JP5217537B2 - プロジェクタ、電子機器、および、プロジェクタの制御方法 - Google Patents

プロジェクタ、電子機器、および、プロジェクタの制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、投写面に画像を投写するプロジェクタ、このプロジェクタを備えた電子機器
、および、プロジェクタの制御方法に関する。
投写型表示装置のようなプロジェクタによりスクリーンに画像や画像を投写する場合、
プロジェクタの光源とスクリーンの投写面とが正対していないと、画像が台形に歪んでし
まう。従来、この画像の台形の歪み(いわゆる台形歪み)を補正するプロジェクタが知ら
れている(例えば、特許文献1参照)。
特開2007−150531号公報
ところで、台形歪み補正は、例えば、LCD等の光変調手段に表示されている略矩形形
状の画像を、投写面に投影されている画像が矩形形状となるように変形させることにより
実行される。このような台形歪み補正を行う際には、メモリに格納されている補正前の画
像を、補正後の画像のラインの並びに応じて読み出す必要があるが、補正前の画像と補正
後の画像のラインの角度は必ずしも一致しないため、メモリに格納されている補正前の画
像を読み出す際には、読み出しアドレスは連続しない場合が多い。特許文献1では、読み
出し用のテーブルを設け、当該テーブルに基づいてメモリから補正前の画像を読み出して
いる。このため、特許文献1では、テーブルを格納するための余分なメモリが必要になる
という問題点がある。
そこで本発明は、画像を投写するプロジェクタにおいて、台形歪みを簡単な構成で補正
することを目的とする。
〔形態1〕 上記課題を解決するため、形態1のプロジェクタは、画像を投写表示する
際に生じるライン方向およびこれに直交するピクセル方向の台形歪みを補正して補正後の
画像を表示するプロジェクタであって、前記補正の対象となる補正前の画像を記憶するフ
レームメモリと、前記補正前の画像の前記ライン方向および前記ピクセル方向にそれぞれ
N×M(N,M≧2)個の画素からなるブロックデータを単位として格納するとともに、
n×M(n≧2)ライン分の画像を格納可能な容量を有するブロックデータ記憶メモリと
、前記ブロックデータ記憶メモリに記憶されている前記ブロックデータに基づいて、補正
後の画像を生成する生成手段と、前記生成手段が処理の対象とするブロックデータが前記
ブロックデータ記憶メモリに存在しない場合には、前記フレームメモリから前記補正前の
画像を前記ブロックデータ単位で取得し、前記ブロックデータ記憶メモリに格納する制御
を行う制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記補正処理の開始時には、前記フレーム
メモリから連続するn×M(n≧2)ライン分の画像を取得して前記ブロックデータ記憶
メモリに格納し、その後の処理では、処理の対象となるブロックデータが前記ブロックデ
ータ記憶メモリに存在しない場合には、当該ブロックデータを前記フレームメモリから取
得するとともに、前記ブロックデータ記憶メモリに格納されているブロックデータのうち
、前記補正前の画像において前記ライン方向の同一位置であって、前記ピクセル方向の最
も遠い位置に存在するブロックデータに対して上書きすることを特徴とする。
上記構成によれば、補正の対象となる補正前の画像をフレームメモリに記憶し、補正前
の画像のライン方向およびピクセル方向にそれぞれN×M(N,M≧2)個の画素からな
るブロックデータを単位とし、n×M(n≧2)ライン分の画像を格納可能な容量を有す
るブロックデータ記憶メモリにブロックデータを記憶し、ブロックデータ記憶メモリに記
憶されているブロックデータに基づいて、補正後の画像を生成手段が生成し、生成手段が
処理の対象とするブロックデータがブロックデータ記憶メモリに存在しない場合には、フ
レームメモリから補正前の画像をブロックデータ単位で取得し、ブロックデータ記憶メモ
リに格納する制御を制御手段が行い、制御手段は、補正処理の開始時には、フレームメモ
リから連続するn×M(n≧2)ライン分の画像を取得してブロックデータ記憶メモリに
格納し、その後の処理では、処理の対象となるブロックデータがブロックデータ記憶メモ
リに存在しない場合には、当該ブロックデータをフレームメモリから取得するとともに、
ブロックデータ記憶メモリに格納されているブロックデータのうち、補正前の画像におい
てライン方向の同一位置であって、ピクセル方向の最も遠い位置に存在するブロックデー
タに対して上書きする。このため、台形歪みを簡単な構成で補正することが可能になる。
〔形態2〕 形態2のプロジェクタは、形態1のプロジェクタにおいて、前記フレーム
メモリに格納されている前記補正前の画像は、前記ブロックデータを構成する各画素が連
続するアドレスに格納されるようにフォーマットの変換が施されていることを特徴とする

上記構成によれば、フレームメモリから補正前画像を連続して読み出すことができる。
このため、フレームメモリからの補正前画像の読み出しを高速に行うことができることか
ら、台形歪み補正を高速に実行できる。
〔形態3〕 形態3のプロジェクタは、形態1または2のプロジェクタにおいて、前記
ブロックデータ記憶メモリは、前記ブロックデータを構成する画素が異なるバンクに格納
していることを特徴とする。
上記構成によれば、バンクを切り換えることにより、ブロックデータを読み出すことが
できる。このため、アドレスの切り換えよりも高速に行うことができるバンクの切り換え
によって、ブロックデータを高速に読み出すことができることから、台形歪み補正を高速
に実行できる。
〔形態4〕 形態4のプロジェクタは、形態1乃至2のいずれかのプロジェクタにおい
て、前記生成手段によって生成された前記補正後の画像を、所定量だけ格納した後、一括
して出力する出力手段をさらに有することを特徴とする。
上記構成によれば、補正後の画像を所定量だけ格納した後に、一括して出力することが
できる。このため、補正後の画像をブロック転送することにより、補正後の画像を高速に
出力することができる。
〔形態5〕 形態5の電子機器は、形態1乃至4のプロジェクタを備えたことを特徴と
する。
上記構成によれば、台形歪みを簡単な構成で補正することが可能な電子機器を提供する
ことができる。
〔形態6〕 形態6のプロジェクタの制御方法は、画像を投写表示する際に生じるライ
ン方向およびこれに直交するピクセル方向の台形歪みを補正して補正後の画像を表示する
プロジェクタの制御方法であって、前記プロジェクタは、前記補正の対象となる補正前の
画像を記憶するフレームメモリと、前記補正前の画像の前記ライン方向および前記ピクセ
ル方向にそれぞれN×M(N,M≧2)個の画素からなるブロックデータを単位として格
納するとともに、n×M(n≧2)ライン分の画像を格納可能な容量を有するブロックデ
ータ記憶メモリと、前記ブロックデータ記憶メモリに記憶されている前記ブロックデータ
に基づいて、補正後の画像を生成する生成手段と、前記生成手段が処理の対象とするブロ
ックデータが前記ブロックデータ記憶メモリに存在しない場合には、前記フレームメモリ
から前記補正前の画像を前記ブロックデータ単位で取得し、前記ブロックデータ記憶メモ
リに格納する制御を行う制御手段と、を有し、前記制御手段が、前記補正処理の開始時に
は、前記フレームメモリから連続するn×M(n≧2)ライン分の画像を取得して前記ブ
ロックデータ記憶メモリに格納し、その後の処理では、処理の対象となるブロックデータ
が前記ブロックデータ記憶メモリに存在しない場合には、当該ブロックデータを前記フレ
ームメモリから取得するとともに、前記ブロックデータ記憶メモリに格納されているブロ
ックデータのうち、前記補正前の画像において前記ライン方向の同一位置であって、前記
ピクセル方向の最も遠い位置に存在するブロックデータに対して上書きする、ことを特徴
とする。
上記構成によれば、補正の対象となる補正前の画像をフレームメモリに記憶し、補正前
の画像のライン方向およびピクセル方向にそれぞれN×M(N,M≧2)個の画素からな
るブロックデータを単位とし、n×M(n≧2)ライン分の画像を格納可能な容量を有す
るブロックデータ記憶メモリにブロックデータを記憶し、ブロックデータ記憶メモリに記
憶されているブロックデータに基づいて、補正後の画像を生成手段が生成し、生成手段が
処理の対象とするブロックデータがブロックデータ記憶メモリに存在しない場合には、フ
レームメモリから補正前の画像をブロックデータ単位で取得し、ブロックデータ記憶メモ
リに格納する制御を制御手段が行い、制御手段は、補正処理の開始時には、フレームメモ
リから連続するn×M(n≧2)ライン分の画像を取得してブロックデータ記憶メモリに
格納し、その後の処理では、処理の対象となるブロックデータがブロックデータ記憶メモ
リに存在しない場合には、当該ブロックデータをフレームメモリから取得するとともに、
ブロックデータ記憶メモリに格納されているブロックデータのうち、補正前の画像におい
てライン方向の同一位置であって、ピクセル方向の最も遠い位置に存在するブロックデー
タに対して上書きする。このため、台形歪みを簡単な構成で補正することが可能になる。
(A)本発明の実施の形態の説明
