JP5257108B2 - プロジェクタ、プロジェクションシステム、画像表示方法、及び画像表示プログラム - Google Patents

Description

本発明は、複数の画像光の画素をずらすことで高解像度画像を表示させるプロジェクタ、プロジェクションシステム、画像表示方法、及び画像表示プログラムに関する。

従来、画質の低下の原因であるボヤケなどを防止するため、画像の輪郭部分を強調する鮮鋭化処理を実施する画像処理装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

この特許文献１に記載の画像処理装置では、入力画像の画像データにおける不鮮明部分を検出する。そして、この検出した部分の各画素の画素値を、ｘ方向及びｙ方向に対して二次微分して加算した、いわゆるラプラシアンフィルタを用いて鮮鋭化処理を実施する。

特許文献２に記載の画像処理装置では、入力画像と平滑化画像の差分である高周波成分を算出し、この高周波成分に対して一定のゲインをかけて入力画像に加算する、いわゆるアンシャープネスマスク処理を実施する。

特開平９−９１４１９号公報 特開２００２−８３２９４号公報

ところで、複数台の光学エンジンや、複数台のプロジェクタなど、複数の画像投射手段を用い、各画像投射手段から射出される画像光の画素を、斜め方向に互いに半画素分ずらすことで、より高解像度な画像を表示させる、いわゆる斜め画素ずらし法が知られている。
しかしながら、このようなプロジェクタに搭載される複数の光学エンジン、プロジェクションシステムを構成する複数のプロジェクタには、それぞれ個体差があり、異なる鮮鋭性を有しているため、鮮鋭化により正常な画像が表示できないという問題がある。

ここで、図９及び図１０に示す例を用いて、上記問題点を詳細に説明する。
図９は、光学伝達関数（ＭＴＦ：Modulation Transfer Function）が異なる光学エンジン（ＰＪ１，ＰＪ２）に対して、同一の画像信号を入力した際の所定画素位置における輝度値を示した図である。図１０は、図９において、ＰＪ１，ＰＪ２からの画像光を斜め画素ずらし法により表示させた際の所定画素位置における輝度値を示す図である。また、図９及び図１０にて示すｘは、表示画像における水平方向に対する座標位置を示し、ｙは表示画像における垂直方向における座標位置を示す。
図９（Ａ）に示すように、ＭＴＦが異なる光学エンジン（ＰＪ１，ＰＪ２）に対して、同じ画像信号を入力すると、エッジ近傍（ｘ＝ａ）において、輝度値がＭＴＦに応じた変化曲線で変化する。このような画像信号に対して同一の鮮鋭化処理を実施すると、図９（Ｂ）に示すように、異なる状態に鮮鋭化処理が実施される。そして、これら光学エンジンＰＪ１，ＰＪ２から出力される画像光を斜め画素ずらし法により表示させた場合、図１０に示すように、エッジ部近傍において、輝度値のばらつきが生じる。ここで、破線は、ＰＪ１，ＰＪ２から鮮鋭性が等しい画像光が投射されている場合の理想的な輝度値を示す線である。図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、鮮鋭化処理が実施された場合、ＰＪ１及びＰＪ２の鮮鋭性がそれぞれ強調されるため、鮮鋭化処理が実施されていない場合よりも輝度差が大きくなる。このため、斜め画素ずらし法では、ＰＪ１，ＰＪ２に入力される画像信号に対してそのまま鮮鋭化処理を実施すると、エッジ部の輝度差が大きくなり、ジャギーなどのノイズが目立つという問題がある。

本発明は、上述のような問題に鑑みて、輪郭部のノイズを低減した画像を表示可能なプロジェクタ、プロジェクションシステム、画像表示方法、及び画像表示プログラムを提供することを目的とする。

本発明のプロジェクタは、画像信号に基づいて画像光を投射する画像投射手段が複数設けられ、これらの複数の画像投射手段から投射される前記画像光の画素を互いにずらし、高解像度画像を表示するプロジェクタであって、複数の前記画像投射手段の光学伝達関数の差分を補正する補正フィルタを用いて、前記画像投射手段に入力される画像信号を補正する補正手段と、前記補正手段により前記画像信号を補正した後、複数の前記画像投射手段に入力される前記画像信号に対し、表示される画像のエッジ部を鮮鋭化する鮮鋭化処理を実施する鮮鋭化手段と、を具備したことを特徴とする。

この発明によれば、複数の画像投射手段の光学伝達関数の差分を補正する補正フィルタを用いて画像信号を補正し、この補正された画像信号に対して鮮鋭化処理を実施する。これにより、プロジェクタを構成する複数の画像投射手段間で光学伝達関数が異なる場合でも、補正フィルタによる画像補正を実施することで、同じ光学伝達関数に基づいた画像信号に補正することができ、各画像投射手段から投射される画像光のエッジ部における輝度差が小さくなり、ジャギーなどのノイズ成分を抑えることができる。また、このような画像信号に対して、鮮鋭化処理を実施することで、ボヤケをなくし、エッジが強調された画像を表示させることができ、かつ、斜め画素ずらし法により、高解像度な画像を表示させることができる。以上により、エッジ部のボヤケや、ジャギーなどのノイズを抑えたより鮮明な画像を高解像度で表示することができ、視認性がより良好な高品質な画像を表示することができる。

本発明のプロジェクタは、前記画像信号における前記エッジ部を有するエッジ領域を検出するエッジ検出手段と備え、前記補正手段は、検出された前記エッジ領域に対して前記補正フィルタによる補正を実施することが好ましい。

