JP5386894B2 - 画像位置認識装置、画像位置認識方法、プログラムおよび画像表示装置の補正データ設定装置 - Google Patents

画像位置認識装置、画像位置認識方法、プログラムおよび画像表示装置の補正データ設定装置 Download PDF

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Description

この発明は、画像位置認識装置、画像位置認識方法、プログラムおよび画像表示装置の補正データ設定装置に関する。詳しくは、この発明は、画像表示装置の画面の所定領域がこの画面を撮像して得られた撮像画面上のどの位置に対応しているかを、当該所定領域が強調されて得られた撮像画像信号に基づいて認識する構成としたことにより、画像表示装置の画面の各領域と撮像画面上の位置との対応関係を良好に認識可能とした画像位置認識装置等に関する。
例えば、液晶プロジェクタにおいては、各液晶パネルや投写光学系に起因する色むらが発生する。この色むらを補正するために、例えば、画面を複数個に分割して得られた領域(補正ポイント)毎に、赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号の補正データを設定しておき、各色の画像信号のレベル調整を行うことが提案されている。
従来、スクリーンに投写された画面をカメラ(撮像装置)で撮像し、画面に対応した撮像画像信号を用いて、上述の画面の各補正ポイントの補正データを生成することが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2006−153914号公報
上述の従来のカメラを用いたシステムにおいては、撮像画像から画面の撮像エリアを抽出することで、画面の各領域と撮像画面上の位置との対応関係を把握するものであった。そのため、撮像画像から画面の撮像エリアを正しく抽出されないことがあった。撮像画像から画面の撮像エリアを正しく抽出できないときには、画面の各領域と撮像画面上の位置との対応関係を正しく把握できず、画面の各補正ポイントの補正データを正しく生成できなくなる。
また、上述の従来のカメラを用いたシステムにおいては、画面全体が表示されていることが前提であり、全画面が表示されていない場合に対応していなかった。また、上述の従来のカメラを用いたシステムにおいては、画面表示が左右、上下に反転されている場合に対応してなかった。
この発明の目的は、画像表示装置の画面の各領域と撮像画面上の位置との対応関係を良好に認識可能とすることにある。
この発明の概念は、
撮像装置から画像表示装置の画面を撮像して得られた赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号を取得する画像信号取得部と、
上記画像表示装置の画面を複数個に分割して得られた各領域のうち、上記撮像装置で撮像された画面部分の四隅に対応した領域が撮像画面上でどの位置に対応しているかを、上記画像信号取得部で取得された赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号に基づいて認識する位置認識部と、
上記位置認識部で上記画像表示装置の画面の上記四隅に対応した領域が上記撮像画面上でどの位置に対応しているかを認識する処理を行うときに、上記四隅に対応した領域に対応する上記画像表示装置で画像を表示するための赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号を補正するための補正データとして、該四隅に対応した領域を強調するためのデータを設定する補正データ設定部と
を備える画像位置認識装置にある。
この発明において、画像信号取得部により、撮像装置から、画像表示装置の画面を撮像して得られた赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号が取得される。例えば、画像表示装置が液晶プロジェクタであるとき、撮像装置では、スクリーンに実際に表示されている画面部分が撮像され、画面全体が撮像されないこともある。
位置認識部により、画像表示装置の画面を複数個に分割して得られた領域のうち、撮像装置で撮像された画面部分の四隅に対応した領域が撮像画面上でどの位置に対応しているかが認識される。位置認識部では、画像信号取得部で取得された赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号に基づいて認識が行われる。
この認識の処理を行うときには、補正データ設定部により、この四隅に対応した領域に対応する画像表示装置で画像を表示するための赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号を補正するための補正データとして、この四隅に対応した領域を強調するためのデータが設定される。この場合、四隅に対応した領域に対応した撮像画面上の位置が強調されるため、位置認識部では、この強調位置を探す処理により、四隅に対応した領域が撮像画面上でどの位置に対応しているかの認識が容易に可能となる。
このように、この発明においては、位置認識部で画像表示装置の画面の所定領域が撮像画面上でどの位置に対応しているかを、撮像画像信号を処理して容易に認識でき、従って、画像表示装置の画面の各領域と撮像画面上の位置との対応関係を良好に認識できる。
例えば、位置認識部では、画像表示装置の画面の各領域のうち、撮像装置で撮像された画面部分の四隅に対応した領域が撮像画面上でどの位置に対応しているかが認識される。この認識処理は、例えば、以下のように行われる。
すなわち、位置認識部では、まず、画像表示装置の画面の各領域のうち、四隅に対応した第1の領域が撮像画面上でどの位置に対応しているかを認識する第1の処理が行われる。この第1の処理で、画像表示装置の画面の全体が表示されていない状態等にあっては、第1の領域が撮像画面上のどの位置に対応しているかが認識されない。
この場合、位置認識部では、さらに、第1の領域の近傍の領域が撮像画面上でどの位置に対応しているかを認識する第2の処理が行われる。これにより、位置認識部では、撮像装置で撮像された画面部分の四隅に対応した部分が撮像画面上のどの位置に対応しているかが良好に認識される。
例えば、位置認識部では、画像表示装置の画面の各領域のうち、中央に位置する第1の領域、およびこの第1の領域に対して上下および左右の双方向にずれた位置の第2の領域が、撮像画面上でどの位置に対応しているかが認識される。位置認識部では、第1の領域および第2の領域を認識することで、画像表示装置の画面が左右、上下に反転して表示されているか否かの判断が可能となる。位置認識部では、反転していると判断した場合、画像変換処理が行われて撮像画面が通常表示の状態とされ、その状態で認識処理が行われる。このように撮像画面が通常表示の状態とされることで、例えば、四隅のうち所定の隅に対応した領域が撮像画面上でどの位置に対応しているかを上述したように強調位置を探すことで行う場合、その探索範囲を絞ることができ、処理を簡略化できる。