以下、本発明を適用した実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係るプロジェクタシステム1の概略構成を示すブロック図である

プロジェクタシステム1は、画像信号を出力する画像供給装置2と、画像供給装置2か
ら出力された画像信号に基づいて画像を投写するプロジェクタ10とを備えて構成される
。プロジェクタシステム1によって投写される画像は、静止画像および動画像のどちらで
もよく、以下の説明の画像とは、静止画像と動画像の両方を含む。
プロジェクタ10は、プロジェクタ10の各部を制御するMPU(Micro Processing U
nit)15を備え、このMPU15は、図示せぬ記憶部に記憶された制御プログラムを読
み出して実行することにより、プロジェクタ10の各種機能を実現する。ここで、MPU
15は、プロジェクタ10自体を構成するものであるが、プロジェクタ10の制御装置と
して機能すると見なしてもよい。
プロジェクタ10は、入力回路11、画像処理回路12、フレームバッファ13(請求
項中「フレームメモリ」に対応)、台形歪み補正回路14、IP(Interlace Progressiv
e)変換回路16、拡大縮小回路17、画像合成回路18、メニュー画像生成回路19、
液晶ドライバ20、光源21、液晶パネル22、および、レンズ23を有している。
ここで、入力回路11は、DVD(Digital Versatile Disk)プレーヤやビデオデッキ
、パーソナルコンピュータなどの画像供給装置2からコンポジット信号やコンポーネント
信号、RGB信号などの画像信号を入力する回路である。入力回路11は、入力した画像
信号に同期信号が含まれている場合には、垂直同期信号や水平同期信号等の同期信号を分
離する。また、入力回路11は、同期信号が分離されたアナログの画像信号をディジタル
の画像信号に変換する。
画像処理回路12は、入力回路11から供給されたディジタル画像信号を、画像データ
としてフレームバッファ13に1フレーム毎に書き込む。また、画像処理回路12は、ユ
ーザからの指示等に応じて画像データに対して、輝度や彩度の調整といった種々の色調補
正を行う。
フレームバッファ13は、例えば、DDR−SDRAM(Double-Data-Rate Synchrono
us Dynamic Random Access Memory)によって構成され、画像処理回路12から出力され
た原画像データと、原画像データに対して画像合成回路18によってフォーマット変換が
施された補正前画像データと、補正前画像データに対して台形歪み補正回路14によって
台形歪み補正が施された補正後画像データとが格納される。また、フレームバッファ13
には、台形歪み補正回路14が動作する際のワークエリアが確保される。
台形歪み補正回路14は、スクリーンに対してプロジェクタ10を傾けた状態で投写し
た場合に生じる歪み(以下、台形歪みと呼ぶ)を補正する。具体的には、フレームバッフ
ァ13に格納されている補正前画像データを、台形歪みを補償する形状で液晶パネル22
に表示させるため、補正前画像データに対して補正処理を施し、補正後画像データとして
フレームバッファ13に格納する。なお、台形歪みおよび台形歪み補正の詳細については
、後述する。
IP変換回路16は、フレームバッファ13に格納されている原画像データのフォーマ
ットをインタレース方式からプログレッシブ方式に変換する処理を実行し、得られた画像
データを拡大縮小回路17に供給する。拡大縮小回路17は、IP変換回路16によって
フォーマットの変換が施された原画像データに対して、サイズの拡大処理または縮小処理
を施し、得られた画像データを画像合成回路18に供給する。
画像合成回路18は、メニュー画像生成回路19によって生成されたメニュー画像と、
拡大縮小回路17から供給された原画像データとを合成するとともに、原画像データに対
してデータの並びに関するフォーマット変換を施し、フレームバッファ13に補正前画像
データとして書き込む。なお、フォーマット変換とは、台形歪み補正回路14が台形歪み
補正を実行する際に、台形歪み補正回路14がフレームバッファ13に格納されている補
正前画像データに対して少ないアクセス回数でデータを取得できるように画像データの格
納形式(フォーマット)を変換する処理である。
メニュー画像生成回路19は、プロジェクタ10の動作状態を表す文字や記号、あるい
は、画質調整等を行う際の画像を生成して出力する。
液晶ドライバ20は、フレームバッファ13に格納されている補正後画像データに基づ
いて液晶パネル22を駆動し、画像を表示させる。
光源21は、例えば高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等のランプ類や、その他の発光
体を備えて構成される。
液晶パネル22は、複数の画素をマトリクス状に配置した透過型液晶パネルにより構成
される。液晶パネル22は、液晶ドライバ20によって駆動され、マトリクス状に配置さ
れた各画素における光の透過率を変化させることにより、画像を構成する。
ここで、プロジェクタ10が3LCD式プロジェクタとして構成されている場合、R、
G、Bの3色に対応する3枚の液晶パネル22および光源21の光の分配および集光をす
るプリズム等が配設される。本実施形態では、理解の便宜を図るため、あくまで一例とし
て、1枚の液晶パネル22を備えた構成について説明する。
レンズ23は、1または複数のレンズからなるレンズ群を組み合わせて構成され、図示
せぬフォーカス制御部によって駆動されることでフォーカス調整を実行可能な構成を有す
る。また、レンズ23は、図示せぬズーム制御部によって駆動され、液晶パネル22を透
過した光を拡大または縮小可能な構成を有する。
なお、このプロジェクタ10の光学系は、光源21、液晶パネル22、および、レンズ
23の他、配光を調整するレンズアレイ、偏光を調整する偏光調整素子、ミラー、プリズ
ム、防塵ガラス等を含む構成としてもよいが、ここで図示および説明を省略する。
図2は、図1に示す台形歪み補正回路14の詳細な構成例を示すブロック図である。こ
の図2に示すように、台形歪み補正回路14は、バスマスタ部14a、キャッシュメモリ
部14b、小数整数分離部14c、座標変換部14d、制御部14e、バススレーブ部1
4f、レジスタ部14g、画素補間部14h(請求項中「生成手段」に対応)、ダブルバ
ッファ部14i(請求項中「出力手段」に対応)、および、バスマスタ部14jを有して
いる。
ここで、バスマスタ部14aは、フレームバッファ13に格納されている補正前画像デ
ータを取得する際にフレームバッファ13に対するバス(アドレスバスおよびデータバス
)に関するアクセス制御を行う。
キャッシュメモリ部14bは、アクセス速度が速いSRAM(Static RAM)14b1(
請求項中「ブロックデータ記憶メモリ」に対応)およびSRAM14b1を制御する制御
部14b2(請求項中「制御手段」に対応)を有し、補正前画像データの一部を、8×8
画素からなるキャッシュブロック単位で取得して格納する。また、キャッシュメモリ部1
4bは、小数整数分離部14cから供給される補正前座標の整数成分によって指定される
4×4画素からなる補間画素ブロックを画素補間部14hに対して供給する。
制御部14eは、図示せぬ記憶部に記憶されているプログラムに基づいて、台形歪み補
正回路14の各部を制御し、台形歪み補正処理を実行する。より詳細には、制御部14e
は、レジスタ部14gに格納されている各種パラメータに基づいて、台形歪み補正後の画
像の座標である補正後座標を計算し、座標変換部14dに対して順次出力する。
レジスタ部14gは、MPU15から供給されるパラメータを格納する。具体的には、
レジスタ部14gには、台形歪み補正に関するコマンド(start、stop等)、処
理のステータスを示す情報、入力画像に関する情報(画像の解像度等)、補正前画像の格
納アドレス(フレームバッファ13の格納アドレス)、補正前座標(x0〜x3,y0〜
y3)(図8参照)、補正後画像の格納アドレス(フレームバッファ13の格納アドレス
)、補正後座標(X0〜X3,Y0〜Y3)(図8参照)、座標変換行列の変換係数(詳
細は後述する)、補間フィルタ係数(画素補間部14hのフィルタ係数)、および、背景
色(例えば、青色等)に関する情報が格納される。
座標変換部14dは、制御部14eから出力された補正後座標を、台形歪み補正前の画
像の座標である補正前座標に変換し、小数整数分離部14cに出力する。より詳細には、
座標変換部14dは、台形歪み補正を行った後の画像(変形した画像)の座標値を、補正
前の画像(長方形の画像)の座標値に変換して出力する。なお、補正前画像と補正後画像
とは整数倍の対応関係とはなっていないため、座標変換部14dから出力される座標値は
、小数を含んでいる。
小数整数分離部14cは、座標変換部14dから出力される座標値を整数と小数とに分
離し、整数についてはキャッシュメモリ部14bに供給し、小数については画素補間部1
4hに供給する。なお、キャッシュメモリ部14bは、小数整数分離部14cから供給さ
れた座標値の整数に対応する補間画素ブロックを読み出し、画素補間部14hに供給する

画素補間部14hは、キャッシュメモリ部14bから供給される補正前画像の補間画素
ブロックに基づいて補間処理を実行することにより、補正後画像の所定の画素を生成する
