JP4583863B2 - 画像表示システム - Google Patents

Description

本発明は画像表示システムに関し、特にマルチ画面表示のできる画像表示システムに関する。

プロジェクタは、構成部品のばらつきなどにより、投射画面内の色や明るさなどがプロジェクタ毎に不均一となる場合がある。このため、最新のプロジェクタには、投射画面の状態監視が可能なカメラ等の画像検出装置と、画像検出装置の検出結果に基づいて色や明るさなどを補正する回路（以下、各々、色補正部、明るさ補正部という。）とが内蔵されていることが多く、プロジェクタの使用の前に、これらを用いて色や明るさが調整されている。プロジェクタにはまた、画面の分割・拡大表示や台形歪み補正などを行う回路（以下、幾何形状補正部という。）が設けられていることも多い。

ところで近年、１つの画像信号を分割し、分割された個々の画像信号を複数台のプロジェクタの各々に表示させて全体画像を得る、いわゆるマルチ画面表示のできる画像表示システムが開発されている。図９には、このような画像表示システムの一例（特許文献１参照）を示す。プロジェクタ１１１，１１２，１１３，１１４が、スクリーン１１６上に最大画像投射範囲１５１，１５２，１５３，１５４が互いに少しずつ重なるように配置されている。

プロジェクタの外部には、映像信号制御装置１１０が設けられている。映像信号制御装置１１０は、パーソナルコンピュータ等から構成されている。映像信号制御装置１１０は、外部映像入力装置１１８より供給された画像信号を加工し、プロジェクタ１１１，１１２，１１３，１１４に供給する。また、映像信号制御装置１１０は、幾何形状補正部、色補正部，および明るさ補正部を有し、投射画像が全体として均一かつ自然に見えるように各画像を補正し、補正された画像信号を個々のプロジェクタへ送信する。これは、これらのプロジェクタを同時に投写する場合、投射画面間で色や明るさが異なってしまうことを防止するためである。映像信号制御装置１１０には、スクリーン１１６に投射された画像の状態を読み取るスクリーン状態監視カメラ１３０が接続されており、スクリーン状態監視カメラ１３０からの映像信号に基づいて補正をおこなう。画像信号は、赤，緑，青（以下、Ｒ，Ｇ，Ｂという。）の３原色の信号の大きさがそれぞれ最小レベル（以下、全黒レベルと呼ぶ。）であるときの投射画像が均一に見えるように補正される。各プロジェクタは、通常、最も明るい投射画像の全黒レベルに合せて補正される。このため、他のプロジェクタではあらかじめ信号レベルを上げる補正がおこなわれ、その信号レベルが当該プロジェクタの全黒レベルとして扱われる。
国際公開第９９／０３１８７７号パンフレット 特開２００４−７０２５７号公報

しかしながら、あらかじめ信号レベルを上げる補正を行ったプロジェクタにおいては、Ｒ，Ｇ，Ｂ３原色の信号の大きさを、補正によって得られた当該プロジェクタの全黒レベル以下に下げることができず、信号の大きさを上げる方向にしか補正することができない。この結果画像信号の階調表現範囲（以下、ダイナミックレンジという。）が狭くなってしまうという問題がある。

また、従来技術においては、専用の補正装置を必要とするので、システム全体のコストに影響したり、その都度複雑な操作を必要とし、操作性に影響するという問題があった。

本発明の目的は、個々のプロジェクタの固体差や、スクリーンの反射特性や、周囲の環境光（例えば蛍光灯）によって、プロジェクタ間で投射画面内の全黒レベルの色や明るさのばらつきがある場合でも、専用の補正装置を必要とすることなく、入力される画像信号の広いダイナミックレンジを確保しつつ、マルチ画面表示のできる画像表示システムを提供することにある。

本発明の画像表示システムは、画像信号に基づく画像の一部を各々が投射し、各々の投射画像を同時に表示させることによって全体画像を得る複数の画像表示用プロジェクタと、全体画像の各部分における色のばらつきを補正する補正用画像信号を生成し、補正用画像信号に基づく補正用画像を全体画像に重ね合わせて投射する補正用プロジェクタとを有している。

したがって、個々のプロジェクタの固体差や、スクリーンの反射特性や、周囲の環境光によって、各画像表示用プロジェクタによって表示される画像の色や明るさがばらつく場合でも、補正用プロジェクタがそれらの画像に補正用画像に重ね合わせて投射することによって、これらのばらつきを補正することができる。