この発明によれば、エッジ検出手段によりエッジ領域を検出し、エッジ領域とそれ以外の領域とに分割し、エッジ領域に対してのみ補正フィルタによる補正処理を実施する。このため、画像信号の全体に対して補正フィルタによる補正処理を実施する場合に比べて、補正処理に要する時間が短縮され、処理の高速化、処理負荷の軽減を図ることができ、迅速な画像表示を実現することができる。

本発明のプロジェクタでは、前記補正手段は、複数の前記画像投射手段のうち、いずれか１つの画像投射手段の光学伝達関数を基準光学伝達関数とし、この基準伝達関数に対する他の画像投射手段の光学伝達関数の差分を補正する補正フィルタを用いて、これらの他の画像投射手段に入力される画像信号をそれぞれ補正することが好ましい。

この発明によれば、補正手段は、複数の画像投射手段のうち、いずれか１つの光学伝達関数を基準光学伝達関数として、他の画像投射手段の光学伝達関数をこの基準光学伝達関数に補正する補正フィルタを用いて画像信号を補正する。このため、基準光学伝達関数を有する画像投射手段に入力される画像信号に対しては、補正手段による補正処理が不要となる。したがって、補正手段による補正処理の迅速化を図ることができ、処理負荷も軽減させることができる。

本発明のプロジェクションシステムは、画像信号に基づいて画像光を投射するプロジェクタを複数台備え、これらの複数のプロジェクタから投射される前記画像光の画素を互いにずらし、高解像度画像を表示するプロジェクションシステムであって、
複数の前記プロジェクタの光学伝達関数の差分を補正する補正フィルタを用いて、前記プロジェクタに入力される画像信号を補正する補正手段と、
前記補正手段により前記画像信号を補正した後、複数の前記画像投射手段に入力される前記画像信号に対し、表示される画像のエッジ部を鮮鋭化する鮮鋭化処理を実施する鮮鋭化手段と、
を具備したことを特徴とする。

この発明では、上記発明における複数の画像投射手段を複数のプロジェクタとしたものであり、上記発明と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、補正フィルタで各プロジェクタに入力される画像信号を補正することで、ジャギーなどのノイズ成分を抑えることができるとともに、鮮鋭化処理を実施することでエッジを強調させることができる。また、複数のプロジェクタにより斜め画素ずらし法により画像を表示させることで、高解像度な画像を表示させることができる。したがって、上記プロジェクションシステムにより視認性がより良好な高品質な画像を表示させることができる。

本発明の画像表示方法では、画像信号に基づいて画像光を投射する画像投射手段が複数設けられ、これらの複数の画像投射手段から投射される前記画像光の画素を互いにずらし、高解像度画像を表示する画像表示方法であって、複数の前記画像投射手段の光学伝達関数の差分を補正する補正フィルタを用いて、前記画像投射手段に入力される画像信号を補正する補正工程と、前記補正工程の後、複数の前記画像投射手段に入力される前記画像信号に対し、表示される画像のエッジ部を鮮鋭化する鮮鋭化処理を実施する鮮鋭化工程と、を具備したことを特徴とする。

この発明では、上記したプロジェクタの発明と同様に、補正工程において、複数の画像投射手段の光学伝達関数の差分を補正する補正フィルタを用いて画像信号を補正し、この補正された画像信号に対して鮮鋭化処理を実施する。このため、上記発明と同様、複数の画像投射手段間で光学伝達関数が異なる場合でも、補正工程により同じ光学伝達関数に基づいた画像信号に補正することができる。また、このような画像信号に対して、鮮鋭化処理を実施することで、ボヤケをなくし、エッジが強調された画像を表示させることができ、かつ、斜め画素ずらし法により、高解像度な画像を表示させることができる。すなわち、エッジ部のボヤケや、ジャギーなどのノイズを抑えたより鮮明な画像を高解像度で表示することができ、視認性がより良好な高品質な画像を表示することができる。

本発明の画像表示プログラムは、画像信号に基づいて画像光を投射する画像投射手段が複数設けられ、これらの複数の画像投射手段から投射される前記画像光の画素を互いにずらし、高解像度画像を表示する処理を演算手段に実行させる画像表示プログラムであって、前記演算手段に、複数の前記画像投射手段の光学伝達関数の差分を補正する補正フィルタを用いて、前記画像投射手段に入力される画像信号を補正する補正手順と、前記補正工程の後、複数の前記画像投射手段に入力される前記画像信号に対し、表示される画像のエッジ部を鮮鋭化する鮮鋭化処理を実施する鮮鋭化手順と、を実行させることを特徴とする。

この発明では、上記発明と同様の作用効果が得られ、視認性がより良好な高品質な画像を表示させることができる。これに加えて、このプログラムを記録媒体に記録することで、複数の画像投射手段を有し、斜め画素ずらし法により画像を表示するプロジェクタ、またはプロジェクションシステムの演算処理部にてこのプログラムを読み込ませることで、容易にこれらのプロジェクタやプロジェクションシステムにおいても、視認性がより良好な高品質な画像を表示させることができるとともに、本発明の利用促進を図ることができる。

〔第一の実施の形態〕
以下、本発明に係る第一の実施の形態のプロジェクタについて、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る第一の実施の形態のプロジェクタの概略構成を示すブロック図である。図２は、スクリーン上に表示される画像の一部の画素を示す図である。

図１において、プロジェクタ１は、一対の画像投射手段としての光学エンジン１０（第一光学エンジン１０Ａ，第二光学エンジン１０Ｂ）と、各光学エンジン１０に画像信号を入力する制御部２０とを備え、一対の光学エンジン１０から画像光をスクリーン２上に投射して、スクリーン２上に画像を表示させる装置である。