例えば、位置認識部では、上述した四隅に対応した領域の他に、さらに、画像表示装置の画面の各領域のうち、撮像装置で撮像された画面部分の四辺の中央に対応した領域が撮像画面上でどの位置に対応しているかが認識される。例えば、撮像画面上における画像表示装置の矩形画面に対応した部分は、撮像装置(カメラ)のレンズ等の歪みにより、実際には、上下、左右がタル型に膨らんだ状態となる。
そのため、四隅に対応した領域が撮像画面上のどの位置に対応しているかという情報だけで、画像表示装置の画面のその他の領域が撮像画面上のどの位置に対応しているかを推測した場合、対応関係に誤差を生じる。上述したように、撮像装置で撮像された画面部分の四辺の中央に対応した領域が撮像画面上でどの位置に対応しているかを認識することで、上述の対応関係の誤差を修正できる。
また、この発明の概念は、
撮像装置から画像表示装置の画面を撮像して得られた赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号を取得する画像信号取得部と、
上記画像表示装置の画面を複数個に分割して得られた領域毎に、上記画像表示装置で画像を表示するための赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号を補正するための補正データを設定する補正データ設定部と、
上記画像表示装置の画面の上記各領域と上記撮像画面上の位置との対応関係を認識する画像認識部と、
上記画像認識部による上記対応関係の認識結果に基づき、上記画像信号取得部で取得された赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号を用いて、上記補正データ設定部で設定される上記画像表示装置の画面の上記各領域に対応した上記補正データを求める補正データ算出部を備え、
上記画像認識部は、上記画像表示装置の画面の上記各領域のうち、上記撮像装置で撮像された画面部分の四隅に対応した領域が撮像画面上でどの位置に対応しているかを、上記画像表示装置で画像を表示するための赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号の上記四隅に対応した領域に対応した上記補正データとして該四隅に対応した領域を強調するためのデータが設定された状態において、上記画像信号取得部で取得された赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号に基づいて認識する
画像表示装置の補正データ設定装置にある。
この発明において、画像信号取得部により、撮像装置から、画像表示装置の画面を撮像して得られた赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号が取得される。例えば、画像表示装置が液晶プロジェクタであるとき、撮像装置では、スクリーンに実際に表示されている画面部分が撮像され、画面全体が撮像されないこともある。画像認識部により、画像表示装置の画面の各領域と撮像画面上の位置との対応関係が認識される。
そして、補正データ算出部により、画像表示装置の画面の各領域に対応した各色画像信号を補正するための補正データが求められる。例えば、補正データは、色むら補正データ、輝度むら補正データ等である。この場合、補正データ算出部では、画像認識部による対応関係の認識結果に基づき、画像信号取得部で取得された各色画像信号が用いられて、補正データが算出される。この補正データは、補正データ設定部により、画像表示装置に設定される。
画像認識部では、画像表示装置の画面の各領域のうち、撮像装置で撮像された画面部分の四隅に対応した領域が撮像画面上でどの位置に対応しているかが、画像表示装置の各色画像信号の四隅に対応した領域に対応した補正データとしてこの四隅に対応した領域を強調するためのデータが設定された状態において、各色画像信号に基づいて認識される。
そのため、画像認識部では、画像表示装置の画面の各領域と撮像画面上の位置との対応関係が良好に認識される。したがって、この対応関係に基づいて画像表示装置の画面の各領域の補正データを算出する補正データ算出部では各領域の補正データを精度よく求めることができ、画像表示装置に色むら、輝度むら等を精度よく補正し得る補正データを設定できる。
この発明は、例えば、画像認識部は、画像表示装置の画面の各領域のうち、撮像装置で撮像された画面部分の中央に対応した領域が撮像画面上でどの位置に対応するかをさらに認識し、中央および四隅の位置認識結果に基づいて、画像表示装置の画面の各領域と撮像画面上の位置との対応関係を認識し、補正データ算出部は、画像表示装置の画面の各領域に対応した補正データを算出する処理を行うときに、中央および四隅の位置認識結果により推測された画像表示装置の画面の各領域に対応した撮像画面上の領域に含まれる各色画像信号の画素データを抽出して用い、補正データ算出部は、中央および四隅の領域から離れる程、画像表示装置の画面の各領域に対応した撮像画面上の領域に含まれる各色画像信号の画素データの抽出範囲を、中央および四隅の領域に対応した撮像画面上の領域に含まれる各色画像信号の画素データの抽出範囲に比べて小さくし、かつ画像表示装置の画面の各領域に対応した撮像画面上の領域に含まれる各色画像信号の画素データの抽出範囲の中心を、中央および四隅の領域に対応した撮像画面上に含まれる各色画像信号の画素データの抽出範囲の中心に比べて外側に持っていく、ようにされてもよい。
この場合、領域(補正ポイント)毎に、使用すべき画素データの抽出範囲が限定される。したがって、撮像画面上における画像表示装置の矩形画面に対応した部分(画面撮像部分)が撮像装置(カメラ)のレンズ等の歪みにより上下、左右にタル型に膨らんだ状態となっていても、各領域の補正データを算出する場合、隣接する領域の画素データの使用を抑制でき、各領域に対応した補正データの算出精度を高めることができる。
また、この発明は、例えば、画像認識部は、画表示装置の画面の各領域のうち、撮像装置で撮像された画面部分の中央に対応した領域が撮像画面上でどの位置に対応するかをさらに認識し、中央および四隅の位置認識結果に基づいて、画像表示装置の画面の各領域と撮像画面上の位置との対応関係を認識し、画像認識部は、画像表示装置の画面の各領域のうち、撮像装置で撮像された画面部分の四辺中央に対応した領域が撮像画面上でどの位置に対応するかをさらに認識し、補正データ算出部は、画像認識部による四辺中央の位置認識結果に基づいて、中央および四隅の位置認識結果により推測された画像表示装置の画面の各領域に対応した撮像画面上の領域のずれ量を算出し、補正データ算出部は、画像表示装置の画面の各領域に対応した補正データを算出する処理を行うときに、中央および四隅の位置認識結果により推測された各領域に対応した撮像画面上の領域を上述の算出したずれ量だけ移動し、この移動した領域に含まれる各色画像信号の画素データを用いる、ようにされてもよい。
この場合、画像表示装置の画面の各領域に対応した補正データを算出する際に、中央および四隅の位置認識結果により推測された各領域が、予め四辺中央の位置認識結果に基づいて算出された本来の領域とのずれ量だけ移動されて用いられる。そのため、各領域の補正データは、当該各領域に対応した各色画像信号の画素データだけを用いて算出されるため、各領域に対応した補正データの算出精度を高めることができる。