さらに補正用プロジェクタは、画像信号の色情報を検出する色情報検出部と、所定の色に対して色の補正をおこなうための補正用画像信号を生成する部分変換部とを有し、部分変換部は、補正に用いる補正値を指定された色相について保存する部分変換補正値保存部と、部分変換補正値保存部に保存された補正値の中から、色情報検出部での色情報検出結果に応じて、補正に用いる補正値を選択するとともに、色情報検出部での色情報検出結果に応じて、部分変換強度を算出する部分変換補正値算出部と、選択された補正値と、算出された部分変換強度とを乗じた値を補正用画像信号とする部分変換演算部とを有するように構成されている。

部分変換部は、補正用画像信号にさらに所定の色の画像信号を加えた値を補正用画像信号とすることによって部分変換をおこなうことができる。

また、補正用プロジェクタの色補正部は、全ての色に対する一括した色の補正である全体変換をおこなう全体変換部を有し、全体変換部は、全体変換に用いるマトリックス係数を保存する全体変換補正値保存部と、マトリックス係数と補正用画像信号とを乗じた値を新たな補正用画像信号とすることによって、全体変換をおこなう全体変換演算部とを有するように構成してもよい。

さらに、画像表示用プロジェクタの各々は、画像信号の色情報を検出する色情報検出部と、画像表示用プロジェクタの色情報検出部によって検出された検出結果に基づいて、画像表示用プロジェクタの分担する画像信号に対して、画像表示用プロジェクタの色のばらつきを補正する色補正部を有するように構成してもよい。

また、補正用プロジェクタは、画像表示用プロジェクタによって表示された投射画像の明るさのばらつきを検出する画像検出装置と、画像検出装置の検出結果に基づいて画像表示用プロジェクタの明るさ補正をおこなうためのαブレンド補正値を画像表示用プロジェクタ毎に算出し、算出したαブレンド補正値を画像表示用プロジェクタに送信する明るさ補正部とを有するように構成してもよい。

さらに、補正用プロジェクタの明るさ補正部は、画像表示用プロジェクタの投射画像の重複部の明るさ補正をおこなうためのαブレンド補正値を算出し、算出したαブレンド補正値を重複部に係る画像表示用プロジェクタに送信することができる。

本発明の画像表示方法は、複数の画像表示用プロジェクタが、画像信号に基づく画像の一部を各々が分担して同時に投射し、各々の投射画像を表示させることによって全体画像を表示させる原画像投射ステップと、補正用プロジェクタが、全体画像の各部分における色のばらつきを補正する補正用画像信号を生成し、補正用画像信号に基づく補正用画像を全体画像に重ね合わせて投射して、補正された全体画像を表示させる補正投射ステップとを有している。

さらに補正投射ステップは、所定の色に対する色の補正をおこなう部分変換ステップを有し、部分変換ステップは、補正に用いる補正値を指定された色相についてあらかじめ保存するステップと、画像信号の色情報を検出するステップと、検出された色情報に応じて、保存された補正値の中から補正に用いる補正値を選択するステップと、検出された色情報に応じて、部分変換強度を算出するステップと、選択された補正値と算出された部分変換強度とを乗じた値を補正用画像信号とする補正用画像信号生成ステップとを有している。

また、補正用画像信号生成ステップは、補正用画像信号にさらに所定の色の画像信号を加えた値を補正用画像信号とすることを含んでいてもよい。

また、補正投射ステップは、部分変換ステップに続いて、全ての色に対して一括して色を補正する全体変換ステップを有し、全体変換ステップは、全体変換に用いるマトリックス係数をあらかじめ保存するステップと、マトリックス係数と補正用画像信号とを乗じた値を新たな補正用画像信号とすることによって、全体変換をおこなうステップとを有していてもよい。

原画像投射ステップは、画像表示用プロジェクタが、各々の分担する画像信号の色情報を検出するステップと、画像表示用プロジェクタが、検出された色情報に応じて、画像表示用プロジェクタの分担する画像信号に対して、画像表示用プロジェクタの色のばらつきを補正するステップとを有していてもよい。

さらに、原画像投射ステップは、画像表示用プロジェクタによって表示された投射画像の明るさのばらつきをあらかじめ検出するステップと、検出された投射画像の明るさのばらつきに基づいて画像表示用プロジェクタの明るさ補正をおこなうためのαブレンド補正値を画像表示用プロジェクタ毎に算出するステップと、算出されたαブレンド補正値に基づいて画像信号を補正するステップとを有することができる。