。すなわち、補正前画像と補正後画像を構成する画素は、一対一の対応関係とはなってい
ないため、補正後画像の所定の画素を求めるためには、補正前画像において対応する周辺
画素から補間処理に基づいて、当該所定の画素を算出する必要があるためである。具体的
には、画素補間部14hは、キャッシュメモリ部14bから供給される補間画素ブロック
と、小数整数分離部14cから供給される補正前座標の小数値と、レジスタ部14gから
供給されるフィルタ係数とに基づいて画素補間処理を実行し、補間画素(補正後画像の画
素)の値を求めて出力する。
ダブルバッファ部14iは、2つのバッファを有しており、画素補間部14hから出力
される補間画素を一方のバッファに格納し、当該バッファが一杯になった場合には、バッ
ファに格納された補間画素をバスマスタ部14jを介してフレームバッファ13に補正後
画像データとしてブロック転送するとともに、他方のバッファに対して画素補間部14h
から出力される新たな補間画素を格納する。そして、2つのバッファに対するこのような
処理を繰り返すことにより、画素補間部14hから出力された補間画素を、フレームバッ
ファ13に転送する。
バスマスタ部14jは、ダブルバッファ部14iに格納されている補間画素をフレーム
バッファ13に対して転送する際に、フレームバッファ13に対するバス(アドレスバス
およびデータバス)の制御を行う。
次に、プロジェクタ10が画像を投写する際の動作について、説明する。
図3は、プロジェクタ10の設置状態とスクリーン4における投写状態との関係を示す
図である。この図3には、プロジェクタ10が水平面に設置された例を示す。図3(A)
は液晶パネル22における画素の状態を示し、図3(B)はプロジェクタ10とスクリー
ン4との位置関係を示し、図3(C)はスクリーン4上の投写状態を示す。
また、図4はプロジェクタ10の設置状態とスクリーン4に投写された画像の台形歪み
との関係を示す図であり、図5は台形歪み補正の例を示す図である。図4(A)および図
5(A)は液晶パネル22における画素の状態を示し、図4(B)および図5(B)はプ
ロジェクタ10とスクリーン4との位置関係を示し、図4(C)および図5(C)はスク
リーン4上の投写状態を示す。
これら図3〜図5中に破線で示した格子状の模様は、液晶パネル22の画像を形成可能
な最大領域である最大画素領域22Aおよび光を透過させて実際に画像を形成する領域で
ある画像形成領域22Bと、スクリーン4に投写可能な最大領域である最大投写領域4A
および実際に画像が投写される領域である画像投写領域4Bとの対応を示すために補助的
に付加した線であり、実際にこのような格子状の模様が形成され、あるいは表示されるこ
とを意味するものではない。
図3に示す状態は、例えば、プロジェクタ10が水平面に設置され、かつ、スクリーン
4が鉛直方向に沿って配置された場合に該当する。この例では、図3(B)に示すように
、プロジェクタ10の光軸10Lがスクリーン4の投写面に対して垂直である。言い換え
れば、光軸10Lとスクリーン4の投写面の法線とが平行である。
このため、図3(A)に示すように、液晶パネル22において画素が配置された最大画
素領域22Aに、長方形の画像形成領域22Bが配置され、この画像形成領域22Bに表
示された画像が正規の形状の最大投写領域4Aに投写される。ここで、正規の形状とは、
一般的には、アスペクト比Sx:Syが4:3もしくは16:9の長方形である。
これに対し、図4に示す例では、プロジェクタ10が水平な設置面5に対して角度θ(
≠0)で上向きに設置され、光軸10Lは斜め上向きになっている。このように光軸10
Lが斜め上向きになる状態で投写を行うことを「あおり投写」と呼び、角度θを「あおり
角」と呼ぶ。スクリーン4の投写面が鉛直である場合、あおり角θは、スクリーン4の投
写面と、光軸10Lに垂直な仮想平面6がなす角に等しい。
この図4に示す状態では、図4(A)に示すように長方形の画像形成領域22Bが投写
された最大投写領域4Aは、台形に歪む。この歪みが、いわゆる台形歪みであり、歪みの
大きさはあおり角θの大きさに伴って増大する。
そこで、プロジェクタ10により台形歪み補正を行うと、図5(A)に示すように液晶
パネル22において変形した画像形成領域22Bが用いられ、最大投写領域4Aの台形歪
みが相殺される。図5(A)の画像形成領域22Bは、最大投写領域4Aの歪み(上辺が
長く、下辺が短い)を補償するように、上辺が短く下辺が長い台形である。この画像形成
領域22Bに適合するように、台形歪み補正回路14(図1)によって合成画像データを
変形させて画像形成領域22Bに表示し、光源21の光により投写することで、図5(C
)の画像投写領域4Bのように、もとの合成画像データと同じ縦横比の長方形の画像が投
写される。ここで、画像形成領域22Bの上辺と下辺の比(上辺の長さ/下辺の長さ)は
、概ね、最大投写領域4Aの上辺と下辺の比(上辺の長さ/下辺の長さ)の逆数となる。
この台形歪み補正を行うと、スクリーン4には正規の形状の画像投写領域4Bを投写で
きるが、その一方で、画像形成領域22Bは最大画素領域22Aの一部しか使用できない
ため、スクリーン4に投写される画像サイズは最大投写領域4Aより小さくなる。画像投
写領域4Bは最大投写領域4Aよりも小さいことが明らかである。このため、台形歪み補
正を実行すると、ズーム率が一定のままであれば、画像が縮小する。なお、図5(C)に
は参考のためにハッチングを付して最大投写領域4Aを図示しているが、このハッチング
の部分は最大画素領域22Aの非透過部分に相当し、実際に視認されることはない。
図4および図5は、プロジェクタ10が水平な設置面5に対して角度θで上向きに設置
された場合の例であるが、プロジェクタ10が左右方向(水平方向)に傾いて設置された
場合にも台形歪みが生じる。図6は、図3に示すプロジェクタ10を矢印Pの方向から眺
めた図である。図6に示す例では、プロジェクタ10がスクリーン4の投写面の法線と、
光軸10Lとが水平方向に角度φ(≠0)傾いた状態で設置されている。
この図6に示す状態では、図4(A)と同様に、長方形の画像形成領域22Bが投写さ
れた最大投写領域4Aは、水平方向に台形に歪む。
そこで、プロジェクタ10により台形歪み補正を行うと、図6(A)に示すように液晶
パネル22において変形した画像形成領域22Bが用いられ、最大投写領域4Aの台形歪
みが相殺される。図6(A)の画像形成領域22Bは、最大投写領域4Aの歪み(左辺が
長く、右辺が短い)を補償するように、左辺が短く右辺が長い台形である。この画像形成
領域22Bに適合するように、台形歪み補正回路14(図1)によって合成画像データを
変形させて画像形成領域22Bに表示し、光源21の光により投写することで、図6(C
)の画像投写領域4Bのように、もとの合成画像データと同じ縦横比の長方形の画像が投
写される。ここで、画像形成領域22Bの左辺と右辺の比(左辺の長さ/右辺の長さ)は
、概ね、最大投写領域4Aの左辺と右辺の比(左辺の長さ/右辺の長さ)の逆数となる。
なお、このような台形歪み補正では、スクリーン4に投写される画像サイズが最大投写
領域4Aより小さくなることは前述した場合と同様である。図6(C)には参考のために
ハッチングを付して最大投写領域4Aを図示しているが、このハッチングの部分は最大画
素領域22Aの非透過部分に相当し、実際に視認されることはない。
図7は、水平方向および垂直方向にそれぞれ傾きを有してプロジェクタ10が配置され
た場合の投写状態を示す図である。水平方向および垂直方向にそれぞれ傾きを有してプロ
ジェクタ10が配置された場合、スクリーン4に投写される画像は、図7(A)に示すよ
うに、左右方向(水平方向)および上下方向(垂直方向)のそれぞれに台形歪みを生じる
。図7(B)に示すように、液晶パネル22に表示される画像を補正(最大画素領域とし
ての補正前画像22Aを、画像形成領域としての補正後画像22Bに補正)することによ
り、スクリーン4に投影される画像投写領域4Bが略長方形になるように調整することが
できる。
(B)本発明の実施の形態の動作の概要
つぎに、本発明の実施の形態の動作の概要について説明する。図8(A)に示す補正前
画像を、図8(B)に示す補正後画像に補正する場合の座標系の変換は、つぎに示す式(
1)の透視変換によって表される。ここで、A〜Iは、変換係数である。
補正後座標の4点が分かれば、以下の式(2)により、変換係数A〜Hを求めることが
できる。なお、I=1である。
台形歪み補正を行う場合において、補正後画像の所定の座標の画素値を求めるためには
、上述した透視変換によって、補正後画像の座標から逆透視変換によって対応する補正前
画像の画素の座標を求め、求めた座標に基づいて台形歪み補正を実行する。このとき、補
正前画像と補整後画像の座標は一対一に対応していないため、補正前画像の複数の画素か
ら目的の画素の値を求める補間処理を実行する必要がある。
図9は、補間処理の一例を示す図である。この図9の例では、補正前画像の画素が白い
16個の丸で示されており、補正後画像の画素がハッチングが施された1個の丸で示され
ている。補正後画像の画素は、補正前画像の画素の配列位置とは一致しておらず、直近の
画素からdx,dyだけずれを有する位置に配置される。このような場合において、補正
後画素の画素値は、前述した逆透視変換によって得られる座標(x,y)の周辺に配置さ