この発明によれば、画像表示装置の画面の各領域のうち、撮像装置で撮像された画面部分の四隅に対応した領域がこの画面を撮像して得られた撮像画面上のどの位置に対応しているかを、当該四隅に対応した領域が強調されて得られた撮像画像信号に基づいて認識するものであり、画像表示装置の画面の各領域と撮像画面上の位置との対応関係を良好に認識できる。
以下、発明を実施するための最良の形態(以下、「実施の形態」とする)について説明する。
[色むら補正システムの構成例]
図1は、実施の形態としての色むら補正システム100の構成例を示している。この色むら補正システム100は、画像表示装置としての液晶プロジェクタ200と、撮像装置としてのカメラ300と、補正データ設定装置としてのパーソナルコンピュータ(PC)400により構成されている。
この色むら補正システム100では、液晶プロジェクタ200によりスクリーン250に投写される画面の色むらを補正するために、スクリーン250に投写された画面がカメラ300により撮像される。カメラ300で得られた赤、緑、青の色画像信号はPC400に供給される。なお、図1は前面投射型のプロジェクタの例を示し、カメラ300は左側からスクリーン250を撮像しているが、背面投射型のプロジェクタ(リアプロジェクタ)の場合、カメラ300は右側からスクリーン250を撮像する状態となる。
PC400では、撮像画像信号が処理されて、液晶プロジェクタ200の画面の補正ポイント毎に、液晶プロジェクタ200における赤、緑、青の色画像信号の補正データが生成される。この場合、液晶プロジェクタ200における赤、緑、青の色画像信号の複数段階の信号レベルに対応して、各補正ポイントの補正データが生成される。ここで、補正ポイントは、液晶表示装置200の画面が複数個に分割されて得られた各領域を意味している。
PC400で生成された補正データは、液晶プロジェクタ200の図示しない色むら補正回路に設定される。この色むら補正回路では、設定された補正データに基づいて、赤、緑、青の色画像信号のレベル変換処理が行われる。このレベル変換処理により、スクリーン250に表示される画面の色むらが補正される。
[液晶プロジェクタの構成例]
液晶プロジェクタ200の構成例について説明する。最初に、液晶プロジェクタ200の回路系を説明する。図2は、液晶プロジェクタ200の回路系の構成例を示している。
液晶プロジェクタ200は、制御部201と、ユーザ操作部202を有している。また、液晶プロジェクタ200は、信号入力端子203R,203G,203Bと、映像処理回路204R,204G,204Bと、色むら補正回路205R,205G,205Bと、ガンマ補正回路206R,206G,206Bを有している。また、液晶プロジェクタ200は、パネルドライバ207R,207G,207Bと、液晶パネル208R,208G,208Bを有している。ここで、液晶パネル208Rは赤色画像用の液晶パネルであり、液晶パネル208Gは緑色画像用の液晶パネルであり、液晶パネル208Bは青色画像用の液晶パネルである。
制御部201は、回路系の各部の動作を制御する。制御部201は、CPU201a、ROM201bおよびRAM201cを備えている。CPU201aは、ROM201bから読み出したソフトウェアやデータをRAM201c上に展開してソフトウェアを起動し、回路系の各部を制御する。ユーザ操作部202は、ユーザインタフェースを構成し、制御部201に接続されている。ユーザ操作部202は、液晶プロジェクタ200の図示しない筐体に配置されたキー、釦、ダイアル、あるいはリモコン等で構成される。
信号入力端子203R,203G,203Bは、それぞれ、赤(R)、緑(G)、青(B)の色画像信号が入力される端子である。映像処理回路204R,204G,204Bは、それぞれ、信号入力端子203R,203G,203Bに入力された各色画像信号に対して、ピクチャーコントロール処理、スケーリング処理、ノイズリダクション処理等の処理を行う。ここで、ピクチャーコントロールには、例えばコントラスト、ブライトネス、カラーのコントロールが含まれる。
色むら補正回路205R,205G,205Bは、それぞれ、映像処理回路204R,204G,204Bから出力される各色画像信号に対して、色むら補正処理を行う。各色むら補正回路は、図3に示すように、画面を水平方向(X方向)および垂直方向(Y方向)に一定間隔で区切って得られた領域(補正ポイント)毎に、複数の信号レベルに対応した補正データを、ルックアップテーブル(LUT)に保持している。この場合、ルックアップテーブルは、X方向およびY方向に一定間隔毎の座表位置の補正データのみを保持している。
各色むら補正回路は、ルックアップテーブルに保持されている補正データを用いて、水平方向、垂直方向および信号レベル方向の3次元の補間演算により、入力色画像信号に対応した補正データを生成する。この補間演算は、例えば、スプライン(Sprine)関数等を用いて行われる。そして、各色むら補正回路は、入力色画像信号に、補間演算で生成した補正データを付加して、色むら補正がされた出力色画像信号を得る。
ガンマ補正回路206R,206G,206Bは、それぞれ、色むら補正回路205R,205G,205Bから出力される各色画像信号に対して、ガンマ補正を行う。すなわち、各ガンマ補正回路は、入力色画像信号に対して、液晶パネルが有するガンマ特性とは逆の特性でガンマ変換処理を行って、出力色画像信号を得る。
パネルドライバ207R,207G,207Bは、それぞれ、ガンマ補正回路206R,206G,206Bから出力される各色画像信号に基づいて、液晶パネル208R,208G,208を駆動し、赤、緑、青の色画像を表示する。
図2に示す液晶プロジェクタ200の回路系の動作を説明する。信号入力端子203R,203G,203Bにはそれぞれ赤(R)、緑(G)、青(B)の色画像信号が入力され、各色画像信号は映像処理回路204R,204G,204Bに入力される。映像処理回路204R,204G,204Bでは、それぞれ、各色画像信号に対して、ピクチャーコントロール処理、スケーリング処理、ノイズリダクション処理等の処理が行われる。
映像処理回路204R,204G,204Bから出力される各色画像信号は、色むら補正回路205R,205G,205Bに供給される。色むら補正回路205R,205G,205Bでは、それぞれ、各色画像信号に対して、ルックアップテーブルに保持されている補正データに基づいて、色むら補正が行われる。この場合、各色むら補正回路では、ルックアップテーブルに保持されている補正データ(図3参照)に基づいて入力色画像信号に対応した補正データがリアルタイムで補間演算され、当該補正データが入力色画像信号に付加される。
色むら補正回路205R,205G,205Bから出力される各色画像信号は、ガンマ補正回路206R,206G,206に供給される。ガンマ補正回路206R,206G,206Bでは、それぞれ、各色画像信号に対してガンマ補正が行われる。ガンマ補正回路お206R,206G,206Bから出力される各色画像信号は、パネルドライバ207R,207G,207Bに供給される。
