JP4539886B2 - 画像処理システム、プロジェクタ、プログラムおよび情報記憶媒体 - Google Patents

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Description

本発明は、台形歪み補正を行うための画像処理システム、プロジェクタ、プログラムおよび情報記憶媒体に関する。
プロジェクタは、適切な画像を表示するため、投写画像の歪み(台形歪み、キーストーン歪み)を補正する必要がある。例えば、特開2005−210418号公報に記載されているように、投写画像の歪みが補正される場合には、元画像の複数の画素値から変形後の画像の画素値を求める補間処理が実行される。また、元画像が変形されることにより、液晶パネルには画像部分と画像以外の背景部分が存在することになる。
特開2005−210418号公報
特開2005−210418号公報の手法のようにエッジ強調処理を実行したり、画像部分のみ補間処理を実行したりすると、画像部分と背景部分との境目部分がギザギザになってしまい、投写画像の見た目が悪くなってしまう。
本発明の目的は、画像部分と背景部分との境目部分をより滑らかに表示することが可能な画像処理システム、プロジェクタ、プログラムおよび情報記憶媒体を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明に係る画像処理システムは、入力画像および当該入力画像の外部の入力背景部分における基準画素および当該基準画素の周辺にある周辺画素で構成される補間画素を用いて補間を行う補間部と、光変調器の表示領域における歪み補正後の画像に関する対象画素の位置を判定する対象画素位置判定部と、を含み、前記基準画素は、前記補間画素で構成される矩形領域の少なくとも一辺と接する位置にあり、前記補間部は、前記対象画素が前記歪み補正後の画像の斜辺と接する出力背景部分の位置にあり、かつ、前記歪み補正後の画像の中心に対する前記斜辺の位置が前記矩形領域の中心に対する前記補間画素が接する辺の位置と一致する場合に、前記対象画素に対応する前記補間画素を用いて前記補間を行い、前記対象画素が前記歪み補正後の画像の斜辺と接しない前記出力背景部分の位置にある場合または前記対象画素が前記歪み補正後の画像の斜辺と接する前記出力背景部分の位置にあり、かつ、前記歪み補正後の画像の中心に対する前記斜辺の位置が前記矩形領域の中心に対する前記補間画素が接する辺の位置と一致しない場合に前記補間を行わないことを特徴とする。
また、本発明に係るプロジェクタは、上記画像処理システムと、前記補間の行われた前記歪み補正後の画像を投写する投写部と、を含むことを特徴とする。
また、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、入力画像および当該入力画像の外部の入力背景部分における基準画素および当該基準画素の周辺にある周辺画素で構成される補間画素を用いて補間を行う補間部と、光変調器の表示領域における歪み補正後の画像に関する対象画素の位置を判定する対象画素位置判定部として機能させ、前記基準画素は、前記補間画素で構成される矩形領域の少なくとも一辺と接する位置にあり、前記補間部は、前記対象画素が前記歪み補正後の画像の斜辺と接する出力背景部分の位置にあり、かつ、前記歪み補正後の画像の中心に対する前記斜辺の位置が前記矩形領域の中心に対する前記補間画素が接する辺の位置と一致する場合に、前記対象画素に対応する前記補間画素を用いて前記補間を行い、前記対象画素が前記歪み補正後の画像の斜辺と接しない前記出力背景部分の位置にある場合または前記対象画素が前記歪み補正後の画像の斜辺と接する前記出力背景部分の位置にあり、かつ、前記歪み補正後の画像の中心に対する前記斜辺の位置が前記矩形領域の中心に対する前記補間画素が接する辺の位置と一致しない場合に前記補間を行わないことを特徴とする。
また、本発明に係る情報記憶媒体は、コンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体であって、上記プログラムを記憶したことを特徴とする。
本発明によれば、画像処理システム等は、補間画素で構成される矩形領域における基準画素の位置と対象画素の位置に応じて補間すべきかどうかを決定して補間することができるため、画像部分と背景部分との境目部分をより滑らかに表示することができる。