一対の光学エンジン１０は、図示は省略するが、光束を射出する照明光学系と、照明光学系から射出される光束を例えばＲＧＢの各色光に分離する分離光学系、分離された各色光を画像信号に基づいて変調させる液晶パネルを有する光変調光学系、各色光を合成して画像光を生成する光合成光学系、生成された画像光を射出する投射光学系、及び液晶パネルを画像信号に応じて制御する駆動回路を備えている。そして、これらの光学エンジン１０の駆動回路は、制御部２０から入力される画像信号に基づいて液晶パネルを制御し、画像信号に応じた画像光を生成してスクリーン２に対して投射する。

ここで、このプロジェクタ１における各光学エンジン１０は、投射された画像における画素位置が互いに、水平方向及び垂直方向に半画素分だけずれて表示されるように、画像光を投射する。これにより、図２に示すように、第一光学エンジン１０Ａにより表示される第一分割画像の４画素１１Ａ（縦２画素×横２画素）の間に、第二光学エンジン１０Ｂにより表示される第二分割画像の画素１１Ｂが配置される。したがって、このようなプロジェクタ１では、スクリーン２に通常の２倍の画素を表示させ、高解像度画像を表示させることが可能となる。

制御部２０は、プロジェクタ１全体の動作を制御する。また、制御部２０は、画像信号源３から入力される元画像信号に基づいて、各光学エンジン１０（１０Ａ，１０Ｂ）に出力する画像信号をそれぞれ生成し、生成された画像信号に補正処理を実施して各光学エンジン１０に出力する。ここで、画像信号源３としては、例えばパーソナルコンピュータや、テレビジョン、ビデオ装置など、画像信号を出力可能な電気機器であればいかなる装置であってもよい。
この制御部２０は、メモリやＣＰＵ（Central Processing Unit）、各種ＩＣチップなどの集積回路により構成される。メモリには、プロジェクタを制御する各種プログラムや各種データが記憶されている。また、メモリに記憶され、ＣＰＵにより演算処理される各種プログラムとしては、図１に示すように、元画像分割手段２１、ＭＴＦ補正手段２２（本発明の補正手段を構成する）、鮮鋭化手段２３、及び画像出力手段２４などが含まれる。

元画像分割手段２１は、画像信号源３から入力される元画像信号を、光学エンジン１０Ａ及び光学エンジン１０Ｂにより表示させる画像信号に分割した２つの分割画像信号を生成する。これには、元画像分割手段２１は、例えばシリアル伝送形式の画像信号に対し、奇数番目の画素データと偶数番目の画素データとに分割し、奇数番目の画素データにより形成される画像信号を第一光学エンジン１０Ａに出力する第一分割画像信号、偶数番目の画素データにより形成される画像信号を第二光学エンジン１０Ｂに出力する第二分割画像信号として、各分割画像信号を生成する。

ＭＴＦ補正手段２２は、所望の光学伝達関数に対する、第一光学エンジン１０Ａ及び第二光学エンジン１０Ｂのうち少なくとも一方の光学伝達関数の差分を補正する補正フィルタを用いて、当該光学エンジンに入力される画像信号を補正する処理を実施する。第一の実施の形態では、ＭＴＦ補正手段２２は、第二光学エンジン１０Ｂに出力する第二分割画像信号に対して、ＭＴＦ補正フィルタを用いて補正する処理を実施する。
第一光学エンジン１０Ａと第二光学エンジン１０Ｂとでは、個体差があるため、異なるＭＴＦを有する。ここで、図３に、第一光学エンジン１０ＡのＭＴＦ（ｈ１（ｆ））、第二光学エンジン１０ＢのＭＴＦ（ｈ２（ｆ））、及び第一光学エンジン１０ＡのＭＴＦに対する第二光学エンジン１０ＢのＭＴＦの差分を補正するＭＴＦ補正フィルタ（ｈ１（ｆ）／ｈ２（ｆ））を示す図を示す。ＭＴＦ補正手段２２は、図３に示すようなＭＴＦ補正フィルタを、第二分割画像信号に掛け合わせる。すなわち、ＭＴＦ補正手段２２は、第一光学エンジン１０ＡのＭＴＦを基準光学伝達関数とし、第二光学エンジン１０Ｂの光学伝達関数及び基準伝達関数の差分を補正するＭＴＦ補正フィルタを用いて、第二光学エンジン１０Ｂに入力される第二分割画像信号を補正する。
これにより、第一光学エンジン１０Ａにより第一分割画像信号に基づいて表示される第一分割画像と、第二光学エンジン１０Ｂにより第二分割画像信号に基づいて表示される第二分割画像とにおいて、互いに対応する位置における画素値（輝度）変化率が略同じとなる。例えば、ＭＴＦ補正手段２２による補正処理前において、図９（Ａ）に示すように、所定画素位置における第一光学エンジン１０Ａにより表示される画像の輝度変化量と第二光学エンジン１０Ｂの輝度変化量とが異なる場合でも、ＭＴＦ補正手段２２の補正処理により、第二分割画像の輝度変化量を示すＰＪ２の輝度変化曲線を、第一分割画像の輝度変化量を示すＰＪ１の輝度変化曲線に補正することができる。
なお、このＭＴＦ補正フィルタは、プロジェクタ１の製造時に測定される第一光学エンジン１０ＡのＭＴＦ及び第二光学エンジン１０ＢのＭＴＦに基づいて予め演算され、メモリ内に記憶されている。そして、ＭＴＦ補正手段２２は、このメモリに記憶されたＭＴＦ補正フィルタを適宜読み出し、第二分割画像信号の補正を実施する。