以上説明したように、本発明の画像表示システムおよび画像表示方法によれば、各画像表示用プロジェクタによって表示される画像の色や明るさがばらつく場合でも、補正用プロジェクタがそれらの画像に補正用画像に重ね合わせて投射することによって、これらのばらつきを補正することができる。したがって、専用の補正装置を必要とすることなく、入力される画像信号の広いダイナミックレンジを確保しつつ、マルチ画面表示をおこなうことができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。

本発明は、複数台のプロジェクタを用いて１つの画像を投影する画像表示システムにおいて、新たに投射された画像を検出するための装置（以下「画像検出装置」と呼称）を備えた画像補正用のプロジェクタを持ち、補正用のプロジェクタによって、その他のプロジェクタから投射される画像の色や明るさの均一性のばらつき，スクリーンの反射特性，環境光などの影響差を緩和する補正画像を生成・投射し、この補正画像をその他のプロジェクタから投射される画像に重ね合わせることによって、色や明るさを均一に見せるための調整を行うことを特徴としている。

図１には、本発明の画像表示システムの全体構成図を示す。画像表示システム１は、プロジェクタ１１，１２，１３と、画像信号分配器１７と、画像信号発生器１８と、制御信号分配器１９とを有している。

プロジェクタ１１は、画像検出装置２８（図２参照）を備えた画像補正用のプロジェクタである。プロジェクタ１２，１３は、各々が分担する分割された画像信号をスクリーン１６に投射する、画像表示用のプロジェクタである。プロジェクタ１１，１２，１３は、信号ケーブルを介して画像信号分配器１７と接続されており、画像信号分配器１７はさらに画像信号発生器１８に接続されている。また、本実施形態では、視聴者Ｈはプロジェクタ１１，１２，１３と同方向からスクリーン１６を視聴する。

画像信号発生器１８は、ビデオ信号等からなる画像信号である原画像信号２０を発生させ、画像信号分配器１７に出力する。画像信号分配器１７は、原画像信号２０をプロジェクタ１１，１２，１３に分配する。プロジェクタ１２，１３は、画像信号分配器１７からの原画像信号２０を受信し、各々に割り当てられた原画像信号２０の表示範囲を、液晶パネル等の表示デバイス（図示せず）に画像表示する。表示デバイスの表示範囲は、水平・垂直方向の表示開始位置と表示終了位置とで決定される。プロジェクタ１２，１３は、表示デバイス上の表示画像に対して、幾何形状補正（画像の拡大・台形補正など）を行い、画像をスクリーン１６に投射する。プロジェクタ１１は、プロジェクタ１２，１３から投射された画像の色および明るさが不均一である個所を画像検出装置２８で検出し、最適な補正画像を作り出し、スクリーン１６に投射する。

プロジェクタ１１とプロジェクタ１２，１３の各々とは、制御信号１５の中継器である制御信号分配器１９を介して、ＵＳＢやＬＡＮなどの高速データ転送インタフェースによって相互に接続されている。プロジェクタ１１は、画像検出装置で検出された投射画像の明るさの分布に基づいて、プロジェクタ１２，１３内の明るさ補正部の設定値を変更する制御信号１５をプロジェクタ１２，１３に送信し、投射画像全体の明るさを補正する。

図２には、図１で示される各プロジェクタの内部構成図を示す。ＣＰＵ２１は、検出された明るさの分布データを基に補正データの算出を行う。Ａ／Ｄ変換部２２は、原画像信号２０をアナログ信号からデジタル信号に変換する。

幾何形状補正部２３は、Ａ／Ｄ変換部２２からのデジタル画像信号を、任意の画面サイズに拡大・縮小したり、投射画面の台形歪の補正をおこなう。画像記憶部２２１は、幾何形状補正部２３の処理のため、Ａ／Ｄ変換部２２からのデジタル画像信号やそれぞれの補正処理に必要なデータを保持する。幾何形状補正部２３には、システムバス２１１経由でＣＰＵ２１から静止画像を直接入力してもよい。

色補正部２４は、図３に構成の一例を示すように、幾何形状補正部２３から入力されたデジタル画像信号より画像の１画素単位で色相などの色情報を求める色情報検出部２４８と、その色情報の範囲毎に補正演算のためのパラメータを変更して色補正を行う部分変換部２４１と、ＲＧＢ各色の色補正を一括しておこなう全体変換部２４２と、システムバス２１１とのデータのやり取りをおこなうインタフェース２４９とを有している。