パネルドライバ207R,207G,207Bでは、それぞれ、ガンマ補正回路206R,206G,206から出力される各色画像信号に基づいて、液晶パネル208R,208G,208Bが駆動される。これにより、液晶パネル208R,208G,208Bには、信号入力端子203R,203G,203Bに入力された赤、緑、青の色画像信号に係る赤、緑、青の色画像が表示される。
次に、液晶プロジェクタ200の光学系を説明する。図4は、液晶プロジェクタ200の光学系の構成例を示している。図4において、光源251から発せられる白色光は、第1のビームスプリッタ252で特定の色成分、例えば一番波長の短いB(青)の光成分のみが透過し、残りの色の光成分は反射される。第1のビームスプリッタ252を透過したBの光成分は、ミラー253で光路が変更され、レンズ254を通して、青色画像用の液晶パネル208Bに照射される。
第1のビームスプリッタ252で反射された光成分については、第2のビームスプリッタ255で例えばG(緑)の光成分が反射され、R(赤)の光成分が透過する。第2のビームスプリッタ255で反射されたGの光成分は、レンズ256を通して、緑色画像用の液晶パネル208Gに照射される。第2のビームスプリッタ255を透過したRの光成分は、ミラー257,258で光路が変更され、レンズ259を通して、赤色画像用の液晶パネル208Rに照射される。
液晶パネル208R,208G,208Bを経たR,G,Bの各光は、クロスプリズム260で光合成される。そして、このクロスプリズム260から出射される合成光は、投射プリズム261によってスクリーン250に投射される。これにより、液晶パネル208R〜208Bの画面がスクリーン250に投写され、このスクリーン250にカラー画像が表示される。
[PC(パーソナルコンピュータ)の機能]
PC400は補正データ設定装置として機能する。PC400は、図5に示すように、機能ブロックとして、カメラコントロールブロック410と、画像認識ブロック420と、設定値算出ブロック430と、画像表示装置コントロールブロック440を有している。
カメラコントロールブロック410は、カメラ300から、スクリーン250(図1参照)上の画面を撮像して得られた赤(R)、緑(G)、青(B)の色画像信号を取得する。画像認識ブロック420は、カメラコントロールブロック410で取得された各色画像信号を処理して、液晶プロジェクタ200の画面の各補正ポイントと撮像画面上の位置との対応関係を認識する。
画像認識ブロック420は、まず、カメラコントロールブロック410で取得された各色画像信号を処理して、R,G,Bの撮像画像から、画像表示装置(液晶プロジェクタ200)の表示状況を認識する。この表示状況の認識には、上下反転、左右反転等の状況認識と、四隅の認識が含まれる。
画像認識ブロック420は、四隅認識処理を行う。すなわち、画像認識ブロック420は、液晶プロジェクタ200の画面の各補正ポイントのうち、カメラ300で撮像された画面部分の四隅の補正ポイントが、撮像画面上でどの位置に対応しているかを認識する。ここで、液晶プロジェクタ200の画面とは、液晶パネル上の画面を意味している。
画像認識ブロック420において上述の四隅認識処理を行う際、画像表示装置コントロールブロック440は、色むら補正回路205R,205G,205BのLUTに設定される上述の四隅の補正ポイントに対応した補正データを、当該補正ポイントを強調するためのデータに変更する。
ここで、補正ポイントを強調するためのデータは、例えば、周辺の補正ポイントの補正データの平均に基づいて決定される。例えば、赤(R)、緑(G)、青(B)の色画像信号の補正データがそれぞれ+127から−128の範囲で調整可能であるとする。例えば、周辺の補正ポイントの赤、緑、青の色画像信号の補正データの平均がR:20、G:−10、B:30であるとき、強調するための補正データはR:−128、G:127、B:−128とされる。
上述したように四隅の補正ポイントの補正データが当該補正ポイントを強調するためのデータに変更された場合、液晶プロジェクタ200の画面の四隅の補正ポイントの領域は、図6(b)に示すように、周辺の補正ポイントとは明瞭に区別される色状態となる。画像認識ブロック420は、四隅認識処理では、カメラコントロールブロック410で取得された各色画像信号を処理して、撮像画面上から上述したように強調された部分を抽出する。
なお、画像認識ブロック420は、四隅の補正ポイントに対応した撮像画面上の位置を一斉に認識するのではなく、例えば、左上→右上→左下→右下のように、順番に認識していく。そのため、上述した四隅の補正ポイントを強調するための補正データの変更についても順に行われていく。
ところで、液晶プロジェクタ200の画面が、スクリーン250に対して、左右あるいは上下、さらにはそれらの双方に反転されて表示されていることがある。このような反転状況、つまり撮像画面の反転状況が分からない場合、画像認識ブロック420が上述したように強調位置を探すことで四隅のうち所定の隅の補正ポイントに対応した撮像画面上の位置を認識する際に、その探索範囲を絞ることができない。
そこで、この実施の形態において、画像認識ブロック420は、上述の四隅認識処理を行う前に、以下の上下反転、左右反転等の状況認識処理を行う。すなわち、画像認識ブロック420は、カメラコントロールブロック410で取得された各色画像信号を処理して、第1の補正ポイントおよび第2の補正ポイントが撮像画面上でどの位置に位置するかを認識する。第1の補正ポイントは液晶プロジェクタ200の画面の中央に位置する補正ポイントとされ、第2の補正ポイントは、この第1の補正ポイントに対して上下および左右の双方向にずれた位置の補正ポイントとされる。
この認識処理を行う際、上述の四隅認識処理の場合と同様に、画像表示装置コントロールブロック440は、色むら補正回路205R,205G,205BのLUTに設定すべき補正データを、当該補正ポイントを強調するためのデータに変更する。
上述したように第1、第2の補正ポイントの補正データが当該補正ポイントを強調するためのデータに変更された場合、液晶プロジェクタ200の画面の当該第1、第2の補正ポイントの領域は、図6(a)に示すように、周辺の補正ポイントとは明瞭に区別される色状態となる。なお、図6(a)は、第2の補正ポイントとして第1の補正ポイントに対して左上に位置する補正ポイントを選択した場合の例である。
画像認識ブロック420は、第1の補正ポイントおよび第2の補正ポイントが撮像画面上でどの位置に位置するかを認識することで、撮像画面の反転状況を判別できる。例えば、第1の補正ポイントに対して第2の補正ポイントが左上に位置する場合を考える。
この場合、撮像画面上で第2の補正ポイントに対応した位置が第1の補正ポイントに対応した位置の左上にあった場合、画像認識ブロック420は、上下左右の反転はないと判別する。また、この場合、撮像画面上で第2の補正ポイントに対応した位置が第1の補正ポイントに対応した位置の左下にあった場合、上下の反転のみあると判別する。