鮮鋭化手段２３は、第一分割画像及び第二分割画像に対して、鮮鋭化処理を実施、すなわち、エッジ部の輪郭を強調する処理を実施する。本実施の形態では、鮮鋭化手段２３は、ラプラシアンフィルタを用いて、高周波成分を強調する補正を実施する。
具体的には、スクリーン２上に、図４に示すような画像が表示される場合、光学エンジン１０Ａから出力される画素１１Ａ、及び光学エンジン１０Ｂから出力される画素１１Ｂに対して、例えば図４に示すような３×３サイズのラプラシアンフィルタを適用して、高周波成分を強調する。ここで、Ｘ方向にｉ番目、Ｙ方向にｊ番目における画素値をｆ（ｉ，ｊ）とすると、ラプラシアンは、次式（１）にて示すように、Ｘ方向、Ｙ方向それぞれの二次微分の和により示される。

ここで、デジタル画像に対しては、Ｘ方向、Ｙ方向それぞれの二次微分は次式（２）、（３）により定義される。

上記（２）（３）式を（１）に代入することで次式（４）に示すラプラシアンフィルタが得られる。

このようなラプラシアンフィルタ▽^２ｆ（ｉ，ｊ）は、二次微分であるため、画素値の変化量が大きい部分、すなわち画像においてエッジが形成される部分では、大きな値が出力される。
鮮鋭化手段２３は、このラプラシアンフィルタ▽^２ｆ（ｉ，ｊ）を用い、次式（５）により各分割画像信号を鮮鋭化する処理を実施する。

上記において、ｆ（ｉ，ｊ）は、入力画像信号であり、Ｆ（ｉ，ｊ）は、鮮鋭化された画像の画像信号である。また、定数Ｃは、ラプラシアンフィルタを用いた鮮鋭化におけるエッジ部分の強調度合いを示すパラメータである。
ここで、光学エンジン１０Ａ及び光学エンジン１０Ｂに入力される各分割画像信号（ｆ（ｉ，ｊ））は、ＭＴＦ補正手段２２による補正により、略同一のＭＴＦを基準とした画素値（輝度）変化率を有することとなるため、鮮鋭化手段２３による鮮鋭化処理においても、略同様の鮮鋭化処理を実施されることとなる。すなわち、図４に示すような画像において、互いに隣接するエッジ画素１１Ａとエッジ画素１１Ｂとの間に、鮮鋭化処理による画素値の差が生じず、ジャギーなどの不都合が発生しない。

画像出力手段２４は、鮮鋭化された各分割画像信号を、それぞれ対応した光学エンジン１０Ａ，１０Ｂに出力する。各光学エンジン１０Ａ，１０Ｂは、各分割画像信号に基づいて、図２に示すような画像をスクリーン２上に投影し、斜め画素ずらし法による高解像度画像が表示される。

〔プロジェクタの動作〕
次に、上述したプロジェクタ１の画像出力方法について、図面に基づいて説明する。
図５は、第一の実施の形態のプロジェクタ１の画像出力処理を示すフローチャートである。

プロジェクタ１では、画像信号源３から元画像信号が制御部２０に入力されると（ステップＳ１０１）、まず、制御部２０の元画像分割手段２１により、入力された元画像信号に基づいて、第一光学エンジン１０Ａにて表示させる第一分割画像信号、及び第二光学エンジン１０Ｂにて表示させる第二分割画像信号を生成する（ステップＳ１０２）。
この時、元画像分割手段２１は、例えば、入力された元画像信号の各画素信号のうち、奇数番目の画素信号と、偶数番目の画素信号とを順次振り分け、図２に示すように、水平方向及び垂直方向に対して半画素分だけ画素がずれた第一分割画像信号及び第二分割画像信号を生成する。

次に、制御部２０は、ＭＴＦ補正手段２２により、ステップＳ１０２にて生成された分割画像信号のうち、第二分割画像信号に対して、ＭＴＦ補正処理を実施する（ステップＳ１０３：補正工程）。この時、ＭＴＦ補正手段２２は、メモリに予め記憶されているＭＴＦ補正フィルタを読み出し、ＭＴＦ補正フィルタによって第二分割画像信号を補正する。

この後、制御部２０は、鮮鋭化手段２３により、ステップＳ１０２にて生成された第一分割画像信号、及びステップＳ１０３にてＭＴＦ補正処理が実施された第二分割画像信号に対して、鮮鋭化処理を実施する（ステップＳ１０４：鮮鋭化工程）。すなわち、鮮鋭化手段２３は、上述した式（４）に示すようなラプラシアンフィルタを用い、式（５）に示すような鮮鋭化処理を実施して、画像エッジ部の高周波成分を強調する処理を実施する。

そして、制御部２０の画像出力手段２４は、ステップＳ１０４にて鮮鋭化された第一及び第二分割画像信号を、第一及び第二光学エンジン１０Ａ，１０Ｂに出力し、図２に示すような斜め画素ずらし法に対応した画像光をスクリーン２上に射出させる（ステップＳ１０５）。