部分変換部２４１は、例えば肌色、赤色等の特定の色相の色調整をおこなう。部分変換部２４１は、部分変換をおこなう部分変換演算部２４３と、部分変換に用いる補正値ａ１，ａ２，ａ３を指定された色相に応じて選択するとともに、色情報検出部２４８での色情報検出結果に応じて部分変換強度ｈｘ（後述）を求める部分変換補正値算出部２４４と、補正値ａ１，ａ２，ａ３を保存する部分変換補正値保存部２４５とを有している。さらに、プロジェクタ１１の部分変換部２４１は、ＲＧＢ各色の画像信号の大きさのオフセット係数Ｂｒ１,Ｂｇ１,Ｂｂ１を設定することもできる。オフセット係数Ｂｒ１,Ｂｇ１,Ｂｂ１は、特定の色が付いたスクリーンに投射する場合に、スクリーンの色の影響を補正する場合等に用いられる。オフセット係数Ｂｒ１,Ｂｇ１,Ｂｂ１は部分変換補正値保存部２４５に保存される。

全体変換部２４２は、プロジェクタの個体差に基づく色相の違いを補正する。すなわち、液晶パネル型プロジェクタは、ＲＧＢ各単色や白色の投射映像が一律均一にならない場合があり、この補正によって色の方向性を合せることができる。全体変換部２４２は、画像信号に対して３×３のマトリクス変換を用いて、ＲＧＢ各色の色補正を一括しておこなう全体変換演算部２４６と、全体変換に用いるマトリックス係数Ｃ１１〜Ｃ３３を保存する全体変換補正値保存部２４７とを有している。全体変換演算部２４６は、ＲＧＢ各色の画像信号の大きさのオフセット係数Ｂｒ２,Ｂｇ２,Ｂｂ２を設定することもできる。オフセット係数Ｂｒ２,Ｂｇ２,Ｂｂ２は、画像信号に足し合わせることによって、プロジェクタ相互の色相を合せるために用いられる。オフセット係数Ｂｒ２,Ｂｇ２,Ｂｂ２は全体変換補正値保存部２４７に保存される。

明るさ補正部２５は、図４に構成の一例を示すように、画像信号の任意の位置（水平方向の座標ｘ，垂直方向の座標ｙ）での信号の大きさを調整することのできるゲイン補正部（以下、αブレンド補正部２５１と呼ぶ。）と、明るさの変化の直線性（以下、リニアリティと呼ぶ。）を補正するγ補正部２５２と、システムバス２１１とのデータのやり取りをおこなうインタフェース２５９とを有している。

αブレンド補正部２５１は、画像信号をαブレンド補正値を用いて補正する。ここで、αブレンド補正値は、ＲＧＢ各色毎に設定されるコントラスト係数αｒ，αｇ，αｂと、同じくＲＧＢ各色毎に設定されるブライト係数Ｂｒ，Ｂｇ，Ｂｂよりなる。コントラスト係数αｒ，αｇ，αｂは、画像信号の鮮やかさを強調したり、抑えるために用いられる。ブライト係数Ｂｒ，Ｂｇ，Ｂｂは、画像信号に足し合わせることによって、画像信号全体の信号レベルを増減させ、投射画像を明るくしたり暗くするために用いられる。αブレンド補正部２５１は、αブレンド演算をおこなうαブレンド演算部２５３と、αブレンド補正に用いるαブレンド補正値を算出するαブレンド補正値算出部２５４と、算出したαブレンド補正値を保存するαブレンド補正値保存部２５５とを有している。

プロジェクタ駆動部２６は、明るさ補正部２５からのデジタル画像信号を光（アナログ）の投射画像情報に変換してスクリーン１６に投射する。

画像検出装置２８は、カメラ等で構成され、スクリーン１６に投射された画像の色や明るさの分布を検出する。

次に、本発明の画像表示システムの動作について、図５に示すフローチャートを使用して説明する。

（ステップ５１）まず、プロジェクタ１２，１３の画像投射範囲を合わせる。プロジェクタ１２，１３の配置によって、各々の画像投射範囲が長方形とならない場合には、まず図６Ａのように、隣接する画像投射範囲４１，４２が重複領域４３で重なるように配置する。次に、図６Ｂのように、個々の画像投射範囲４１，４２に対してプロジェクタ１２，１３の幾何形状補正部２３によって台形歪み補正をおこない、長方形の画像投射範囲４４，４５になるように調整する。この時、プロジェクタ１２の画像投射範囲４４に重なったプロジェクタ１３の投射領域４６と、プロジェクタ１３の画像投射範囲４５に重なったプロジェクタ１２の投射領域４７と、非表示領域４８，４９は全黒レベルの信号が出力される。調整後のプロジェクタ１２，１３の画像投射範囲が適切でない場合には、再度上記の作業を繰り返す。