また、前記補間部は、前記対象画素が前記歪み補正後の画像の斜辺と接する出力背景部分の位置にあり、かつ、前記歪み補正後の画像の中心に対する前記斜辺の位置が前記矩形領域の中心に対する前記補間画素が接する辺の位置と一致する場合であっても、前記補間画素が前記入力画像の画素を含まない場合には前記補間を行わなくてもよい。
また、前記補間は、バイリニア補間であって、前記補間画素は、1つの前記基準画素および3つの前記周辺画素で構成されてもよい。
これによれば、画像処理システム等は、バイリニア補間を行うことにより、画像部分と背景部分との境目部分をより滑らかに表示することができる。
以下、本発明をプロジェクタに適用した実施例について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施例は、特許請求の範囲に記載された発明の内容を何ら限定するものではない。また、以下の実施例に示す構成のすべてが、特許請求の範囲に記載された発明の解決手段として必須であるとは限らない。
(第1の実施例)
図1は、本実施例におけるプロジェクタ100の機能ブロック図である。プロジェクタ100は、画像情報(例えば、RGB信号等)を入力する画像情報入力部120と、投写画像の歪みに関する歪み情報を入力する歪み情報入力部110と、歪み情報に基づいて投写画像の歪み状態を判定する判定部130と、当該歪み状態に応じて画像の歪みを補正する補正部140と、歪みが補正された画像を投写する投写部190を含んで構成されている。
また、判定部130は、液晶パネル(光変調器)の表示領域における補間の対象になる対象画素の位置を判定する対象画素位置判定部132を含む。また、補正部140は、入力画像および当該入力画像の外部の入力背景部分における基準画素および当該基準画素の周辺にある周辺画素で構成される補間画素を用いて補間(例えば、階調値の補間等)を行う補間部142を含む。
なお、これらの各部としては、例えば、以下のハードウェアが採用されてもよい。例えば、歪み情報入力部110としては、スクリーンに投写された画像を含む領域を撮像するCCDセンサ、スクリーンに投写された歪みを含む画像が歪みのない状態に補正操作される際の操作情報を入力するボタン、投写角度を計測する角度センサ、投写距離を計測する距離センサ等が採用されてもよい。また、画像情報入力部120としては画像信号入力端子等、判定部130としてはCPU等、補正部140としては画像処理回路等、投写部190としてはランプ、液晶パネル、液晶駆動回路、投写レンズ等が採用されてもよい。
また、プロジェクタ100の有するコンピュータは、判定部130等の機能を情報記憶媒体200からプログラムを読み取って実装してもよい。このような情報記憶媒体200としては、例えば、CD−ROM、DVD−ROM、ROM、RAM、HDD等を適用でき、そのプログラムの読み取り方式は接触方式であっても、非接触方式であってもよい。
図2は、本実施例におけるバイリニア補間時の補間画素300を示す図である。本実施例では、補間部142は、基準画素310と基準画素310の右、下、右下にある3つの周辺画素320−1〜320−3で構成される補間画素300(4つの画素)を用いて補間を行う。
図3は、本実施例における元画像400と変形画像600を示す図である。また、図4は、本実施例における変形画像600の画素に対応する元画像400の補間画素300を示す図である。
判定部130は、歪み情報に応じて液晶パネルの表示領域500における変形画像(歪み補正後の画像)600の位置を決定する。対象画素位置判定部132は、例えば、表示領域500の左上の画素から右下の画素に向かって1画素ずつ画素(対象画素)の位置が、変形画像600の外部(出力背景部分)にあるか、変形画像600の内部にあるか、変形画像600の斜辺と接する出力背景部分の位置にあるかを判定する。例えば、図3に示す例では、画素B0および画素B1は斜辺と接する出力背景部分の位置にあり、画素L0および画素L1は変形画像600の内部にある。
補間部142は、対象画素が変形画像600の斜辺と接する出力背景部分の位置にあり、かつ、変形画像600の中心に対する当該斜辺の位置が左または上である場合、あるいは、対象画素が変形画像600の内部にある場合に補間を行い、これら以外の場合には補間を行わず、背景として処理する。なお、斜辺の位置が左または上である場合のみ補間されるのは、基準画素310が補間画素300の矩形領域において左上にあるため、補間を行わなくても斜辺の位置が右または下である場合は表示時に当該斜辺がぼやける効果が得られるからである。