〔プロジェクタの作用効果〕
上述したように、上記第一の実施の形態のプロジェクタ１は、元画像分割手段２１により、入力された元画像信号を斜め画素ずらし法に対応した第一分割画像信号及び第二分割画像信号に分割する。そして、ＭＴＦ補正手段２２は、この分割された画像信号のうち、第二分割画像信号に対して、第一光学エンジン１０ＡのＭＴＦに対する第二光学エンジン１０ＢのＭＴＦの差分を補正するためのＭＴＦ補正フィルタを適用し、補正処理を実施する。この後、鮮鋭化手段２３は、第一分割画像信号及び第二分割画像信号に対して、鮮鋭化処理を実施してエッジ部を強調させる処理をする。
このため、第一光学エンジン１０Ａと第二光学エンジン１０Ｂとが、異なるＭＴＦを有する場合であっても、上述のように、第二光学エンジン１０Ｂに入力される第二分割画像信号をＭＴＦ補正フィルタにより補正することで、第二光学エンジン１０Ｂから出力される画像光を、第一光学エンジン１０ＡのＭＴＦに合わせ込むことができる。すなわち、ＭＴＦ補正が実施されない状態で、例えば図９（Ａ）に示すように、第一光学エンジン１０Ａから出力される画像光のエッジ部と、第二光学エンジン１０Ｂから出力される画像光のエッジ部とで、異なる輝度変化率となる場合でも、ステップＳ１０３のＭＴＦ補正処理を実施することで、第二分割画像信号を第一分割画像信号の輝度変化率に合わせることができる。
したがって、これらの第一分割画像信号、及びＭＴＦ補正処理を実施された後の第二分割画像信号に対して鮮鋭化処理を実施した場合でも、第一分割画像信号及び第二分割画像信号で輝度差が開くことがなくなり、図１０における一点鎖線に示すような輝度変化率を実現することができる。よって、斜め画素ずらし法において、水平方向及び垂直方向に半画素分だけ画素がずらされて画像が表示された場合に、エッジ部（輪郭部）におけるノイズを低減することができ、滑らかな輪郭を形成することができ、高品質でかつ高解像度な画像を表示することができる。

また、ＭＴＦ補正手段２２は、第一分割画像信号及び第二分割画像信号の双方に対して、所定のＭＴＦに合わせる補正を実施する処理を実施してもよい。この場合、２つの画像信号を所定のＭＴＦにあわせるため、光学エンジン１０Ａ及び光学エンジン１０ＢのＭＴＦを一致させつつ、任意のＭＴＦに調整することが可能となる。また、本実施の形態のプロジェクタ１のように、第二分割画像信号に対してのみ補正処理を実施してもよい。この場合、第一分割画像信号には、ＭＴＦ補正処理を実施する必要がなく、第二分割画像信号にのみＭＴＦ補正処理を実施すればよい。したがって、処理負荷を軽減させることができるとともに、処理の迅速化を図ることができる。

〔第二の実施の形態〕
次に、本発明に係る第二の実施の形態のプロジェクタについて、図面に基づいて説明する。なお、第二の実施の形態以降の説明において、上述した第一の実施の形態と同様の構成については、図面において同符号を付し、その説明を簡略または省略する。

〔プロジェクタの構成〕
図６は、本発明に係る第二の実施の形態のプロジェクタの概略構成を示すブロック図である。

図６において、第二のプロジェクタ１Ａは、制御部２０Ａと、一対の光学エンジン１０（１０Ａ，１０Ｂ）と、を備えている。このプロジェクタ１Ａも、第一の実施の形態のプロジェクタ１と同様に画像信号源３から入力される元画像信号を斜め画素ずらし法に対応した第一分割画像信号及び第二分割画像信号に分割し、それぞれ第一光学エンジン１０Ａ及び第二光学エンジン１０Ｂに出力することで、スクリーン２上に、高解像度画像を表示させるプロジェクタである。
そして、第二の実施の形態のプロジェクタ１Ａの制御部２０Ａは、元画像分割手段２１と、エッジ算出手段２５と、エッジ判断手段２６と、ＭＴＦ補正手段２２Ａと、鮮鋭化手段２３と、画像出力手段２４と、を備えている。ここで、エッジ算出手段２５及びエッジ判断手段２６により、本発明のエッジ検出手段が構成される。なお、元画像分割手段２１、鮮鋭化手段２３、及び画像出力手段２４については、第一の実施の形態と同様の構成であるため、ここでの説明を省略する。

エッジ算出手段２５は、元画像分割手段２１により分割された分割画像信号のうち、第二分割画像信号に対して、画像のエッジ部分を検出するためのフィルタ処理を施す。具体的には、エッジ算出手段２５は、第二分割画像信号を構成する各画素データに対して、例えば上述した式（４）に示すラプラシアンフィルタなどのハイパスフィルタを適用し、その出力値をエッジ量として算出する。

エッジ判断手段２６は、エッジ算出手段２５にて算出された各画素に対するエッジ量が、所定閾値以上であるか否かを判断する。そして、エッジ判断手段２６は、エッジ量が所定閾値以上である画素をエッジ画素として判断する。

ＭＴＦ補正手段２２Ａは、第一の実施の形態のＭＴＦ補正手段２２と略同様であるが、第二の実施の形態のＭＴＦ補正手段２２Ａでは、エッジ判断手段２６によりエッジ画素であると判断された画素に対してのみＭＴＦ補正フィルタを掛け合わせる処理をする。

〔第二の実施の形態のプロジェクタの動作〕
次に上記プロジェクタ１Ａによる画像出力方法について、図面に基づいて説明する。
図７は、第二の実施の形態のプロジェクタ１Ａの画像出力処理を示すフローチャートである。