また、この場合、撮像画面上で第2の補正ポイントに対応した位置が第1の補正ポイントに対応した位置の右上にあった場合、左右の反転のみあると判別する。さらに、この場合、この場合、撮像画面上で第2の補正ポイントに対応した位置が第1の補正ポイントに対応した位置の右下にあった場合、上下左右の反転があると判別する。
画像認識ブロック420は、撮像画面が左右、上下に反転している場合、画像変換処理を行って撮像画面を通常表示の状態とし、その後に、上述の四隅認識処理を行う。このように撮像画面を通常表示の状態とすることで、例えば、四隅のうち所定の隅に対応した領域が撮像画面上でどの位置に対応しているかを上述したように強調位置を探すことで行う場合、その探索範囲を絞ることができ、処理が容易となる。
ところで、液晶プロジェクタ200においては、液晶パネル上の画面の周辺がスクリーンからはみ出すように投写されることがある。また、例えば、液晶パネル上の画面の全てがスクリーンに投写されたとしても、スクリーン250上に配置された暗幕部により、左右の部分が欠けて表示されることがある。したがって、カメラ300で撮像された画面部分は、必ずしも、液晶プロジェクタ200の画面全体に対応したものとはならない。
そこで、画像認識ブロック420は、以下のような第1の処理および第2の処理により、カメラ300で撮像された画面部分の隅に対応した補正ポイントが、撮像画面上でどの位置に対応しているかを認識する。すなわち、画像認識ブロック420は、まず、液晶プロジェクタ200の画面の隅に対応した第1の補正ポイントが撮像画面上でどの位置に対応しているかを認識する第1の処理を行う。
そして、画像認識ブロック420は、第1の処理で第1の補正ポイントが撮像画面上のどの位置に対応しているかを認識できなかったとき、第1の補正ポイントの近傍の補正ポイントが撮像画面上でどの位置に対応しているかを認識する第2の処理を行う。これにより、カメラ300で撮像された画面部分が液晶プロジェクタ200の画面全体に対応していなくても、カメラ300で撮像された画面部分の四隅に対応した補正ポイントが撮像画面上のどの位置に対応しているかを認識可能となる。
ここで、液晶プロジェクタ200が例えばリアプロジェクタであり、スクリーン250の左右に暗幕部があって、左右の部分が欠けて表示される場合を例にとって説明する。図7(a)〜(c)は、撮像画面上に存在するスクリーン250に対応した画像(スクリーン画像)を示している。
図7(a)は、上述の第1の処理で、液晶プロジェクタ200の画面の隅に対応した第1の補正ポイントの認識を行う場合のスクリーン画像を示している。この場合、第1の補正ポイントは強調されるが、暗幕部により覆われているので、画像認識ブロック420は、強調部分、つまり第1の補正ポイントに対応した撮像画面上の位置を認識できない。
そこで、画像認識ブロック420は、第2の処理を行う。この場合、認識すべき第2の補正ポイントを第1の補正ポイントから画面中心方向に順次ずらしていく。図7(b)は、第2の補正ポイントが暗幕部で覆われない位置までずらしていった場合のスクリーン画像を示している。この場合、画像認識ブロック420は、強調部分、つまり第2の補正ポイントに対応した撮像画面上の位置を認識できる。その後、第2の補正ポイントを、図7(c)に示すように、スクリーン250に実際に表示されている画面部分の隅まで移動させていき、その補正ポイントに対応した撮像画面上の位置を認識する。この四隅認識処理の詳細についてはさらに後述する。
画像認識ブロック420は、上述の四隅認識処理によって、カメラ300で撮像された画面部分の四隅に対応した補正ポイントに対応した撮像画面上の位置を認識できる。そして、画像認識ブロック420は、その認識結果に基づいて、R,G,Bの撮像画像を液晶プロジェクタ200の画面の各補正ポイントに対しマッピングすることで、液晶プロジェクタ200の画面の各補正ポイントと撮像画面上の位置との対応関係を認識する。
そのため、画像認識ブロック420は、液晶プロジェクタ200の画面の上述の四隅および中央の補正ポイントとそれに対応した撮像画面上の位置との対応関係を用いて、撮像画面上における液晶プロジェクタ200の画面部分の形状が液晶プロジェクタ200における元々の画面の形状に合致するように、R,G,Bの撮像画像に対して画像変換処理を行う。図8(a)は変換前の画像例、図8(b)は変換後の画像例を示している。
設定値算出ブロック430は、補正データの設定時には、画像認識ブロック420で得られたマッピング結果を用いて、液晶プロジェクタ200の画面の各補正ポイントの補正データを算出する。なお、この補正データの設定時には、画像表示装置コントロールブロック440は、液晶プロジェクタ200が色合わせのための内蔵パターン表示、つまり、グレーあるいは白の画面表示を行うように制御する。つまり、画像表示装置コントロールブロック440は、所定の信号レベルに対応した補正データの算出時には、映像処理回路204R,204G,204Bから色むら補正回路205R,205G,205Bには、当該所定の信号レベルの赤(R)、緑(G)、青(B)の色画像信号を供給する。
設定値算出ブロック430は、例えば、液晶プロジェクタ200の画面の各補正ポイントにおける赤(R)の色画像信号に対する補正データを求める場合、以下の処理を行う。まず、設定値算出ブロック430は、画像認識ブロック420で得られたマッピング結果を用いて、補正ポイント毎に、赤色画像信号を構成する複数の画素信号のうち、対応する複数の画素信号の平均値を求めて、目標値との差を取得する。次に、設定値算出ブロック430は、補正ポイント毎に、目標値との差から補正機能に対する値(補正データ)を推測する。
設定値算出ブロック430は、例えば、液晶プロジェクタ200の画面の各補正ポイントにおける緑(G)および青(B)の色画像信号に対する補正データを求める場合も、上述の赤(R)の色画像信号に対する補正データを求める場合と同様に行う。設定値算出ブロック430は、複数の信号レベルに対応した補正データを、上述したと同様にして算出する。
画像表示装置コントロールブロック440は、補正データの設定時には、上述したように設定値算出ブロック430で算出された各色画像信号に対する補正データを、色むら補正回路205R,205G,205Bのルックアップテーブル(LUT)に設定する。また、画像表示装置コントロールブロック440は、上述の四隅認識処理時等の場合には、強調すべき補正ポイントの補正データを、一時的に、当該補正ポイントを強調するためのデータに変更する。また、画像表示装置コントロールブロック440は、補正データ設定時には、上述したように、液晶プロジェクタ200が色合わせのための内蔵パターン表示、つまり、グレーあるいは白の画面表示を行うように制御する。
[四隅認識処理の具体例]
以下、液晶プロジェクタ200の画面の各補正ポイントのうち、カメラ300で撮像された画面部分の四隅の補正ポイントに対応した撮像画面上の位置を認識する処理の具体例について説明する。ここでは、図9に示すように、液晶プロジェクタ200の画面が水平および垂直の双方向に10分割されており、1〜100までの補正ポイント(領域)が存在する場合について説明する。