例えば、対象画素B0は左の斜辺部分にあるため、補間部142は、元画像400の画素0(背景)を基準画素310として、画素0、画素2、画素1(背景)、画素3を用いて補間を行う。また、補間部142は、画素L0の補間を行う場合は、元画像400の画素2を基準画素310として、画素2、画素4、画素3、画素5を用いて補間を行う。また、補間部142は、画素B1の補間を行う場合は、元画像400の画素6(背景)を基準画素310として、画素6、画素8、画素7(背景)、画素9(背景)を用いて補間を行う。また、補間部142は、画素L1の補間を行う場合は、元画像400の画素8を基準画素310として、画素8、画素A、画素9、画素B(背景)を用いて補間を行う。
なお、補間部142は、台形状の変形画像600の上辺の出力背景部分にある画素B2を処理する場合、画素B2は斜辺と接していないため、補間を行わず、背景として処理する。変形画像600の下辺の出力背景部分にある画素B3も同様に背景として処理される。また、画素B4は、変形画像600の斜辺に接しているが、当該斜辺の位置が右であるため、背景として処理される。
図5は、本実施例における基準画素310の位置を示す図である。例えば、画素B0の基準画素310が、基準画素310−1の場合、補間に同一の背景画素(画素0)が用いられることになる。補間部142は、対象画素が変形画像600の斜辺と接する出力背景部分の位置にあり、かつ、変形画像600の中心に対する当該斜辺の位置が左または上である場合であっても、補間画素300が元画像400の画素を含まない場合には補間を行わないように構成されている。
以上のように、本実施例によれば、プロジェクタ100は、補間画素300で構成される矩形領域における基準画素310の位置と対象画素の位置に応じて補間すべきかどうかを決定して補間することができるため、画像部分と背景部分との境目部分をより滑らかに表示することができる。
(その他の実施例)
なお、本発明の適用は上述した実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施例では、補間画素300は縦横2つずつの画素で構成され、補間画素300における基準画素310の位置は左上であったが、補間画素300を構成する画素数は4には限定されず、基準画素310の位置は左上には限定されず、補間方法もバイリニア補間には限定されない。
図6は、補間画素301の他の一例を示す図である。例えば、補間画素301は縦横2つずつの画素で構成され、補間画素301における基準画素310の位置は右上である。この場合、補間部142は、変形画像600の右または上にある斜辺と接する出力背景部分の画素を対象画素とする場合に補間を行い、これに該当しない出力背景部分の画素を対象画素とする場合は補間を行わない。
図7は、補間画素302の他の一例を示す図である。例えば、補間画素302は縦2画素、横3画素の6画素で構成され、補間画素301における基準画素310の位置は左上である。この場合、補間部142は、変形画像600の左または上にある斜辺と接する出力背景部分の画素を対象画素とする場合に補間を行い、これに該当しない出力背景部分の画素を対象画素とする場合は補間を行わない。
図8は、補間画素303の他の一例を示す図である。例えば、補間画素303は縦2画素、横3画素の6画素で構成され、補間画素301における基準画素310の位置は真ん中上である。すなわち、基準画素310は、補間画素303の矩形領域の上辺と接する状態にある。この場合、補間部142は、変形画像600の上にある斜辺と接する出力背景部分の画素を対象画素とする場合に補間を行い、これに該当しない出力背景部分の画素を対象画素とする場合は補間を行わない。
また、プロジェクタ100は、液晶プロジェクタには限定されず、例えば、光変調器の一種であるDMD(Digital Micromirror Device)を用いたプロジェクタ等であってもよい。なお、DMDは米国テキサス・インスツルメンツ社の商標である。また、プロジェクタ100の機能を複数の装置(例えば、PCとプロジェクタ等)に分散して実装してもよい。
本実施例におけるプロジェクタの機能ブロック図である。 本実施例におけるバイリニア補間時の補間画素を示す図である。 本実施例における元画像と変形画像を示す図である。 本実施例における変形画像の画素に対応する元画像の補間画素を示す図である。 本実施例における基準画素の位置を示す図である。 補間画素の他の一例を示す図である。 補間画素の他の一例を示す図である。 補間画素の他の一例を示す図である。