プロジェクタ１Ａでは、第一の実施の形態と同様に、ステップＳ１０１において、画像信号源３から元画像信号が制御部２０Ａに入力されると、ステップＳ１０２の処理を実施して、第一分割画像信号及び第二分割画像信号を生成する。

この後、プロジェクタ１Ａのエッジ算出手段２５は、ステップＳ１０２において生成された第二分割画像信号における各画素データのエッジ量を算出するエッジ算出処理を実施する（ステップＳ２０１）。
このステップＳ２０１では、上述したように、エッジ算出手段２５は、各画素データに対して、ラプラシアンフィルタを適用し、その出力値をエッジ量として算出する。

このステップＳ２０１の後、制御部２０Ａのエッジ判断手段２６は、ステップＳ２０１にて算出されたエッジ量が所定閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０２）。このステップＳ２０２において、エッジ量が閾値よりも小さいと判断された場合、その画素に対してはＭＴＦ補正処理を実施せず、ステップＳ１０４の鮮鋭化処理を実施する。
一方、ステップＳ２０２において、エッジ量が閾値以上のエッジ画素である判断された場合、ＭＴＦ補正手段２２は、メモリから読み出されたＭＴＦ補正フィルタを用いて、このエッジ画素の画素データに対してＭＴＦ補正処理を実施する（ステップＳ２０３）。

この後、第一分割画像信号及び第二分割画像信号に対して、ステップＳ１０４の鮮鋭化処理を実施し、ステップＳ１０５の画像出力処理により各光学エンジン１０に対応する分割信号を出力して、スクリーン２上に画像を表示させる。

〔第二の実施の形態のプロジェクタの作用効果〕
上述したように、上記第二の実施の形態のプロジェクタ１Ａでは、エッジ算出手段２５により、第二分割画像信号における各画素のエッジ量を算出し、このエッジ量が所定閾値以上であるか否かを判断して、エッジ画素を検出する。そして、ＭＴＦ補正手段２２Ａは、検出されたエッジ画素に対してのみＭＴＦ補正フィルタを用いて画像補正を実施する。
つまり、斜め画素ずらし法において、ジャギーなどのノイズの影響を大きく受けるエッジ部（輪郭部）を形成する第二分割画像信号のエッジ画素に対し、ＭＴＦ補正処理を実施している。このため、第一の実施の形態と同様に、第二分割画像信号のエッジ画素を第一光学エンジン１０Ａから出力されるエッジ画素の輝度変化率に合わせることができ、ジャギーなどのノイズを効果的に除去することができる。
一方、エッジ画素以外の画素は、鮮鋭化手段２３による鮮鋭化処理の影響が小さく、光学エンジン１０のＭＴＦの違いによる画像の輝度変化率の違いも小さいため、特にＭＴＦ補正処理を実施する必要がない。第二の実施の形態のプロジェクタ１Ａでは、このようなエッジ画素以外の画素に対して、ＭＴＦ補正手段２２ＡによるＭＴＦ補正処理を実施せず、鮮鋭化手段２３による鮮鋭化処理のみを実施している。このため、エッジ画素に対してのみＭＴＦ補正処理を実施するので、全画素に対してＭＴＦ補正処理を実施する場合に比べて、処理負荷の軽減を図ることができ、処理の迅速化も図ることができる。

また、エッジ算出手段２５は、ＭＴＦ補正手段２２Ａにおいても使用されるラプラシアンフィルタを用いて、エッジ量を算出している。このため、エッジ量を算出するための別のハイパスフィルタをメモリに記憶する必要がなく、簡単な構成で容易にエッジ画素を検出することができる。

〔第三の実施の形態〕
次の本発明に係る第三の実施の形態のプロジェクションシステムについて、図面に基づいて説明する。
図８は、本発明に係る第三の実施の形態のプロジェクションシステムの概略構成を示すブロック図である。

第三の実施の形態のプロジェクションシステム３０は、第一の実施の形態の第一光学エンジン１０Ａ，第二光学エンジン１０Ｂをそれぞれ、第一プロジェクタ１Ｃ、第二プロジェクタ１Ｄとし、制御部２０を制御装置３１として、それぞれのプロジェクタ１Ｃ，１Ｄに接続したシステムである。

一対のプロジェクタ１Ｃ，１Ｄは、それぞれ、１つの光学エンジンを備え、これらの光学エンジンは、それぞれ第一の実施の形態の各光学エンジン１０Ａ，１０Ｂと同様の構成、すなわち、照明光学系、分離光学系、光変調光学系、光合成光学系、投射光学系、及び駆動回路を備えている。

制御装置３１としては、例えば汎用パーソナルコンピュータなどを用いることができ、第一及び第二プロジェクタ１Ｃ，１Ｄの動作を制御する。そして、この制御装置３１は、図示は省略するが、各種プログラムやデータを格納する記憶回路、制御装置３１やプロジェクションシステム３０全体を制御するＯＳ（Operating System）上で各種プログラムを処理するＣＰＵ（Central Processing Unit）を有する演算処理回路などを備えている。また、制御装置３１のＣＰＵにて処理されるプログラムとしては、第一の実施の形態と同様に、元画像分割手段２１、ＭＴＦ補正手段２２、鮮鋭化手段２３、及び画像出力手段２４などが含まれる。

このようなプロジェクションシステム３０は、第一の実施の形態のプロジェクタと同様に、画像信号源３から制御装置３１に入力された元画像信号に、ステップＳ１０１ないしステップＳ１０５の処理を実施し、鮮鋭化された第一分割画像及び第二分割画像をそれぞれ第一及び第二プロジェクタ１Ｃ，１Ｄに出力する。