図10のフローチャートは、PC400における四隅確認処理の処理手順の一例を示している。
まず、PC400は、ステップST1において、処理を開始し、その後に、ステップST2の処理に移る。このステップST2において、PC400は、上下反転、左右反転等の状況認識を行う。PC400は、撮像画面が上下、左右に反転している場合、画像変換処理を行って撮像画面を通常表示の状態とする。
次に、PC400は、ステップST3において、左上補正ポイントの位置認識の処理を行う。そして、PC400は、ステップST4において、位置認識ができたか否かを判断する。位置認識ができなかった場合には、PC400は、ステップST5において、表示部にエラー表示を行い、その後、ステップST6において、処理を終了する。
ステップST4で位置認識ができた場合、PC400は、ステップST7の処理に移る。このステップST7において、PC400は、右上補正ポイントの位置認識の処理を行う。そして、PC400は、ステップST8において、位置認識ができたか否かを判断する。位置認識ができなかった場合には、PC400は、ステップST5において、表示部にエラー表示を行い、その後、ステップST6において、処理を終了する。
ステップST8で位置認識ができた場合、PC400は、ステップST9の処理に移る。このステップST9において、PC400は、左下補正ポイントの位置認識の処理を行う。そして、PC400は、ステップST10において、位置認識ができたか否かを判断する。位置認識ができなかった場合には、PC400は、ステップST5において、表示部にエラー表示を行い、その後、ステップST6において、処理を終了する。
ステップST10で位置認識ができた場合、PC400は、ステップST11の処理に移る。このステップST11において、PC400は、右下補正ポイントの位置認識の処理を行う。そして、PC400は、ステップST12において、位置認識ができたか否かを判断する。位置認識ができなかった場合には、PC400は、ステップST5において、表示部にエラー表示を行い、その後、ステップST6において、処理を終了する。位置確認ができた場合には、PC400は、ステップST6において、処理を終了する。
図11、図12のフローチャートは、PC400における、左上の補正ポイント認識処理(図10のステップST3の処理に対応)の処理手順の一例を示している。
まず、PC400は、ステップST21において処理を開始し、その後に、ステップST22の処理に移る。このステップST22において、PC400は、補正ポイント1に対し、強調するデータをセットする。
次に、PC400は、ステップST23において、カメラ300から撮像画像(撮像画像信号)を取得する。そして、PC400は、ステップST24において、撮像画像から補正ポイントが認識できたか否かを判断する。補正ポイントが認識できなかったとき、PC400は、ステップST25の処理に移る。
このステップST25において、PC400は、強調したデータを強調前に戻し、現在の補正ポイントに対し、11を足したポイントへ移動する。この場合、補正ポイントは、図9に矢印で示すように、画面のセンター方向に移動する。そして、PC400は、ステップST26において、補正ポイントは45以下であるか否かを判断する。補正ポイントが45以下にあるとき、補正ポイントは未だ左上の面に存在するので、PC400は、ステップST27において、補正ポイントに対し、強調するデータをセットし、その後に、上述のステップST23の処理に戻る。
ステップST26で補正ポイントが45以下でないとき、補正ポイントは左上の面にないので、PC400は、ステップST28において、左上補正ポイントの位置検出エラーとし、その後、ステップST29において、処理を終了する。
上述のステップST24で補正ポイントを認識できたとき、PC400は、ステップST30において、強調したデータを強調前に戻し、現在の補正ポイントに対し、1を引いたポイントへ移動する。この場合、左端のポイントを判断するため、左方向に1ずらした補正ポイントに移動される。そして、PC400は、ステップST31において、補正ポイントを10で割った余りが1以上5以下であるか否かを判断する。
余りが1以上5以下であるときには、補正ポイントは左上の面に存在するので、PC400は、ステップST32において、補正ポイントに対し、強調するデータをセットし、ステップST33でカメラ300から撮像画像(撮像画像信号)を取得する。そして、PC400は、ステップST34において、撮像画像から補正ポイントが認識できたか否かを判断する。補正ポイントが認識できたとき、PC400は、ステップST30の処理に戻り、強調したデータを強調前に戻し、現在の補正ポイントに対し、1を引いたポイントへ移動する。
ステップST34で補正ポイントが認識できなかったとき、移動前の補正ポイントが左端のポイントであったことを意味し、PC400は、ステップST35の処理に移る。このステップST35において、PC400は、強調したデータを強調前に戻し、ステップST36において、現在の補正ポイントに対し、1を足したポイント、つまり左端のポイントへ移動する。
次に、PC400は、ステップST37において、現在の補正ポイントに対し、10を引いたポイントへ移動する。この場合、上端のポイントを判断するため、上方向に1ずらした補正ポイントに移動される。そして、PC400は、ステップST38において、補正ポイントが1以上であるか否かを判断する。
補正ポイントが1以上であるとき、補正ポイントは左上の面に存在するので、PC400は、ステップST39において、補正ポイントに対し、強調するデータをセットし、ステップST40でカメラ300から撮像画像(撮像画像信号)を取得する。そして、PC400は、ステップST41において、撮像画像から補正ポイントが認識できたか否かを判断する。補正ポイントが認識できたとき、PC400は、ステップST42において、強調したデータを強調前に戻し、その後に、ステップST37の処理に戻り、現在の補正ポイントに対し、10を引いたポイントへ移動する。
ステップST41で補正ポイントが認識できなかったとき、移動前の補正ポイントが上端のポイントであったことを意味し、PC400は、ステップST43において、強調したデータを強調前に戻し、その後に、ステップST44の処理に移る。上述のステップST38で補正ポイントが1以上でないとき、移動前の補正ポイントが上端のポイントであったことを意味し、PC400は、直ちに、ステップST44の処理に移る。
このステップST44において、PC400は、現在の補正ポイントに対し、10を足したポイントを左上の補正ポイントとする。この場合、この左上の補正ポイントの画像認識位置が、当該左上の補正ポイントに対応した撮像画面上の位置となる。PC400は、ステップST44の処理の後、ステップST29において、処理を終了する。
図13、図14のフローチャートは、PC400における、右上の補正ポイント認識処理(図10のステップST7の処理に対応)の処理手順の一例を示している。
