、単色性補正がなされた画素ずれ補正量hr_i,j、vr_i,j、hg_i,j、vg_i,j、hb_i,j、vb_i,jを算出する。

図１９は、座標(i,j)に対して設定された画素ずれ補正量Hr_i,j、Hg_i,j、Hb_i,jに対して、ＲＧＢの輝度値に応じて単色性補正がなされた画素ずれ補正量hr_i,j、hg_i,j、hb_i,jを示す。例えば、Ｇの輝度値が２５５で他の色の輝度値が０であれば、Ｇ単色であるので、hg_i,j =0となる。

本実施例では、単色性を判定する代表点と画素ずれ補正処理を行う代表点とが一致している場合について示したが、これらは必ずしも一致している必要はない。これらが一致していない場合は、単色性を判定する代表点と画素ずれ補正処理を行う代表点のうち互いに近傍の代表点同士で対応付けを行えばよい。また、画素ずれ補正処理の代表点の近傍の複数の単色性を判定する代表点から、該画素ずれ補正処理の代表点に対応するR_i,j、G_i,j、B_i,jを算出すればよい。

実施例１と同様に、図６は、図４に示した原画像の変形の例を示す。変形後の原画像内での４つの座標(x,y)をするとき、該座標(x,y)に対応する変形前の原画像内での座標(x’,y’)は、射影変換により実施例１に示した式（２）により求められる。また、Ｒの補間演算は、線形補間によって式（３）のように行う。ＧおよびＢについても同様である。

本実施例でも、図８に示したような１本の線としての原画像に対して画素ずれ補正処理を行うことで、図９に示すように変形された原画像が得られる。

映像信号の単色性が低い場合は、画素ずれ補正量が色ごとに設定されることで、被投射面上で視認され易い複数の色間の画素ずれが低減（補正）される。このとき、図９に示すような変形処理は投射画像の解像感が低下を伴うが、映像信号が画素ずれの視認性があまり高くない単色性の高い映像信号である場合は、変形処理は行われず、図８に示すように解像感が維持される。

また、単色性に応じてHOffset_i,j、VOffset_i,jを変える場合に、急激な画素ずれの変化が視認される場合がある。このため、図２０（Ａ）に破線で例示したように、HOffset_i,j、VOffset_i,jを単色性の変化に完全に同期させるのではなく、図２０（Ｂ）に実線で例示したように急激な変化をしない（滑らかに変化する）ように制御することが望ましい。

なお、上記実施例１〜４では、映像信号の特性として、動き量および単色性を検出する場合について説明したが、他の映像信号の特性として、映像信号の周波数特性やエッジ部を含むか否か等も含まれる。高周波成分が多い映像信号やエッジ部を含む映像信号に対しては画素ずれ補正処理を行い、低周波成分が多い映像信号やエッジ部を含まない映像信号に対しては画素ずれ補正処理を行わないようにしてもよい。
（その他の実施例）
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。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

１０３ 動き検出回路
１０５ 画素ずれ補正回路
１０７、１０８、１０９ 液晶パネル
２０１ 単色性判定回路

Claims (17)