すなわち、制御装置３１は、ステップＳ１０１にて元画像信号が入力されると、ステップＳ１０２で、元画像分割手段２１により、この元画像信号に基づいて第一及び第二分割画像信号を生成する。そして、ＭＴＦ補正手段２２は、第二分割画像信号に対して、第一プロジェクタ１ＣのＭＴＦに合わせるＭＴＦ補正処理を実施する。
そして、制御装置３１は、鮮鋭化手段２３により、ステップ１０４の処理を実施し、ステップＳ１０２にて生成された第一分割画像信号、及びステップＳ１０３にてＭＴＦ補正処理が実施された第二分割画像信号に対して、鮮鋭化処理を実施する。この鮮鋭化処理としては、第一の実施の形態と同様の処理を実施することができ、鮮鋭化手段２３は、上述した式（４）に示すようなラプラシアンフィルタを用い、式（５）に示すような鮮鋭化処理を実施して、画像エッジ部の高周波成分を強調する処理を実施する。
そして、ステップＳ１０５において、ステップＳ１０４で鮮鋭化された各分割画像信号を、第一及び第二プロジェクタ１Ｃ，１Ｄに出力し、各プロジェクタ１Ｃ，１Ｄからスクリーン２上に画像を投射させる。

〔プロジェクションシステムの作用効果〕
上述したように、第三の実施の形態のプロジェクションシステム３０では、第一の実施の形態と同様に、制御装置３１の元画像分割手段２１により、入力された元画像信号を斜め画素ずらし法に対応した第一分割画像信号及び第二分割画像信号に分割する。そして、制御装置３１のＭＴＦ補正手段２２は、この分割された画像信号のうち、第二分割画像信号に対して、第一プロジェクタ１ＣのＭＴＦに補正するためのＭＴＦ補正フィルタにより補正処理を実施する。この後、鮮鋭化手段２３は、第一分割画像信号及び第二分割画像信号に対して、鮮鋭化処理を実施してエッジ部を強調させる処理をする。
このため、第一の実施の形態と同様の作用効果が得られ、第一プロジェクタ１Ｃと第二プロジェクタ１Ｄとにおいて異なるＭＴＦを有する場合でも、第二プロジェクタ１Ｄから出力される画像光を、第一プロジェクタ１Ｄが有するＭＴＦに合わせることができる。したがって、これらの第一分割画像信号、及びＭＴＦ補正処理を実施された後の第二分割画像信号に対して鮮鋭化処理を実施した場合でも、第一分割画像信号及び第二分割画像信号で輝度差が開くことがなくなる。よって、斜め画素ずらし法において、水平方向及び縦方向に半画素分だけ画素がずらされて画像が表示された場合に、エッジ部（輪郭部）におけるノイズを低減することができ、滑らかな輪郭を形成することができ、高品質でかつ高解像度な画像を表示することができる。

〔他の実施の形態〕
なお、本発明は、以上説明した実施の形態に限定されず、本発明の目的を達せられる範囲で種々の改良、変形が可能である。

例えば、上記第三の実施の形態において、第一の実施の形態の制御部２０の構成を有する制御装置３１を用いたプロジェクションシステム３０を例示したが、第二の実施の形態の制御部２０Ａの構成を有する制御装置と、第一及び第二プロジェクタ１Ｃ，１Ｄとを接続したプロジェクションシステムを形成してもよく、この場合、第二の実施の形態と同様に、エッジ画素に対してのみＭＴＦ補正処理を実施することで、処理負荷の軽減、処理の迅速化を図ることができる。

また、上記第一及び第二の実施の形態において、２台の光学エンジン１０Ａ，１０Ｂを用いるプロジェクタ１，１Ａの例、第三の実施の形態において、２台のプロジェクタ１Ｃ，１Ｄを用いるプロジェクションシステム３０の例を示したが、これに限定されず、３台以上の光学エンジンを備えるプロジェクタ、３台以上のプロジェクタを備えるプロジェクションシステムとしてもよい。この場合、ＭＴＦ補正手段２２，２２Ａは、全光学エンジン（全プロジェクタ）のうち、一台を基準光学エンジン（基準プロジェクタ）とし、基準光学エンジン（基準プロジェクタ）のＭＴＦに対する他の各光学エンジン（プロジェクタ）のＭＴＦの差分を補正するＭＴＦ補正フィルタを用いて、各光学エンジン（各プロジェクタ）に出力される分割画像信号を補正してもよく、他のＭＴＦ（たとえば全周波数ｆに対してゲインが１となる基準ＭＴＦ）に対する全光学エンジン（全プロジェクタ）のＭＴＦの差分を補正する補正フィルタを用い、各分割画像信号を補正してもよい。

また、上記実施の形態において、元画像分割手段２１、ＭＴＦ補正手段２２，２２Ａ、鮮鋭化手段２３、画像出力手段２４、エッジ算出手段２５、及びエッジ判断手段２６は、メモリに記憶され、ＣＰＵに読み出されて所定の処理を実施するソフトウェアとして構成される例を示したが、これに限定されない。例えば、上記構成が、例えばＩＣチップなどの各種集積回路によりハードウェアとして、制御部２０または制御装置３１内の回路基板に組み込まれて構成されるものであってもよく、この場合でも、上記第一ないし第三の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、上記のようにソフトウェアとして構成される場合、メモリに限らず、例えばＨＤ（Hard disk）、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などのコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録されるものであってもよい。この場合、例えば２台以上の光学エンジンと制御部から構成されるプロジェクタ、２台以上のプロジェクタと制御装置から構成されるプロジェクションシステムに、上記ソフトウェアが記録された記録媒体を読み取らせ、演算処理部にて実施させることで容易に、上記実施の形態と同様に、高解像度かつ高品質な画像を出力可能なプロジェクタやプロジェクションシステムを構成することができる。