れている補正前画像の16個の画素から補間によって求められる。
ところで、補正後画像は図10(B)に示すように、長方形ではなく歪みを有する四角
形となる。このとき、補正後画像における走査線(矢印で示すライン)は、補正前画像で
は図10(A)に示すように斜めのラインとなる。したがって、前述した透視逆変換に基
づいて、補正後画像の各走査線の画素の値を計算する場合、補正前画像の画素を、図10
(A)に示す斜めのラインに沿って取得する必要がある。このため、補正前画像データを
格納するためのラインバッファを大量に準備する必要がある。例えば、XGA(1024
×768)の解像度の画像を縦30度、横20度の角度で補正する場合には、試算による
と400ライン弱のラインバッファが必要になる。
そこで、本実施の形態では、図11に示すように、補正前画像を8×8画素(合計64
画素)からなるキャッシュブロックに分割し、キャッシュブロック単位でキャッシュメモ
リ部14bのSRAM14b1に格納する。そして、SRAM14b1に格納されている
キャッシュブロックから4×4画素から構成される補間画素ブロックを読み出し、補間処
理を実行し、補正後画像を生成する。なお、図11の例では、補正前画像はXGA解像度
の1024×768画素によって構成されており、このような補正前画像が126×95
個のキャッシュブロックに分割されている。各キャッシュブロック内に記載されている文
字列(x,y)は、そのキャッシュブロックの横方向(x)および縦方向(y)の位置を
示している。また、キャッシュブロックを構成する各画素内に示されている0〜63の数
字は、各画素を区別するために付与された数字である。
台形歪み補正処理の開始時には、補正後画像の補正の内容に拘わらず、キャッシュメモ
リ部14bのSRAM14b1には、図12に示すように、補正前画像の(0,0)〜(
127,3)の512個のキャッシュブロックが格納される。そして、補正処理が開始さ
れると、画素補間部14hは、キャッシュメモリ部14bのSRAM14b1から補正の
対象となる補間画素ブロックを読み出して補間処理を実行する。このとき、SRAM14
b1に対象となるキャッシュブロックが存在しない場合には、図13に示すように、補正
前画像において同一のライン方向であって、ピクセル方向に最も遠い位置に存在するキャ
ッシュブロックに対して、新たなキャッシュブロックを上書きする。図13の例では、(
0,0)〜(127,3)のキャッシュブロックがSRAM14b1に格納されている場
合に、ハッチングが施された領域を補間画素ブロックとして指定されたとき、(0,4)
で示すキャッシュブロックがキャッシュメモリ部14b上に存在しないことから、(0,
4)で示すキャッシュブロックがフレームバッファ13から読み出される。そして、SR
AM14b1に格納されている補正前画像において、(0,4)のキャッシュブロックと
同一のライン位置(すなわち、(0,y)の位置)であって、ピクセル方向に最も遠い位
置に存在する(0,0)のキャッシュブロックが、(0,4)のブロックによって上書き
される。
このような処理が繰り返され、ある程度処理が進行すると、上述したような上書き処理
が繰り返され、図10(A)の矢印に沿ったキャッシュブロックがSRAM14b1に格
納された状態となる。図14は、ある程度処理が進行した場合に、SRAM14b1に格
納されているキャッシュブロックの補正前画像における位置の一例を示した模式図である
。この図に示すように、補正処理が進行すると、SRAM14b1に格納されるキャッシ
ュブロックは、補正前画像において斜め方向のライン上に位置するキャッシュブロックが
格納された状態となる。
以上に示したように、本実施の形態では、キャッシュメモリ部14bのSRAM14b
1には、一定量(図12の例では512個)のキャッシュブロックを格納可能とするとと
もに、補正処理開始時には補正前画像の冒頭部分の一定量のキャッシュブロックを取得し
て格納し、補正処理の対象となるキャッシュブロックがSRAM14b1に存在しない場
合には、補正前画像において同一のライン位置であって、ピクセル方向に最も遠い位置に
存在するキャッシュブロックに上書きするようにした。このため、SRAM14b1に格
納されるキャッシュブロックは常に512個であり、これはライン数にすると32ライン
分であるため、SRAM14b1の容量を節約することができる。
(C)本発明の実施の形態の詳細な動作
つぎに、本発明の実施の形態の詳細な動作について説明する。図15は、台形歪み補正
の処理の流れを説明するためのフローチャートである。この処理が開始されると、以下の
ステップが実行される。
ステップS10では、プロジェクタ10は、画像供給装置2から画像を入力する。すな
わち、プロジェクタ10は、画像供給装置2から画像信号を入力し、入力回路11におい
て同期信号を除去した後、A/D変換によってディジタル信号に変換し、画像処理回路1
2に供給する。画像処理回路12は、入力回路11から供給された画像に対して色補正等
を施した後、フレームバッファ13に対して、原画像として書き込む。
ステップS11では、原画像を台形歪み補正回路14によって読み出しやすい形式にフ
ォーマットの変換を行い、補正前画像としてフレームバッファ13に格納する。すなわち
、画像合成回路18は、IP変換回路16によってIP変換が施され、拡大縮小回路17
によって拡大縮小処理が施され、メニュー画像生成回路19によって生成されたメニュー
画像との合成がなされた画像のフォーマットを変換する処理を実行する。
図16および図17は、フォーマット変換の詳細を説明するための図である。フレーム
バッファ13からキャッシュブロック単位で画素データを読み出してキャッシュメモリ部
14bに格納する場合、フレームバッファ13に格納されているキャッシュブロックを構
成する画素は、図11に示すような形態で格納されている。このとき、各ラインを構成す
る画素データ(例えば、0〜7、8〜15、16〜23、・・・)は連続するアドレスに
格納されているが、それぞれのラインは飛び飛びのアドレスに格納されている。このため
、このようなキャッシュブロックをフレームバッファ13から読み出す際には、8回の読
み出し処理(0〜7のラインの読み出し、8〜15のラインの読み出し、・・・)を実行
する必要が生じる。そこで、本実施形態では、画像合成回路18が各キャッシュブロック
を構成する画素データが連続するアドレスに格納されるように並べ換えを行い、得られた
画像を補正前画像としてフレームバッファ13に再度格納する。台形歪み補正回路14は
、このようにして並べ換えが行われたキャッシュブロック(64画素)を1回のアクセス
によって読み出すことにより、アクセス速度を向上させることができる。すなわち、フレ
ームバッファ13は、キャッシュメモリ部14bに比較すると、アクセス速度が遅いDR
AMによって構成されているため、アクセス回数を減らしてアクセス速度を向上させるこ
とにより台形歪み補正を高速に実行することができる。
図16の例では、画像合成回路18に供給された2つのキャッシュブロック(斜めのハ
ッチングが施されたブロックおよび縦のハッチングが施されたブロック)は、画像合成回
路18によって並べ換えが実行され、それぞれのブロックがフレームバッファ13におい
て連続したアドレスの領域に格納される。すなわち、図17では、原画像に含まれる2つ
のキャッシュブロック(画素(0,0)〜(7,7)を含むブロックおよび画素(8,0
)〜(15,7)を含むブロック)は、1つ目のキャッシュブロック(0,0)〜(7,
7)が連続するアドレスに格納され、また、2つ目のキャッシュブロック(8,0)〜(
15,7)が連続するアドレスに格納される。そして、台形歪み補正回路14はフレーム
バッファ13に格納されている並べ換えが行われた画像(補正前画像)を、ブロック単位
で読み出す際に、1つのブロックを連続したアドレスから読み出すことにより(ブロック
転送することにより)、読み出し速度を向上させることができる。
ステップS12では、台形歪み補正回路14のバスマスタ部14aは、フレームバッフ
ァ13に格納されている補正前画像から初期ブロックに含まれるキャッシュブロックを、
キャッシュメモリ部14bに転送する。なお、初期ブロックとは、本実施の形態では、図
12に示すように、補正前画像に含まれている(0,0)〜(127,3)の512個の
キャッシュブロックであり、これらのキャッシュブロックがフレームバッファ13からキ
ャッシュメモリ部14bに対して転送される。
初期ブロックの転送が終了すると、ステップS13に進み、変数x,yに“0”を設定
する。そして、ステップS14に進み、SRAM14b1に格納されているキャッシュブ
ロックから図11に示す補間画素ブロックに対応する画素を読み出し、画素補間部14h
に転送する処理を実行する。より詳細には、制御部14eは、レジスタ部14gに格納さ
れているパラメータに基づいて、図10(B)に示す矢印で示すラインに沿って補正後座
標を座標変換部14dに順次出力する。座標変換部14dは、前述した式(1)に基づい
て、補正前画像の対応する座標値(補正前座標値)を算出し、小数整数分離部14cに出
力する。小数整数分離部14cは、補正前座標の座標値を小数部分と整数部分とに分離し
、小数部分を画素補間部14hに供給し、整数部分をキャッシュメモリ部14bに供給す