（ステップ５２）次に、画像補正用のプロジェクタ１１の画像投射範囲をプロジェクタ１２，１３の画像投射範囲４４，４５に合わせる。このとき、両者の画像投射範囲が一致する必要はないが、少なくとも画像補正用のプロジェクタ１１の最大画像投射範囲がプロジェクタ１２，１３の画像投射範囲４４，４５を包含するように調整する。

（ステップ５３Ａ）次に、プロジェクタ１２に、全黒レベルおよびＲＧＢ各色の静止画像信号を入力する。このとき、プロジェクタ１１，１３からは画像は投射されないようにしておく。ＲＧＢ各色の信号の大きさは任意でよいが、互いに等しいレベルである。プロジェクタ１２は、入力された全黒レベルの静止画像をスクリーン１６に投射し、プロジェクタ１１の画像検出装置２８は、スクリーン１６に投射された画像の明るさの分布を検出する。同様にして、画像検出装置２８は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の静止画像を投射したときの明るさの分布も検出する。各色の明るさの分布は、例えば、投射画像の中心の検出値を基準値として、中心位置の明るさと周辺位置の明るさとの比を求めることによって検出できる。なお、この操作は、図６Ｂの投射画像のうち、プロジェクタ１２が投射する画像投射範囲４４のうち投射領域４６を除く部分と、非表示領域４８の明るさ補正のためおこなわれる。

（ステップ５４Ａ）次に、プロジェクタ１１のＣＰＵ２１は、プロジェクタ１１の画像検出装置２８によって検出された色や明るさの分布に基づいてプロジェクタ１２のαブレンド補正値（コントラスト係数αｒ，αｇ，αｂ、およびブライト係数Ｂｒ，Ｂｇ，Ｂｂ）を算出し、算出されたαブレンド補正値を、プロジェクタ１２のインタフェース２５９経由で、プロジェクタ１２のαブレンド補正値保存部２５５に保存する。

αブレンド補正値は、画像信号入力の水平１ドット、垂直１ライン毎に算出・保存されるが、水平ｍドット、垂直ｎライン（ｍ，ｎは正の整数）毎に分割した情報として算出・保存してもよい。すなわち、水平ｍドット、垂直ｎライン毎に仕切られる領域のαブレンド補正値を当該領域の四隅の値で代表させることもできる。図７には、このようなαブレンド補正値の保存方法の一例を示す。同図は画像信号の座標のうち、左上側の画像領域に対応する部分を示したもので、図中の１メッシュは画像信号の１座標に対応する。ｍ＝ｎ＝３２とすれば、座標（１，１）、（１，３２）、（３２，１）、（３２，３２）で囲まれる部分が左上隅の領域７１を構成する。そして、領域７１の四隅の座標（１，１）、（１，３２）、（３２，１）、（３２，３２）におけるαブレンド補正値が各座標（ｘ、ｙ）のαブレンド補正値の代わりに保存される。信号画素数が例えば１０２４×７６８であれば、領域の数は３２×２４となり、四隅の合計数３３×２５＝８２５個のαブレンド補正値を保存すればすみ、膨大な容量のデータの保存を防ぐことができる。

（ステップ５３Ｂ）次に、プロジェクタ１３に、全黒レベルおよびＲＧＢ各色の静止画像信号を入力し、ステップ５３Ａと同様の操作をおこなう。このとき、プロジェクタ１１，１２からは画像は投射されないようにしておく。

（ステップ５４Ｂ）次に、プロジェクタ１１のＣＰＵ２１は、ステップ５４Ａと同様に、プロジェクタ１３のαブレンド補正値を算出し、算出されたαブレンド補正値をプロジェクタ１３のαブレンド補正値保存部２５５に保存する。

（ステップ５３Ｃ）次に、プロジェクタ１２，１３に同時に、全黒レベルおよびＲＧＢ各色の静止画像信号を入力し、ステップ５３Ａと同様の操作をおこなう。このとき、プロジェクタ１１からは画像は投射されないようにしておく。この操作は、プロジェクタ１２，１３の投射画像が重なる領域（図６Ｂの投射領域４６，４７）の明るさ補正のためにおこなわれる。

（ステップ５４Ｃ）次に、プロジェクタ１１のＣＰＵ２１は、ステップ５４Ａと同様に、プロジェクタ１２，１３のαブレンド補正値を算出し、算出されたαブレンド補正値をプロジェクタ１２，１３のαブレンド補正値保存部２５５に保存する。