まず、PC400は、ステップST51において処理を開始し、その後に、ステップST52の処理に移る。このステップST52において、PC400は、補正ポイント10に対し、強調するデータをセットする。
次に、PC400は、ステップST53において、カメラ300から撮像画像(撮像画像信号)を取得する。そして、PC400は、ステップST54において、撮像画像から補正ポイントが認識できたか否かを判断する。補正ポイントが認識できなかったとき、PC400は、ステップST55の処理に移る。
このステップST55において、PC400は、強調したデータを強調前に戻し、現在の補正ポイントに対し、9を足したポイントへ移動する。この場合、補正ポイントは、画面のセンター方向に移動する。そして、PC400は、ステップST56において、補正ポイントは50以下であるか否かを判断する。補正ポイントが50以下にあるとき、補正ポイントは未だ右上の面に存在するので、PC400は、ステップST57において、補正ポイントに対し、強調するデータをセットし、その後に、上述のステップST53の処理に戻る。
ステップST56で補正ポイントが50以下でないとき、補正ポイントは右上の面にないので、PC400は、ステップST58において、右上補正ポイントの位置検出エラーとし、その後、ステップST59において、処理を終了する。
上述のステップST54で補正ポイントを認識できたとき、PC400は、ステップST60において、強調したデータを強調前に戻し、現在の補正ポイントに対し、1を足したポイントへ移動する。この場合、右端のポイントを判断するため、右方向に1ずらした補正ポイントに移動される。そして、PC400は、ステップST61において、補正ポイントを10で割った余りが1以上5以下であるか否かを判断する。
余りが1以上5以下でないときには、補正ポイントは右上の面に存在するので、PC400は、ステップST62において、補正ポイントに対し、強調するデータをセットし、ステップST63でカメラ300から撮像画像(撮像画像信号)を取得する。そして、PC400は、ステップST64において、撮像画像から補正ポイントが認識できたか否かを判断する。補正ポイントが認識できたとき、PC400は、ステップST60の処理に戻り、強調したデータを強調前に戻し、現在の補正ポイントに対し、1を足したポイントへ移動する。
ステップST64で補正ポイントが認識できなかったとき、移動前の補正ポイントが右端のポイントであったことを意味し、PC400は、ステップST65の処理に移る。このステップST65において、PC400は、強調したデータを強調前に戻し、ステップST66において、現在の補正ポイントに対し、1を引いたポイント、つまり右端のポイントへ移動する。
次に、PC400は、ステップST67において、現在の補正ポイントに対し、10を引いたポイントへ移動する。この場合、上端のポイントを判断するため、上方向に1ずらした補正ポイントに移動される。そして、PC400は、ステップST68において、補正ポイントが6以上であるか否かを判断する。
補正ポイントが6以上であるとき、補正ポイントは右上の面に存在するので、PC400は、ステップST69において、補正ポイントに対し、強調するデータをセットし、ステップST70でカメラ300から撮像画像(撮像画像信号)を取得する。そして、PC400は、ステップST71において、撮像画像から補正ポイントが認識できたか否かを判断する。補正ポイントが認識できたとき、PC400は、ステップST72において、強調したデータを強調前に戻し、その後に、ステップST67の処理に戻り、現在の補正ポイントに対し、10を引いたポイントへ移動する。
ステップST71で補正ポイントが認識できなかったとき、移動前の補正ポイントが上端のポイントであったことを意味し、PC400は、ステップST73において、強調したデータを強調前に戻し、その後に、ステップST74の処理に移る。上述のステップST68で補正ポイントが6以上でないとき、移動前の補正ポイントが上端のポイントであったことを意味し、PC400は、直ちに、ステップST74の処理に移る。
このステップST74において、PC400は、現在の補正ポイントに対し、10を足したポイントを右上の補正ポイントとする。この場合、この右上の補正ポイントの画像認識位置が、当該右上の補正ポイントに対応した撮像画面上の位置となる。PC400は、ステップST74の処理の後、ステップST59において、処理を終了する。
図15、図16のフローチャートは、PC400における、左下の補正ポイント認識処理(図10のステップST9の処理に対応)の処理手順の一例を示している。
まず、PC400は、ステップST81において処理を開始し、その後に、ステップST82の処理に移る。このステップST82において、PC400は、補正ポイント91に対し、強調するデータをセットする。
次に、PC400は、ステップST83において、カメラ300から撮像画像(撮像画像信号)を取得する。そして、PC400は、ステップST84において、撮像画像から補正ポイントが認識できたか否かを判断する。補正ポイントが認識できなかったとき、PC400は、ステップST85の処理に移る。
このステップST85において、PC400は、強調したデータを強調前に戻し、現在の補正ポイントに対し、9を引いたポイントへ移動する。この場合、補正ポイントは、画面のセンター方向に移動する。そして、PC400は、ステップST86において、補正ポイントは51以上であるか否かを判断する。補正ポイントが51以上にあるとき、補正ポイントは未だ左下の面に存在するので、PC400は、ステップST87において、補正ポイントに対し、強調するデータをセットし、その後に、上述のステップST83の処理に戻る。
ステップST86で補正ポイントが51以上でないとき、補正ポイントは左下の面にないので、PC400は、ステップST88において、左下補正ポイントの位置検出エラーとし、その後、ステップST89において、処理を終了する。
上述のステップST84で補正ポイントを認識できたとき、PC400は、ステップST90において、強調したデータを強調前に戻し、現在の補正ポイントに対し、1を引いたポイントへ移動する。この場合、左端のポイントを判断するため、左方向に1ずらした補正ポイントに移動される。そして、PC400は、ステップST91において、補正ポイントを10で割った余りが1以上5以下であるか否かを判断する。
余りが1以上5以下であるときには、補正ポイントは左下の面に存在するので、PC400は、ステップST92において、補正ポイントに対し、強調するデータをセットし、ステップST93でカメラ300から撮像画像(撮像画像信号)を取得する。そして、PC400は、ステップST94において、撮像画像から補正ポイントが認識できたか否かを判断する。補正ポイントが認識できたとき、PC400は、ステップST90の処理に戻り、強調したデータを強調前に戻し、現在の補正ポイントに対し、1を引いたポイントへ移動する。