る。キャッシュメモリ部14bの制御部14b2は、小数整数分離部14cから供給され
た整数に対応する補間画素ブロックの範囲を特定し、当該補間画素ブロックに対応するキ
ャッシュブロックがSRAM14b1に存在するか否かを判定し、存在する場合には補間
画素ブロックに含まれる画素データを画素補間部14hに転送し、存在しない場合には、
図13に示すように、補正前画像において、同一のライン位置であって、ピクセル方向に
最も遠い位置に存在するキャッシュブロックに対して上書きした後、補間画素ブロックを
画素補間部14hに対して転送する。
ステップS15では、画素補間部14hは、ステップS14においてキャッシュメモリ
部14bから転送された補間画素ブロックに基づいて補間処理を実行し、補正後画像の所
定の画素の画素値を計算する。
ステップS16では、ステップS15において算出された、補正後画像の所定の画素の
画素値を、ダブルバッファ部14iの一方のバッファに対して書き込む。ダブルバッファ
部14iの一方のバッファが一杯になった場合には、ステップS17に進み、一方のバッ
ファに書き込まれた画素データをフレームバッファ13に転送し、補正後画像としてそこ
に格納させる。
ステップS18では、変数xの値を“1”インクリメントする。そして、ステップS1
9に進み、変数xの値がフレーム幅よりも大きいか否かを判定し、大きい場合(ステップ
S19;Yes)には、ステップS20に進み、それ以外の場合(ステップS19;No
)にはステップS14に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返す。つづくステップS2
0では、変数yの値を“1”インクリメントし、ステップS21において変数xに“0”
を設定する。そして、ステップS22において、変数yの値がフレームの高さよりも大き
いか否かを判定し、大きい場合(ステップS22;Yes)には処理を終了し、それ以外
の場合(ステップS22;No)にはステップS14に戻って前述の場合と同様の処理を
繰り返す。
つぎに、図18を参照して、図15のステップS14に示す「補間画素ブロック読み出
し処理」の詳細について説明する。図18に示す処理が開始されると、以下のステップが
実行される。
すなわち、ステップS30では、補正後座標を算出する処理が実行される。より詳細に
は、制御部14eが、図10(B)に示す補正後画像の所定の画素の座標を出力し、座標
変換部14dが、前述した式(1)および変換係数A〜Iに基づいて、補正前座標を算出
する。
ステップS31では、座標変換部14dは、ステップS30において算出した補正前座
標を、デバイス座標に変換する。より詳細には、座標変換部14dは、画像の中心を原点
とする座標系から、画像の左上を原点とするデバイス座標系に変換する。そして、座標変
換部14dは、デバイス座標に変換された補正前座標(図9のハッチングを施した丸の座
標)を出力する。
ステップS32では、小数整数分離部14cは、座標変換部14dから出力された補正
前座標を、図9に示す整数部(x,y)と小数部(dx,dy)に分離し、整数部につい
てはキャッシュメモリ部14bに供給し、小数部については画素補間部14hに供給する
。なお、整数部については補間画素ブロックを読み出す際のアドレスの指定に使用され、
小数部については補間処理において使用される。
ステップS33では、キャッシュメモリ部14bの制御部14b2は、図11に示す、
補間画素ブロックの左上座標(iptl.x,iptl.y)を求める。より詳細には、
制御部14b2は、小数整数分離部14cから供給された補正前座標の整数部(x,y)
と、補間画素ブロックの幅を示すSymbol.width(=4)および高さを示すS
ymbol.height(=4)を用いて、以下の式に基づいて左上座標を求める。
(数3)
iptl.x=x−Symbol.widht/2+1・・・(式3.1)
iptl.y=y−Symbol.height/2+1・・・(式3.2)
ステップS34では、キャッシュメモリ部14bの制御部14b2は、図11に示す、
キャッシュブロックの左上座標(btl.x,btl.y)を求める。より詳細には、制
御部14b2は、ステップS33で求めたiptl.x,iptl.yと、キャッシュブ
ロックの幅を示すBlock.width(=8)および高さを示すBlock.hei
ght(=8)を用いて、以下の式に基づいて左上座標を求める。
(数4)
btl.x=iptl.x/Block.width・・・(式4.1)
btl.y=iptl.y/Block.height・・・(式4.2)
ステップS35では、キャッシュメモリ部14bの制御部14b2は、図11に示す、
補間画素ブロックのキャッシュブロック内におけるオフセットbtl_off.x,bt
l_off.yを求める。より詳細には、制御部14b2は、ステップS33で求めたi
ptl.x,iptl.yと、キャッシュブロックの幅を示すBlock.width(
=8)および高さを示すBlock.height(=8)を用いて、以下の式に基づい
てオフセットを求める。なお、「MOD」は剰余を求める演算子である。
(数5)
btl_off.x=iptl.x MOD Block.width・・・(式5.
1)
btl_off.y=iptl.y MOD Block.height・・・(式5
.2)
ステップS36では、キャッシュメモリ部14bの制御部14b2は、図9に示す、補
正前座標(x,y)の補間画素ブロック内におけるオフセットiptl_off.x,i
ptl_off.yを求める。より詳細には、キャッシュメモリ部14bは、ステップS
33で求めたiptl.x,iptl.yと、小数整数分離部14cから供給された整数
部(x,y)を用いて、以下の式に基づいてオフセットを求める。
(数6)
iptl_off.x=x−iptl.x ・・・(式6.1)
iptl_off.y=y−iptl.y ・・・(式6.2)
ステップS37では、キャッシュメモリ部14bの制御部14b2は、補間に必要なキ
ャッシュブロックの数および位置を算出する。具体的には、図19に示すように、補間画
素ブロックとキャッシュブロックとの位置関係によって、補間に必要なキャッシュブロッ
クには4通りのパターンが存在する。図19(A)は、補間画素ブロックがキャッシュブ
ロック内に存在する場合であり、この場合には当該キャッシュブロック(以下、「基本ブ
ロック」と称する)のみを処理の対象とする。図19(B)は補間画素ブロックが基本ブ
ロックの右側に外れた場合であり、この場合には、基本ブロックとともに、基本ブロック
に右接するキャッシュブロック(以下、「右接ブロック」と称する)が処理の対象となる
。図19(C)は補間画素ブロックが基本ブロックの下側に外れた場合であり、この場合
には、基本ブロックとともに、基本ブロックに下接するキャッシュブロック(以下、「下
接ブロック」と称する)が処理の対象となる。図19(D)は補間画素ブロックが基本ブ
ロックの右下側に外れた場合であり、この場合には、基本ブロックとともに、右接ブロッ
ク、下接ブロック、および、基本ブロックの右下に接するキャッシュブロック(以下、「
右下接ブロック」と称する)が処理の対象となる。ステップS37の処理では、図20を
参照して後述するように、補間に必要なブロック数と位置とを算出する。
ステップS38では、キャッシュメモリ部14bの制御部14b2は、基本ブロックに
対する処理である「基本ブロック処理」を実行する。より詳細には、制御部14b2は、
基本ブロックがSRAM14b1に存在するか否かを判定し、存在する場合には補間画素
ブロックを読み出して画素補間部14hに転送し、存在しない場合には基本ブロックに対
応するキャッシュブロックをフレームバッファ13から読み出し、補正前画像において、
同一のライン位置であり、かつ、ピクセル方向に最も遠い位置のキャッシュブロックに対
して上書きする。なお、この処理の詳細については、図21を参照して後述する。
ステップS39では、右接ブロックに対する処理が必要か否かが判定され、処理が必要
であると判定された場合にはステップS40に進み、それ以外の場合にはステップS41
に進む。具体的には、図19(B)(D)の場合には、右接ブロックに対する処理が必要
になるので、ステップS40に進み、それ以外の場合にはステップS41に進む。
ステップS40では、制御部14b2は、右接ブロックに対する処理である「右接ブロ
ック処理」を実行する。より詳細には、制御部14b2は、右接ブロックがSRAM14
b1に存在するか否かを判定し、存在する場合には補間画素ブロックを読み出して画素補
間部14hに転送し、存在しない場合には右接ブロックに対応するキャッシュブロックを
フレームバッファ13から読み出し、補正前画像において、同一のライン位置であり、か
つ、ピクセル方向に最も遠い位置のキャッシュブロックに対して上書きする。なお、この
処理の詳細については、図21を参照して後述する。
ステップS41では、下接ブロックに対する処理が必要か否かが判定され、処理が必要
であると判定された場合にはステップS42に進み、それ以外の場合にはステップS43
に進む。具体的には、図19(C)(D)の場合には、下接ブロックに対する処理が必要
になるので、ステップS42に進み、それ以外の場合にはステップS43に進む。
ステップS42では、制御部14b2は、下接ブロックに対する処理である「下接ブロ