（ステップ５３Ｄ）次に、プロジェクタ１１に、全黒レベルおよびＲＧＢ各色の静止画像信号を入力し、ステップ５３Ａと同様の操作をおこなう。このとき、プロジェクタ１２，１３からは画像は投射されないようにしておく。この操作は、プロジェクタ１１の投射画像の明るさ補正のためにおこなわれる。

（ステップ５４Ｄ）次に、プロジェクタ１１のＣＰＵ２１は、ステップ５４Ａと同様に、プロジェクタ１１のαブレンド補正値を算出し、算出されたαブレンド補正値をプロジェクタ１１のαブレンド補正値保存部２５５に保存する。

（ステップ５５）次に、画像信号発生器１８から、画像信号分配器１７を経由して、プロジェクタ１１，１２，１３に、実際に投射したい原画像信号２０を入力する。

（ステップ５６）次に、プロジェクタ１１，１２，１３の色補正部２４は、色情報検出部２４８で、Ａ／Ｄ変換器２２から入力された画像信号を輝度や色相などの色情報に変換する。輝度Ｙｉは数式１で求められる。色相Ｈｕｅｉは例えば、数式２，３で求められる。なお、以下の式でＲ、Ｇ，Ｂは各色の入力信号レベルを表す。

次に、部分変換補正値算出部２４４は、上記の輝度Ｙｉ、色相Ｈｕｅｉから、指定色相Ｈｕｅの色相範囲ｍ内で０〜１までの部分変換強度ｈｘを求める。ここで、指定色相Ｈｕｅおよび色相範囲ｍはあらかじめ部分変換補正値保存部２４５に保存されている。部分変換強度ｈｘの算出式を数式４に示す。

部分変換補正値算出部２４４はさらに、色相Ｈｕｅｉに応じて、部分変換補正値保存部２４５に色相毎にあらかじめ保存されている各色相毎の色相補正値ａ１〜ａ３を選択して、部分変換演算部２４３に送る。

（ステップ５７Ａ）プロジェクタ１２，１３の部分変換演算部２４３は、以上の演算から求められた部分変換強度ｈｘと、色相補正値ａ１〜ａ３とを用いて、数式５によって色相の補正演算をおこなう。ここで、Ro(x,y)、Go(x,y)、Bo(x,y)は、各々座標ｘ、ｙにおけるＲ，Ｇ，Ｂの画像信号出力値を、Ri(x,y)、Gi(x,y)、Bi(x,y)は、各々座標ｘ、ｙにおけるＲ，Ｇ，Ｂの画像信号入力値を示す。

（ステップ５７Ｂ）プロジェクタ１１の部分変換演算部２４３は、以上の演算から求められた部分変換強度ｈｘと、色相補正値ａ１〜ａ３とを用いて、数式６によって補正画像の演算をおこなう。

（ステップ５８）次に、プロジェクタ１１，１２，１３の全体変換部２４２の全体変換演算部２４６は、部分変換部２４１からの出力信号を受け取り、全体変換補正値保存部２４７に保存されているマトリックス係数Ｃ１１〜Ｃ３３と、オフセット係数Ｂｒ２，Ｂｇ２，Ｂｂ２を用いて、数式７によって全体変換をおこなう。以上のステップを経て、１つの座標（ｘ、ｙ）における画像信号の色相調整が終了する。

（ステップ５９）次に、プロジェクタ１１，１２，１３のαブレンド補正値算出部２５４は、画像信号入力に同期して、αブレンド補正値保存部２５５に保存されたαブレンド補正値を順次読み出し、αブレンド演算部２５３に送り出す。また、αブレンド補正値が水平ｍドット、垂直ｎライン毎に分割した情報で保存されている場合には、αブレンド補正値算出部２５４は、実際の画像信号入力の水平垂直位置にあわせて、αブレンド補正値保存部２５５に保存されている周辺４点のαブレンド補正値より内挿計算で求める。

次に、プロジェクタ１１，１２，１３のαブレンド演算部２５３は、αブレンド補正値に基づいて、演算処理を行う。数式８は、αブレンド演算部２５３で処理される計算式の一例を示す。ここで、Ro(x,y)、Go(x,y)、Bo(x,y)は、各々座標ｘ、ｙにおけるＲ，Ｇ，Ｂの画像信号出力値を、αr(x,y)，αg(x,y)，αb(x,y)は、各々座標ｘ、ｙにおけるＲ，Ｇ，Ｂのコントラスト係数を、Ri(x,y)、Gi(x,y)、Bo(x,y)は、各々座標ｘ、ｙにおけるＲ，Ｇ，Ｂの画像信号入力値を、Br(x,y)，Bg(x,y)，Bb(x,y)は、各々座標ｘ、ｙにおけるＲ，Ｇ，Ｂのブライト係数を示す。