符号の説明
100 プロジェクタ、110 歪み情報入力部、120 画像情報入力部、130 判定部、132 対象画素位置判定部、140 補正部、142 補間部、190 投写部、200 情報記憶媒体、300 補間画素、310 基準画素、320 周辺画素、400 元画像(入力画像)、500 表示領域、600 変形画像(歪み補正後の画像)

Claims (6)

  1. 入力画像および当該入力画像の外部の入力背景部分の少なくとも一方における矩形領域を構成する補間画素を用いて補間を行う補間部と、
    光変調器の表示領域における歪み補正後の画像に関する対象画素の位置を判定する対象画素位置判定部と、
    を含み、
    前記補間画素は、1つの基準画素と当該基準画素の周辺にある複数の周辺画素で構成され、
    前記基準画素は、前記矩形領域の少なくとも一辺と接する位置にあり、
    前記補間部は、
    前記対象画素が前記歪み補正後の画像の斜辺と接する出力背景部分の位置にあり、かつ、前記歪み補正後の画像の中心に対する前記斜辺の位置が前記矩形領域の中心に対する前記基準画素が接する辺の位置と一致する場合に、前記対象画素に対応する前記補間画素を用いて前記補間を行い、
    前記対象画素が前記歪み補正後の画像の斜辺と接しない前記出力背景部分の位置にある場合または前記対象画素が前記歪み補正後の画像の斜辺と接する前記出力背景部分の位置にあり、かつ、前記歪み補正後の画像の中心に対する前記斜辺の位置が前記矩形領域の中心に対する前記基準画素が接する辺の位置と一致しない場合に前記補間を行わず、背景として処理することを特徴とする画像処理システム。
  2. 請求項1に記載の画像処理システムにおいて、
    前記補間部は、前記対象画素が前記歪み補正後の画像の斜辺と接する出力背景部分の位置にあり、かつ、前記歪み補正後の画像の中心に対する前記斜辺の位置が前記矩形領域の中心に対する前記基準画素が接する辺の位置と一致する場合であっても、前記補間画素が前記入力画像の画素を含まない場合には前記補間を行わず、背景として処理することを特徴とする画像処理システム。
  3. 請求項1、2のいずれかに記載の画像処理システムにおいて、
    前記補間は、バイリニア補間であって、
    前記補間画素は、1つの前記基準画素および3つの前記周辺画素で構成されることを特徴とする画像処理システム。
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載の画像処理システムと、
    前記補間の行われた前記歪み補正後の画像を投写する投写部と、
    を含むことを特徴とするプロジェクタ。
  5. コンピュータを、
    入力画像および当該入力画像の外部の入力背景部分の少なくとも一方における矩形領域を構成する補間画素を用いて補間を行う補間部と、
    光変調器の表示領域における歪み補正後の画像に関する対象画素の位置を判定する対象画素位置判定部として機能させ、
    前記補間画素は、1つの基準画素と当該基準画素の周辺にある複数の周辺画素で構成され、
    前記基準画素は、前記矩形領域の少なくとも一辺と接する位置にあり、
    前記補間部は、
    前記対象画素が前記歪み補正後の画像の斜辺と接する出力背景部分の位置にあり、かつ、前記歪み補正後の画像の中心に対する前記斜辺の位置が前記矩形領域の中心に対する前記基準画素が接する辺の位置と一致する場合に、前記対象画素に対応する前記補間画素を用いて前記補間を行い、
    前記対象画素が前記歪み補正後の画像の斜辺と接しない前記出力背景部分の位置にある場合または前記対象画素が前記歪み補正後の画像の斜辺と接する前記出力背景部分の位置
    にあり、かつ、前記歪み補正後の画像の中心に対する前記斜辺の位置が前記矩形領域の中心に対する前記基準画素が接する辺の位置と一致しない場合に前記補間を行わず、背景として処理することを特徴とするプログラム。
  6. 請求項5に記載のプログラムを記憶した、コンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体。
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