1. 複数の画素のそれぞれにより光を変調する複数の光変調素子と、
   映像信号に応じて、前記複数の光変調素子を駆動する駆動手段と、
   前記複数の光変調素子により変調された複数の色光を重ね合わせて被投射面に投射して投射画像を表示する光学系と、
   前記複数の色光の間の画素ずれを低減するように前記映像信号に対する補正処理を行う補正手段と、
   前記映像信号の特性を検出する特性検出手段とを有し、
   前記補正手段は、前記特性に応じて、前記補正処理における前記映像信号に対する補正量を変更する、または前記補正処理を行うか否かを切り替えることを特徴とする画像投射装置。
2. 前記特性は、前記映像信号の動き量であることを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
3. 前記補正手段は、前記動き量が第１の動き量であるときは前記補正量を第１の補正量を設定し、前記動き量が前記第１の動き量より大きい第２の動き量であるときは前記補正量を前記第１の補正量より小さい第２の補正量に設定することを特徴とする請求項２に記載の画像投射装置。
4. 前記特性検出手段は、前記映像信号が形成する画像内の複数の位置のそれぞれにおいて前記動き量を検出し、
   前記補正手段は、前記位置ごとの前記動き量に応じて該位置ごとに前記補正量を設定することを特徴とする請求項２または３に記載の画像投射装置。
5. 前記特性検出手段は、前記映像信号が形成する画像内の互いに直交する２つの方向のそれぞれにおいて前記動き量を検出し、
   前記補正手段は、前記方向ごとの前記動き量に応じて該方向ごとに前記補正量を設定することを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の画像投射装置。
6. 前記特性検出手段は、前記映像信号において連続する複数フレーム間の画素値の差分の合計値を前記動き量として検出することを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の画像投射装置。
7. 前記補正手段は、前記補正処理における単位時間当たりの前記補正量の変化量が所定値より小さくなるように前記補正量を設定することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の画像投射装置。
8. 前記映像信号が形成する画像のシーンの切り替わりを検出するシーン検出手段を有し、
   前記補正手段は、前記シーンの切り替わりに際しては、単位時間あたりの前記補正量の変化量にかかわらず補正量を設定することを特徴とする請求項７に記載の画像投射装置。
9. 前記特性は、前記映像信号の単色性であることを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
10. 前記補正手段は、前記単色性が第１の単色性であるときは前記補正量を第１の補正量に設定し、前記単色性が前記第１の単色性より高い第２の単色性であるときは前記補正量を前記第１の補正量より小さい第２の補正量に設定することを特徴とする請求項９に記載の画像投射装置。
11. 前記特性検出手段は、前記映像信号が形成する画像内の複数の位置のそれぞれにおいて前記単色性を検出し、
    前記補正手段は、前記位置ごとの前記単色性に応じて該位置ごとに前記補正量を設定することを特徴とする請求項９または１０に記載の画像投射装置。
12. 前記補正手段は、前記映像信号の色相が特定色相範囲にあり、かつ該映像信号の彩度が所定彩度より低い場合は高い前記単色性を検出し、前記色相が前記特定色相範囲にない又は前記彩度が前記所定彩度より高い場合は低い前記単色性を検出することを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の画像投射装置。
13. 前記補正手段は、前記映像信号の色相と特定色相との差分量が小さいほど又は該映像信号の彩度が高いほど、より低い前記単色性を検出することを特徴とする請求項９から１２のいずれか一項に記載の画像投射装置。
14. 前記特定色相は、赤色、緑色および青色のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項１３に記載の画像投射装置。
15. 前記画素ずれを調整するための調整値のユーザ設定を可能とする調整手段を有し、
    前記補正手段は、前記調整値に対して前記特性に応じた係数を乗算する又は前記調整値から前記特性に対応する係数を減算することで前記補正量を算出することを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の画像投射装置。
16. 複数の画素のそれぞれにより光を変調する複数の光変調素子を有し、映像信号に応じて前記複数の光変調素子を駆動して、該複数の光変調素子により変調された複数の色光を重ね合わせて被投射面に投射して投射画像を表示する画像投射装置の制御方法であって、
    前記複数の色光間の画素ずれを低減するように前記映像信号に対する補正処理を行う補正ステップと、
    前記映像信号の特性を検出するステップとを有し、
    前記補正ステップにおいて、前記特性に応じて、前記補正処理における前記映像信号に対する補正量を変更する、または前記補正処理を行うか否かを切り替えることを特徴とする画像投射装置の制御方法。
17. 複数の画素のそれぞれにより入射光を変調する複数の光変調素子を有し、映像信号に応じて前記複数の光変調素子を駆動して、該複数の光変調素子により変調された複数の色光を重ね合わせて被投射面に投射して投射画像を表示する画像投射装置のコンピュータに、請求項１６に記載の制御方法に従う処理を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。