（ステップ６０）次に、プロジェクタ１１の補正画像をプロジェクタ１２，１３から投射される原画像に重ねる。

以上の手順によって、色や明るさを均一に見せるための調整を行うことができる。プロジェクタ１１の補正画像をプロジェクタ１２，１３から投射される原画像に重ね合わせることで、プロジェクタ１２，１３の全黒レベルの不均一性やスクリーンの反射特性，環境光などの影響に基ずく投射画像各部の画像の差を緩和することができる。

本発明の第１の効果は、個々のプロジェクタに対して、入力される画像信号のダイナミックレンジを狭くするような制約をかけることなく全黒レベルの色および明るさ（＝暗さ）の補正をかけることができることにある。

第２の効果は、複数台のプロジェクタを用いたマルチ画面表示において、個々のプロジェクタの個体差による全黒レベルの色や投射画面全体の明るさの不均一に対して補正をかけることができることにある。

なお、本発明の画像表示システムは、以上説明した実施形態に限定されず、様々な変形が可能である。例えばプロジェクタ１２，１３から全黒レベルを投射して、プロジェクタ１１に備えられている画像検出装置２８によって色の均一性を検出し、各分割画面に対して色補正部２４の全体変換部２４２にてオフセット係数Ｂｒ２，Ｂｇ２，Ｂｂ２を付けるなどして、まず各分割画面全体の色味を合わせるようにし、次にプロジェクタ１１にて画面の細部の色味や明るさを合わせるといった手法を取ることも可能となる。

また、原画像投射用のプロジェクタ１２，１３などを視聴者の視点と反対の方向から投射する構成としてもよい。図８には、プロジェクタ４台で視聴者Ｈの視点と反対の方向から投射して１つの画面を構成する例を示している。

本発明の画像表示システムの全体構成図である。 図１に示す画像表示システムを構成するプロジェクタの内部構成図である。 図２に示すプロジェクタの色補正部の構成図である。 図２に示すプロジェクタの明るさ補正部の構成図である。 本発明の画像投射方法の手順を示すフロー図である。 ２台のプロジェクタを投射したときの台形歪み補正前の投射画像の説明図である。 ２台のプロジェクタを投射したときの台形歪み補正後の投射画像の説明図である。 αブレンド補正値の保存方法の説明図である。 プロジェクタ４台で視聴者の視点と反対の方向から投射して１つの画面を得る画像表示システムの構成例を示す概念図である。 従来技術の画像表示システムの構成例を示す概念図である。

符号の説明

１ 画像表示システム
１１，１２，１３ プロジェクタ
１７ 画像信号分配器
１８ 画像信号発生器
１６ スクリーン
２０ 原画像信号
２１ ＣＰＵ
２１１ システムバス
２２ Ａ／Ｄ変換部
２２１ 画像記憶部
２３ 幾何形状補正部
２４ 色補正部
２４１ 部分変換部
２４２ 全体変換部
２４３ 部分変換演算部
２４４ 部分変換補正値算出部
２４５ 部分変換補正値保存部
２４６ 全体変換演算部
２４７ 全体変換補正値保存部
２４８ 色情報検出部
２４９ インタフェース
明るさ補正部２５
２５１ αブレンド補正部
２５２ γ補正部
２５３ αブレンド演算部
２５４ αブレンド補正値算出部
２５５ αブレンド補正値保存部
２５９ インタフェース
２６ プロジェクタ駆動部
２８ 画像検出装置

Claims (11)