ック処理」を実行する。より詳細には、制御部14b2は、下接ブロックがSRAM14
b1に存在するか否かを判定し、存在する場合には補間画素ブロックを読み出して画素補
間部14hに転送し、存在しない場合には下接ブロックに対応するキャッシュブロックを
フレームバッファ13から読み出し、補正前画像において、同一のライン位置であり、か
つ、ピクセル方向に最も遠い位置のキャッシュブロックに対して上書きする。なお、この
処理の詳細については、図21を参照して後述する。
ステップS43では、右下接ブロックに対する処理が必要か否かが判定され、処理が必
要であると判定された場合にはステップS44に進み、それ以外の場合にはもとの処理に
リターンする。具体的には、図19(D)の場合には、右下接ブロックに対する処理が必
要になるので、ステップS44に進み、それ以外の場合にはもとの処理にリターンする。
ステップS44では、制御部14b2は、右下接ブロックに対する処理である「右下接
ブロック処理」を実行する。より詳細には、制御部14b2は、右下接ブロックがSRA
M14b1に存在するか否かを判定し、存在する場合には補間画素ブロックを読み出して
画素補間部14hに転送し、存在しない場合には右下接ブロックに対応するキャッシュブ
ロックをフレームバッファ13から読み出し、補正前画像において、同一のライン位置で
あり、かつ、ピクセル方向に最も遠い位置のキャッシュブロックに対して上書きする。な
お、この処理の詳細については、図21を参照して後述する。
以上の処理により、制御部14eから供給された補正後座標が補正前座標に変換され、
補正前座標に基づいて必要となるキャッシュブロックが特定される。そして、特定された
キャッシュブロックがSRAM14b1に存在する場合には、補間画素ブロックが読み出
されて画素補間部14hに転送され、存在しない場合にはフレームバッファ13から読み
出されてSRAM14b1の所定のキャッシュブロックに対して上書きされる。
つぎに、図20を参照して、図18のステップS37に示す処理の詳細について説明す
る。図20の処理が開始されると、以下のステップが実行される。
まず、ステップS50では、図18のステップS35で求めた補間画素ブロックのx方
向のオフセット座標btl_off.xに補間画素ブロックの幅であるSymbol.w
idth(=4)を加算した値が変数aに代入されるとともに、補間画素ブロックのy方
向のオフセット座標btl_off.yに補間画素ブロックの高さであるSymbol.
height(=4)を加算した値が変数bに代入される。
ステップS51では、制御部14b2は、変数aに格納されている値と、キャッシュブ
ロックの幅を示すBlock.widhtとを比較し、a>Block.widhtが成
立するか否かを判定し、成立する場合(ステップS51;Yes)にはステップS55に
進み、それ以外の場合(ステップS51;No)にはステップS52に進む。具体的には
、補間画素ブロックのx方向のオフセット値であるbtl_off.xに補間画素ブロッ
クの幅であるSymbol.widthを加算した値が、キャッシュブロックの幅である
Block.widhtよりも大きい場合には、補間画素ブロックがキャッシュブロック
の右側にはみ出している状態であるので、その場合にはステップS55に進む。
ステップS52では、制御部14b2は、変数bに格納されている値と、キャッシュブ
ロックの高さを示すBlock.heightとを比較し、b>Block.heigh
tが成立するか否かを判定し、成立する場合(ステップS52;Yes)にはステップS
54に進み、それ以外の場合(ステップS52;No)にはステップS53に進む。具体
的には、補間画素ブロックのy方向のオフセット値であるbtl_off.yに補間画素
ブロックの高さであるSymbol.heightを加算した値が、キャッシュブロック
の高さであるBlock.heightよりも大きい場合には、補間画素ブロックがキャ
ッシュブロックの下側にはみ出している状態であるので、その場合にはステップS54に
進む。
ステップS53では、補間画素ブロックがキャッシュブロック内に収まっている状態(
図19(A)の状態)であるので、基本ブロックのみが処理の対象であると判定し、もと
の処理へリターンする。
ステップS54では、補間画素ブロックがキャッシュブロックの下側にはみ出ている状
態(図19(C)の状態)であるので、基本ブロックと下接ブロックが処理の対象である
と判定し、もとの処理へリターンする。
ステップS55では、制御部14b2は、変数bに格納されている値と、キャッシュブ
ロックの高さを示すBlock.heightとを比較し、b>Block.heigh
tが成立するか否かを判定し、成立する場合(ステップS55;Yes)にはステップS
57に進み、それ以外の場合(ステップS55;No)にはステップS56に進む。なお
、ステップS55においてYesと判定された場合には、ステップS51でYesと既に
判定された場合であるので、補間画素ブロックが基本ブロックの右下側にはみ出した状態
である。
ステップS56では、補間画素ブロックがキャッシュブロックの右側にはみ出ている状
態(図19(B)の状態)であるので、基本ブロックと右接ブロックが処理の対象である
と判定し、もとの処理へリターンする。
ステップS57では、補間画素ブロックがキャッシュブロックの右下側にはみ出ている
状態(図19(D)の状態)であるので、基本ブロック、右接ブロック、下接ブロック、
および、右下接ブロックが処理の対象であると判定し、もとの処理へリターンする。
以上の処理により、補間画素ブロックとキャッシュブロックとの関係が特定される。
つぎに、図21を参照して、図18のステップS38,S40,S42,S44の処理
の詳細について説明する。図21の処理が開始されると、以下のステップが実行される。
すなわち、ステップS60では、制御部14b2は、対象ブロックがSRAM14b1
に存在するか否か、および、フレーム範囲外か否かをチェックする。図22は、SRAM
14b1の詳細な構成例を示す図である。この図に示すように、SRAM14b1は、図
11に示すキャッシュブロックの64個の画素のそれぞれに対応する64個のバンク#0
〜#63を有している。図22の例では、図12に示すように、初期ブロックである(0
,0)〜(127,3)の512個のキャッシュブロックが格納されている状態を示して
いる。例えば、キャッシュブロック(0,0)については、図11に示す“0”の画素が
バンク#0に格納され、“1”の画素がバンク#1に格納され、・・・、“63”の画素
がバンク#63に格納されている。なお、SRAM14b1の何番目にどのキャッシュブ
ロックが格納されているかについては、制御部14b2が、例えば、テーブル等を用いて
管理している。その結果、ステップS60の処理では、対象となるブロックが、例えば、
(0,0)のキャッシュブロックである場合、制御部14b2は、テーブルを参照して、
SRAM14b1に(0,0)のキャッシュブロックが存在するか否かをチェックする。
このように、キャッシュブロックの各画素をそれぞれ異なるバンクに分けて格納すること
により、アクセス速度を高速化することができる。すなわち、一般に、SRAMのバンク
切り換えに必要な時間は、RASアドレスの切換に必要な時間よりも大幅に短い。そのた
め、本変形例のようにSRAMを複数のバンクによって構成し、各バンクに跨って1キャ
ッシュブロック分のデータを記憶させるものとすれば、連続的なアドレス空間からRAS
アドレスを切り換えつつブロックデータを読み込むよりも、格段にデータ転送を効率化す
ることが可能になる。例えば、1クロックあたりのアクセス時間が7.5nsだとすると
、XGAの解像度(1024×768)の1画面分をリードする時間は、式(7)のよう
に、5.9msとなり、1フレーム表示時間(1/60秒)の35%程度の短時間で、1
画面分の画素をリードすることが可能になる。
(数7)
(1024/4)×(768/4)×7.5ns×16clk=5.9ms・・・(7)
また、制御部14b2は、ステップS33で求めたiptl.x,iptl.yに基づ
いて補間画素ブロックがフレーム(補正前画像)の範囲外であるか否かをチェックする。
なお、フレームの範囲外である場合には、補間処理の対象となる画素が存在しないため、
その場合には、ステップS61の判定により、ステップS69に進み、背景色を処理対象
の画素として用いる。
ステップS61では、ステップS60におけるチェック結果に基づいて、対象ブロック
がSRAM14b1に存在するか否か、および、フレームの範囲外か否かを判定する。そ
の結果、SRAM14b1に対象ブロックが存在すると判定した場合には、ステップS6
2に進む。また、存在しないと判定した場合には、ステップS64に進む。さらに、フレ
ーム範囲外であると判定した場合にはステップS69に進む。
ステップS62では、制御部14b2は、SRAM14b1の読み出し位置を特定する
。すなわち、制御部14b2は、SRAM14b1において、対象となるキャッシュブロ
ックが格納されている位置を特定するとともに、補間画素ブロックに対応するバンクを特
定する。例えば、対象ブロックが(0,0)であり、図11に示すように、補間画素ブロ
ックが、キャッシュブロックの10〜13,18〜21,26〜29,34〜37の画素