以上、本発明を実施するための最良の構成について具体的に説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、当業者が様々な変形及び改良を加えることができるものである。

本発明に係る第一の実施の形態のプロジェクタの概略構成を示すブロック図である。 スクリーン上に表示される画像の一部の画素を示す図である。 第一光学エンジンのＭＴＦ、第二光学エンジンのＭＴＦ、及び第二光学エンジンのＭＴＦと第一光学エンジンのＭＴＦとの差分を補正するＭＴＦ補正フィルタを示す図である。 スクリーン上に表示される画像の一部及びラプラシアンフィルタの範囲を示す一例を示す図である。 第一の実施の形態のプロジェクタの画像出力処理を示すフローチャートである。 本発明に係る第二の実施の形態のプロジェクタの概略構成を示すブロック図である。 第二の実施の形態のプロジェクタの画像出力処理を示すフローチャートである。 本発明に係る第三の実施の形態のプロジェクションシステムの概略構成を示すブロック図である。 光学伝達関数（ＭＴＦ：Modulation Transfer Function）が異なる光学エンジン（ＰＪ１，ＰＪ２）に対して、同一の画像信号を入力した際の所定画素位置における輝度値を示した図である。 図９において、ＰＪ１，ＰＪ２からの画像光を斜め画素ずらし法により表示させた際の所定画素位置における輝度値を示す図である。

１，１Ａ…プロジェクタ、１Ｃ…第一プロジェクタ、１Ｄ…第二プロジェクタ、１０…光学エンジン（画像投射手段）、１０Ａ…第一光学エンジン、１０Ｂ…第二光学エンジン、２２，２２Ａ…ＭＴＦ補正手段（補正手段）、２３…鮮鋭化手段、２５…エッジ検出手段を構成するエッジ算出手段、２６…エッジ検出手段を構成するエッジ判断手段、３０…プロジェクションシステム。

Claims (6)

1. 画像信号に基づいて画像光を投射する画像投射手段が複数設けられ、これらの複数の画像投射手段から投射される前記画像光の画素を互いにずらし、高解像度画像を表示するプロジェクタであって、
   複数の前記画像投射手段の光学伝達関数の差分を補正する補正フィルタを用いて、前記画像投射手段に入力される画像信号を補正する補正手段と、
   前記補正手段により前記画像信号を補正した後、複数の前記画像投射手段に入力される前記画像信号に対し、表示される画像のエッジ部を鮮鋭化する鮮鋭化処理を実施する鮮鋭化手段と、
   を具備したことを特徴とするプロジェクタ。
2. 請求項１に記載のプロジェクタであって、
   前記画像信号における前記エッジ部を有するエッジ領域を検出するエッジ検出手段を備え、
   前記補正手段は、検出された前記エッジ領域に対して前記補正フィルタによる補正を実施する
   ことを特徴とするプロジェクタ。
3. 請求項１または請求項２に記載のプロジェクタであって、
   前記補正手段は、複数の前記画像投射手段のうち、いずれか１つの画像投射手段の光学伝達関数を基準光学伝達関数とし、この基準伝達関数に対する他の画像投射手段の光学伝達関数の差分を補正する補正フィルタを用いて、これらの他の画像投射手段に入力される画像信号をそれぞれ補正する
   ことを特徴とするプロジェクタ。
4. 画像信号に基づいて画像光を投射するプロジェクタを複数台備え、これらの複数のプロジェクタから投射される前記画像光の画素を互いにずらし、高解像度画像を表示するプロジェクションシステムであって、
   複数の前記プロジェクタの光学伝達関数の差分を補正する補正フィルタを用いて、前記プロジェクタに入力される画像信号を補正する補正手段と、
   前記補正手段により前記画像信号を補正した後、複数の前記画像投射手段に入力される前記画像信号に対し、表示される画像のエッジ部を鮮鋭化する鮮鋭化処理を実施する鮮鋭化手段と、
   を具備したことを特徴とするプロジェクションシステム。
5. 画像信号に基づいて画像光を投射する画像投射手段が複数設けられ、これらの複数の画像投射手段から投射される前記画像光の画素を互いにずらし、高解像度画像を表示する画像表示方法であって、
   複数の前記画像投射手段の光学伝達関数の差分を補正する補正フィルタを用いて、前記画像投射手段に入力される画像信号を補正する補正工程と、
   前記補正工程の後、複数の前記画像投射手段に入力される前記画像信号に対し、表示される画像のエッジ部を鮮鋭化する鮮鋭化処理を実施する鮮鋭化工程と、
   を具備したことを特徴とする画像表示方法。
6. 画像信号に基づいて画像光を投射する画像投射手段が複数設けられ、これらの複数の画像投射手段から投射される前記画像光の画素を互いにずらし、高解像度画像を表示する処理を演算手段に実行させる画像表示プログラムであって、
   前記演算手段に、
   複数の前記画像投射手段の光学伝達関数の差分を補正する補正フィルタを用いて、前記画像投射手段に入力される画像信号を補正する補正手順と、
   前記補正工程の後、複数の前記画像投射手段に入力される前記画像信号に対し、表示される画像のエッジ部を鮮鋭化する鮮鋭化処理を実施する鮮鋭化手順と、
   を実行させることを特徴とする画像表示プログラム。

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