1. 画像信号に基づく画像の一部を各々が投射し、各々の投射画像を同時に表示させることによって全体画像を得る複数の画像表示用プロジェクタと、
   前記全体画像の各部分における色のばらつきを補正する補正用画像信号を生成し、該補正用画像信号に基づく補正用画像を前記全体画像に重ね合わせて投射する補正用プロジェクタと
   を有し、
   前記補正用プロジェクタは、前記画像信号の色情報を検出する色情報検出部と、所定の色に対して色の補正をおこなうための前記補正用画像信号を生成する部分変換部とを有し、
   前記部分変換部は、
   補正に用いる補正値を指定された色相について保存する部分変換補正値保存部と、
   前記部分変換補正値保存部に保存された前記補正値の中から、前記色情報検出部での色情報検出結果に応じて、前記補正に用いる前記補正値を選択するとともに、前記色情報検出部での色情報検出結果に応じて、部分変換強度を算出する部分変換補正値算出部と、
   選択された前記補正値と、算出された前記部分変換強度とを乗じた値を前記補正用画像信号とする部分変換演算部とを有する、画像表示システム。
2. 前記部分変換部は、前記補正用画像信号にさらに所定の色の画像信号を加えた値を補正用画像信号とすることによって前記部分変換をおこなう、請求項１に記載の画像表示システム。
3. 前記補正用プロジェクタの前記色補正部は、全ての色に対する一括した色の補正である全体変換をおこなう全体変換部を有し、
   前記全体変換部は、
   全体変換に用いるマトリックス係数を保存する全体変換補正値保存部と、
   前記マトリックス係数と前記補正用画像信号とを乗じた値を新たな補正用画像信号とすることによって、前記全体変換をおこなう全体変換演算部とを有している、請求項１または２に記載の画像表示システム。
4. 前記画像表示用プロジェクタの各々は、
   前記画像信号の色情報を検出する色情報検出部と、
   前記画像表示用プロジェクタの前記色情報検出部によって検出された検出結果に基づいて、該画像表示用プロジェクタの分担する前記画像信号に対して、該画像表示用プロジェクタの色のばらつきを補正する色補正部を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像表示システム。
5. 前記補正用プロジェクタは、
   前記画像表示用プロジェクタによって表示された前記投射画像の明るさのばらつきを検出する画像検出装置と、
   前記画像検出装置の検出結果に基づいて前記画像表示用プロジェクタの明るさ補正をおこなうためのαブレンド補正値を前記画像表示用プロジェクタ毎に算出し、算出した該αブレンド補正値を該画像表示用プロジェクタに送信する明るさ補正部とを有する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の画像表示システム。
6. 前記補正用プロジェクタの明るさ補正部は、前記画像表示用プロジェクタの投射画像の重複部の明るさ補正をおこなうためのαブレンド補正値を算出し、算出した該αブレンド補正値を該重複部に係る前記画像表示用プロジェクタに送信する、請求項５に記載の画像表示システム。
7. 複数の画像表示用プロジェクタが、画像信号に基づく画像の一部を各々が分担して同時に投射し、各々の投射画像を表示させることによって全体画像を表示させる原画像投射ステップと、
   補正用プロジェクタが、前記全体画像の各部分における色のばらつきを補正する補正用画像信号を生成し、該補正用画像信号に基づく補正用画像を前記全体画像に重ね合わせて投射して、補正された全体画像を表示させる補正投射ステップと
   を有し、
   前記補正投射ステップは、所定の色に対する色の補正をおこなう部分変換ステップを有し、
   前記部分変換ステップは、
   補正に用いる補正値を指定された色相についてあらかじめ保存するステップと、
   前記画像信号の色情報を検出するステップと、
   検出された前記色情報に応じて、保存された前記補正値の中から前記補正に用いる補正値を選択するステップと、
   検出された前記色情報に応じて、部分変換強度を算出するステップと、
   選択された前記補正値と算出された前記部分変換強度とを乗じた値を前記補正用画像信号とする補正用画像信号生成ステップとを有する、画像表示方法。
8. 前記補正用画像信号生成ステップは、前記補正用画像信号にさらに所定の色の画像信号を加えた値を補正用画像信号とすることを含む、請求項７に記載の画像表示方法。
9. 前記補正投射ステップは、前記部分変換ステップに続いて、全ての色に対して一括して色を補正する全体変換ステップを有し、
   前記全体変換ステップは、
   全体変換に用いるマトリックス係数をあらかじめ保存するステップと、
   前記マトリックス係数と前記補正用画像信号とを乗じた値を新たな補正用画像信号とすることによって、前記全体変換をおこなうステップとを有している、請求項７または８に記載の画像表示方法。
10. 前記原画像投射ステップは、
    前記画像表示用プロジェクタが、各々の分担する前記画像信号の色情報を検出するステップと、
    前記画像表示用プロジェクタが、検出された前記色情報に応じて、該画像表示用プロジェクタの分担する前記画像信号に対して、該画像表示用プロジェクタの色のばらつきを補正するステップとを有する、請求項７から９のいずれか１項に記載の画像表示方法。
11. 前記原画像投射ステップは、
    前記画像表示用プロジェクタによって表示された前記投射画像の明るさのばらつきをあらかじめ検出するステップと、
    検出された前記投射画像の明るさのばらつきに基づいて前記画像表示用プロジェクタの明るさ補正をおこなうためのαブレンド補正値を前記画像表示用プロジェクタ毎に算出するステップと、
    算出された前記αブレンド補正値に基づいて前記画像信号を補正するステップとを有する、請求項７から９のいずれか１項に記載の画像表示方法。

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