であるとすると、図22に示す左端の列に属する画素であって、かつ、バンク#10〜#
13,#18〜#21,#26〜#29,#34〜#37の画素が読み出し対象として特
定される。
ステップS63では、制御部14b2は、ステップS62で特定された画素をSRAM
14b1から読み出し、画素補間部14hに転送する。この結果、画素補間部14hでは
、補間画素ブロックおよびレジスタ部14gに格納されているパラメータに基づいて補間
処理が実行され、得られた画素がダブルバッファ部14iを介して、フレームバッファ1
3に転送され、フレームバッファ13に補正後画像として格納される。そして、もとの処
理にリターンする。なお、ダブルバッファ部14iからの出力データをフレームバッファ
13に格納するのではなく、液晶ドライバ20に直接転送するようにしてもよい。
ステップS61において、対象ブロックがSRAM14b1に存在しないと判定された
場合には、ステップS64に進み、制御部14b2は、SRAM14b1において上書き
するキャッシュブロックを決定する。例えば、図13の場合では、(0,4)が対象ブロ
ックである場合には、補正前画像において同一のライン位置であって、ピクセル方向に最
も遠い位置に存在する(0,0)のキャッシュブロックを上書きするブロックに決定する
ステップS65では、制御部14b2は、対象ブロックを新たなブロックとしてフレー
ムバッファ13から読み出す。このとき、図16,17を参照して説明したように、フレ
ームバッファ13に格納されているキャッシュブロックは、連続するアドレスに格納され
ていることから、制御部14b2は1回のアクセスにより、キャッシュブロックを得るこ
とができる。
ステップS66では、ステップS65で取得したキャッシュブロックを、ステップS6
4で求めた上書きするブロックに対して上書きする。前述した例では、対象ブロックは(
0,4)のブロックであり、また、上書きブロックは(0,0)のブロックであることか
ら、ステップS65で読み出したキャッシュブロックを、図22の左端の列に対して上書
きする。なお、書き込みの際にも前述したようにRAS信号を与える場合に比較すると高
速にデータを書き込むことができる。
ステップS67では、制御部14b2は、SRAM14b1の読み出し位置を特定する
。すなわち、制御部14b2は、SRAM14b1において、補間画素ブロックに対応す
るバンクを特定する。例えば、対象ブロックが(0,4)であり、図11に示すように、
補間画素ブロックが、キャッシュブロックの10〜13,18〜21,26〜29,34
〜37の画素であるとすると、図22に示す左端の列に属する画素であって、かつ、バン
ク#10〜#13,#18〜#21,#26〜#29,#34〜#37の画素が読み出し
対象として特定される。
ステップS68では、制御部14b2は、ステップS67で特定された画素をSRAM
14b1から読み出し、画素補間部14hに転送する。この結果、画素補間部14hでは
、補間画素ブロックおよびレジスタ部14gに格納されているパラメータに基づいて補間
処理が実行され、得られた画素がダブルバッファ部14iを介して、フレームバッファ1
3に転送され、フレームバッファ13に補正後画像として格納される。そして、もとの処
理にリターンする。
ステップS69では、制御部14b2は、背景色をレジスタ部14gから取得する。例
えば、背景色が青である場合には、青に対応する値がレジスタ部14gから取得される。
そして、このようにして取得された背景色は、画素補間部14hに転送される。画素補間
部14hでは、背景色およびレジスタ部14gに格納されているパラメータに基づいて補
間処理が実行され、得られた画素がダブルバッファ部14iを介して、フレームバッファ
13に転送され、フレームバッファ13に補正後画像として格納される。そして、もとの
処理にリターンする。
以上の処理によれば、SRAM14b1に対象ブロックが存在するか否かが判定され、
存在する場合には補間画素ブロックが読み出されて画素補間部14hに転送され、補間処
理が実行される。また、対象ブロックが存在しない場合には、対象ブロックがフレームバ
ッファ13から読み出され、SRAM14b1に格納される。さらに、対象ブロックがフ
レームの範囲外に属する場合には、背景色がレジスタ部14gから取得されて画素補間部
14hに転送され、補間処理が実行される。
以上に説明したように、本発明の実施の形態では、台形歪み補正処理が開始された場合
には、図12に示すように初期ブロックをSRAM14b1に格納し、処理の進行に伴い
、図13に示すように、補正前画像において、同一のライン位置であって、対象ブロック
から最も遠い位置に存在するキャッシュブロックに対して対象ブロックを上書きするよう
にした。これにより、SRAM14b1の容量を増加することなく、補正処理を実行する
ことができる。なお、本実施の形態の方式を用いると、解像度がXGAの補正前画像を縦
方向に45度および横方向に45度回転させた場合であっても、97%程度のキャッシュ
のヒット率を実現することができることが計算によって分かっている。このように、本実
施の形態では、補正の角度に拘わらず、ヒット率を高く保持したままで、SRAM14b
1の容量を減少させることが可能になる。
また、本実施の形態では、フレームバッファ13に補正前画像を格納する際に、図16
,17に示すようなフォーマット変換を施すようにした。この結果、SRAM14b1よ
りも動作速度が遅いDRAM等によって構成されるフレームバッファ13から補正前画像
を高速に読み出すことが可能になるため、ミスキャッシュが発生した場合でも対象ブロッ
クを短時間で読み出してSRAM14b1に格納することができるので、ミスキャッシュ
時の待ち時間を短縮し、台形歪み補正処理の処理速度を向上させることができる。
また、本実施の形態では、図22に示すように、SRAM14b1にキャッシュブロッ
クを構成する画素数に応じた数のバンクを設け、それぞれの画素を異なるバンクに格納す
るようにした。このため、SRAM14b1からの補間画素ブロックを高速に読み出すこ
とが可能になる。
また、本実施の形態では、図2に示すように、画素補間部14hの出力側にダブルバッ
ファを設け、画素補間部14hによる補間処理によって得られた画像をバッファに交互に
格納して一括してブロック転送するようにしたので、画素補間部14hからフレームバッ
ファへの画像の転送を高速に実行することができる。
(D)変形実施態様
以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものでは
ない。例えば、上記実施形態では、台形歪み補正処理の対象となる画像としては、XGA
の解像度の画像を例に挙げて説明したが、これ以外の解像度の画像であってもよいことは
いうまでもない。
また、以上の実施の形態では、キャッシュブロックとしては8×8画素を例に挙げ、ま
た、補間画素ブロックとしては4×4画素を例に挙げて説明したが、これ以外の画素数で
あってもよい。例えば、キャッシュブロックを16×16画素とし、補間画素ブロックを
8×8画素とすることも可能である。もちろん、これ以外の画素数であってもよい。
また、以上の実施の形態では、SRAM14b1には、図12に示すように512個(
=32ライン分)のキャッシュブロックを格納するようにしたが、これ以外の数であって
もよい。例えば、縦方向に2ブロック(=合計256ブロック)または3ブロック(=合
計384ブロック)のキャッシュブロックを格納するようにしたり、あるいは、5ブロッ
ク(=合計640ブロック)以上のキャッシュブロックを格納するようにしたりしてもよ
い。なお、図19に示すように、上下方向に2ブロックに亘って補間画素ブロックが存在
する場合があるので、SRAM14b1には最低でも縦方向に2ブロックは格納する必要
がある。
また、以上の実施の形態では、初期ブロックとして、図12に示すように、(0,0)
〜(127,3)のブロックを読み込むようにしたが、これ以外のブロックを初期ブロッ
クとして読み出すようにしてもよい。例えば、予め読み込みの角度が分かっている場合に
は、当該角度に応じたキャッシュブロック群を読み出すようにしてもよい。また、SRA
M14b1の容量の一部に対して初期ブロックを格納するようにしてもよい。
また、以上の実施の形態では、SRAM14b1には、図22に示すように64個のバ
ンクを設けるようにしたが、キャッシュブロックを複数のサブブロックに分割し、これら
のサブブロックに対応する個数のバンクを設け、サブブロック毎にバンクを切り換えて画
素を読み出すようにしてもよい。例えば、キャッシュブロックを4分割し、4×4画素か
らなる4つのサブブロックを形成するとともに、SRAM14b1に16個のバンクを設
け、それぞれのサブブロックを構成する16個の画素を、対応するバンクに格納するよう
にしてもよい。
なお、本実施例では、液晶パネル22の最大画素領域22Aが横長の長方形である場合
について説明したが、最大画素領域22Aの形状は任意であり、例えば画像形成領域22
Bの上下方向の位置に自由度を持たせるべく、縦長の長方形としてもよい。また、上記実
施形態では、プロジェクタ10の光軸10Lと最大画素領域22Aの中心とが一致する構
成について図示および説明したが、光軸10Lに対して最大画素領域22Aを相対移動可
能な構成としてもよい。
また、上記実施形態では、液晶パネル22に画素がマトリクス状に配置された場合につ
いて説明したが、ハニカム形状に画素を配置した構成としてもよい。さらに、上記実施形
態においては透過型液晶表示パネルを備えた液晶パネル22を用いる構成として説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば反射型液晶表示パネルを液晶パネル
22として用いてもよいし、液晶パネル22に代えて、デジタルミラーデバイス(DMD
(登録商標))等を用いてもよい。これら反射型液晶パネルおよびデジタルミラーデバイ
スにおける画素配置は、マトリクス状であってもハニカム状であってもよい。
加えて、上記実施形態では、プロジェクタ10の外部に設置されたスクリーン4に向け
て画像を投写する例について説明したが、例えば、いわゆるリアプロジェクション表示装
置のように、プロジェクタ10と同一筐体に配設された透過型のスクリーン4に対して、
画像を投射する構成としてもよい。また、リアプロジェクション表示装置の他にも、画像
を投写する機能を備えた電子機器にプロジェクタ10を適用することが可能である。さら
に、画像供給装置2およびプロジェクタ10を同一筐体に納めた構成とすることも、勿論
可能である。
また、以上の説明においては、プロジェクタ10の機能を実現するための制御プログラ
ムが図示せぬ記憶部に記憶されている場合について述べたが、この制御プログラムをRA
M、ROM等の半導体記録媒体、FD、HD等の磁気記憶型記録媒体、CD、CDV、L
D、DVD等の光学的読取方式記録媒体、MO等の磁気記録型/光学的読取方式記録媒体
に記録することが可能であり、この記録媒体は、電子的、磁気的、光学的等の読み取り方
法のいかんにかかわらず、コンピュータで読み取り可能な記録媒体であれば、どのような
記録媒体であってもよい。そして、これらの記録媒体に記録された制御プログラムをMP
U15によって読み取って実行することにより、さらに、プロジェクタ10において、通
信インタフェースとしてのネットワークインタフェースを設け、このネットワークインタ
フェースからネットワークを介して制御プログラムをダウンロードして実行することによ
り、上述した機能を実現する構成としてもよい。また、画像供給装置2にネットワークイ
ンタフェースを設け、このネットワークインタフェースからネットワークを介して画像デ
ータをダウンロードしてプロジェクタ10に出力する構成としてもよく、その他の具体的
な構成についても、本発明の主旨を損なうことのない範囲において任意に変更可能である
ことは勿論である。
実施形態に係るプロジェクタシステムの構成を示すブロック図である。 図1に示す台形歪み補正回路の詳細な構成例を示すブロック図である。 プロジェクタの設置状態と投写状態との関係を示す図である。 プロジェクタの設置状態と台形歪みとの関係を示す図である。 液晶パネルの表示状態と台形歪み補正の例を示す図である。 液晶パネルの表示状態と台形歪み補正の他の例を示す図である。 液晶パネルの表示状態と投写画像との対応例を示す図である。 透視変換を示す図である。 補間画素ブロックを示す図である。 補正前画像と補正後画像の対応関係を示す図である。 キャッシュブロックと補間画素ブロックの関係を示す図である。 初期ブロックを説明する図である。 キャッシュへの上書き処理を説明する図である。 補正処理が進行した場合のキャッシュ状態を示す図である。 本実施形態において実行される処理を説明するフローチャートである。 フォーマット変換を説明する図である。 フォーマット変換を説明する図である。 図15のステップS14の詳細を説明するフローチャートである。 キャッシュブロックと補間画素ブロックの関係を示す図である。 図18のステップS37の詳細を説明するフローチャートである。 図18のステップS38等の詳細を説明するフローチャートである。 SRAMのバンクを説明する図である。
符号の説明
1…プロジェクタシステム、2…画像供給装置、4…スクリーン(投写面)、4A…最
大投写領域、4B…画像投写領域、10…プロジェクタ、11…入力回路、12…画像処
理回路、13…フレームバッファ(フレームメモリ)、14…台形歪み補正回路、15…
MPU、16…IP変換回路、17…拡大縮小回路、18…画像合成回路、19…メニュ
ー画像生成回路、20…液晶ドライバ、21…光源、22…液晶パネル、23…レンズ、
14b…キャッシュメモリ部、14b1…SRAM(ブロックデータ格納メモリ)、14
b2…制御部(制御手段)、14c…小数整数分離部、14d…座標変換部、14e…制
御部、14g…レジスタ、14h…画素補間部(生成手段)、14i…ダブルバッファ部
(出力手段)。

Claims (6)

  1. 画像を投写表示する際に生じるライン方向およびこれに直交するピクセル方向の台形歪
    みを補正して補正後の画像を表示するプロジェクタであって、
    前記補正の対象となる補正前の画像を記憶するフレームメモリと、
    前記補正前の画像の前記ライン方向および前記ピクセル方向にそれぞれN×M(N,M
    ≧2)個の画素からなるブロックデータを単位として格納するとともに、n×M(n≧2
    )ライン分の画像を格納可能な容量を有するブロックデータ記憶メモリと、
    前記ブロックデータ記憶メモリに記憶されている前記ブロックデータに基づいて、補正
    後の画像を生成する生成手段と、
    前記生成手段が処理の対象とするブロックデータが前記ブロックデータ記憶メモリに存
    在しない場合には、前記フレームメモリから前記補正前の画像を前記ブロックデータ単位
    で取得し、前記ブロックデータ記憶メモリに格納する制御を行う制御手段と、を有し、
    前記制御手段は、前記補正処理の開始時には、前記フレームメモリから連続するn×M
    (n≧2)ライン分の画像を取得して前記ブロックデータ記憶メモリに格納し、その後の
    処理では、処理の対象となるブロックデータが前記ブロックデータ記憶メモリに存在しな
    い場合には、当該ブロックデータを前記フレームメモリから取得するとともに、前記ブロ
    ックデータ記憶メモリに格納されているブロックデータのうち、前記補正前の画像におい
    て前記ライン方向の同一位置であって、前記ピクセル方向の最も遠い位置に存在するブロ
    ックデータに対して上書きする、
    ことを特徴とするプロジェクタ。
  2. 請求項1記載のプロジェクタにおいて、
    前記フレームメモリに格納されている前記補正前の画像は、前記ブロックデータを構成
    する各画素が連続するアドレスに格納されるようにフォーマットの変換が施されているこ
    とを特徴とするプロジェクタ。
  3. 請求項1または2に記載のプロジェクタにおいて、
    前記ブロックデータ記憶メモリは、前記ブロックデータを構成する画素が異なるバンク
    に格納していることを特徴とするプロジェクタ。
  4. 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のプロジェクタにおいて、
    前記生成手段によって生成された前記補正後の画像を、所定量だけ格納した後、一括し
    て出力する出力手段をさらに有することを特徴とするプロジェクタ。
  5. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のプロジェクタを備えたことを特徴とする電子機
    器。
  6. 画像を投写表示する際に生じるライン方向およびこれに直交するピクセル方向の台形歪
    みを補正して補正後の画像を表示するプロジェクタの制御方法であって、
    前記プロジェクタは、前記補正の対象となる補正前の画像を記憶するフレームメモリと
    、前記補正前の画像の前記ライン方向および前記ピクセル方向にそれぞれN×M(N,M
    ≧2)個の画素からなるブロックデータを単位として格納するとともに、n×M(n≧2
    )ライン分の画像を格納可能な容量を有するブロックデータ記憶メモリと、前記ブロック
    データ記憶メモリに記憶されている前記ブロックデータに基づいて、補正後の画像を生成
    する生成手段と、前記生成手段が処理の対象とするブロックデータが前記ブロックデータ
    記憶メモリに存在しない場合には、前記フレームメモリから前記補正前の画像を前記ブロ
    ックデータ単位で取得し、前記ブロックデータ記憶メモリに格納する制御を行う制御手段
    と、を有し、
    前記制御手段が、前記補正処理の開始時には、前記フレームメモリから連続するn×M
    (n≧2)ライン分の画像を取得して前記ブロックデータ記憶メモリに格納し、その後の
    処理では、処理の対象となるブロックデータが前記ブロックデータ記憶メモリに存在しな
    い場合には、当該ブロックデータを前記フレームメモリから取得するとともに、前記ブロ
    ックデータ記憶メモリに格納されているブロックデータのうち、前記補正前の画像におい
    て前記ライン方向の同一位置であって、前記ピクセル方向の最も遠い位置に存在するブロ
    ックデータに対して上書きする、
    ことを特徴とするプロジェクタの制御方法。
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