ステップST94で補正ポイントが認識できなかったとき、移動前の補正ポイントが左端のポイントであったことを意味し、PC400は、ステップST95の処理に移る。このステップST95において、PC400は、強調したデータを強調前に戻し、ステップST96において、現在の補正ポイントに対し、1を足したポイント、つまり左端のポイントへ移動する。
次に、PC400は、ステップST97において、現在の補正ポイントに対し、10を足したポイントへ移動する。この場合、下端のポイントを判断するため、下方向に1ずらした補正ポイントに移動される。そして、PC400は、ステップST98において、補正ポイントが95以下であるか否かを判断する。
補正ポイントが95以下であるとき、補正ポイントは左下の面に存在するので、PC400は、ステップST99において、補正ポイントに対し、強調するデータをセットし、ステップST100でカメラ300から撮像画像(撮像画像信号)を取得する。そして、PC400は、ステップST101において、撮像画像から補正ポイントが認識できたか否かを判断する。補正ポイントが認識できたとき、PC400は、ステップST102において、強調したデータを強調前に戻し、その後に、ステップST97の処理に戻り、現在の補正ポイントに対し、10を足したポイントへ移動する。
ステップST101で補正ポイントが認識できなかったとき、移動前の補正ポイントが下端のポイントであったことを意味し、PC400は、ステップST103において、強調したデータを強調前に戻し、その後に、ステップST104の処理に移る。上述のステップST98で補正ポイントが95以下でないとき、移動前の補正ポイントが上端のポイントであったことを意味し、PC400は、直ちに、ステップST104の処理に移る。
このステップST104において、PC400は、現在の補正ポイントに対し、10を引いたポイントを左下の補正ポイントとする。この場合、この左下の補正ポイントの画像認識位置が、当該左下の補正ポイントに対応した撮像画面上の位置となる。PC400は、ステップST104の処理の後、ステップST89において、処理を終了する。
図17、図18のフローチャートは、PC400における、右下の補正ポイント認識処理(図10のステップST11の処理に対応)の処理手順の一例を示している。
まず、PC400は、ステップST111において処理を開始し、その後に、ステップST112の処理に移る。このステップST112において、PC400は、補正ポイント100に対し、強調するデータをセットする。
次に、PC400は、ステップST113において、カメラ300から撮像画像(撮像画像信号)を取得する。そして、PC400は、ステップST114において、撮像画像から補正ポイントが認識できたか否かを判断する。補正ポイントが認識できなかったとき、PC400は、ステップST115の処理に移る。
このステップST115において、PC400は、強調したデータを強調前に戻し、現在の補正ポイントに対し、11を引いたポイントへ移動する。この場合、補正ポイントは、画面のセンター方向に移動する。そして、PC400は、ステップST116において、補正ポイントは56以上であるか否かを判断する。補正ポイントが56以上にあるとき、補正ポイントは未だ右下の面に存在するので、PC400は、ステップST117において、補正ポイントに対し、強調するデータをセットし、その後に、上述のステップST113の処理に戻る。
ステップST116で補正ポイントが56以上でないとき、補正ポイントは右下の面にないので、PC400は、ステップST118において、右下補正ポイントの位置検出エラーとし、その後、ステップST119において、処理を終了する。
上述のステップST114で補正ポイントを認識できたとき、PC400は、ステップST120において、強調したデータを強調前に戻し、現在の補正ポイントに対し、1を足したポイントへ移動する。この場合、右端のポイントを判断するため、右方向に1ずらした補正ポイントに移動される。そして、PC400は、ステップST121において、補正ポイントを10で割った余りが1以上5以下であるか否かを判断する。
余りが1以上5以下でないときには、補正ポイントは右下の面に存在するので、PC400は、ステップST122において、補正ポイントに対し、強調するデータをセットし、ステップST123でカメラ300から撮像画像(撮像画像信号)を取得する。そして、PC400は、ステップST124において、撮像画像から補正ポイントが認識できたか否かを判断する。補正ポイントが認識できたとき、PC400は、ステップST120の処理に戻り、強調したデータを強調前に戻し、現在の補正ポイントに対し、1を足したポイントへ移動する。
ステップST124で補正ポイントが認識できなかったとき、移動前の補正ポイントが右端のポイントであったことを意味し、PC400は、ステップST125の処理に移る。このステップST125において、PC400は、強調したデータを強調前に戻し、ステップST126において、現在の補正ポイントに対し、1を引いたポイント、つまり右端のポイントへ移動する。
次に、PC400は、ステップST127において、現在の補正ポイントに対し、10を足したポイントへ移動する。この場合、下端のポイントを判断するため、下方向に1ずらした補正ポイントに移動される。そして、PC400は、ステップST128において、補正ポイントが100以下であるか否かを判断する。
補正ポイントが100以下であるとき、補正ポイントは右下の面に存在するので、PC400は、ステップST129において、補正ポイントに対し、強調するデータをセットし、ステップST130でカメラ300から撮像画像(撮像画像信号)を取得する。そして、PC400は、ステップST131において、撮像画像から補正ポイントが認識できたか否かを判断する。補正ポイントが認識できたとき、PC400は、ステップST132において、強調したデータを強調前に戻し、その後に、ステップST127の処理に戻り、現在の補正ポイントに対し、10を足したポイントへ移動する。
ステップST131で補正ポイントが認識できなかったとき、移動前の補正ポイントが下端のポイントであったことを意味し、PC400は、ステップST133において、強調したデータを強調前に戻し、その後に、ステップST134の処理に移る。上述のステップST128で補正ポイントが100以下でないとき、移動前の補正ポイントが上端のポイントであったことを意味し、PC400は、直ちに、ステップST134の処理に移る。
このステップST134において、PC400は、現在の補正ポイントに対し、10を引いたポイントを右下の補正ポイントとする。この場合、この右下の補正ポイントの画像認識位置が、当該右下の補正ポイントに対応した撮像画面上の位置となる。PC400は、ステップST134の処理の後、ステップST119において、処理を終了する。
以上説明したように、図1に示す色むら補正システム200において、PC400は、カメラ300で撮像された画面部分の四隅の補正ポイントに対応した撮像画面上の位置を認識する四隅認識処理を行う。そして、画像認識ブロック420は、その認識結果を用いて、液晶プロジェクタ200の画面の各補正ポイントとカメラ300の撮像画面上の位置との対応関係を認識する。
PC400は、四隅認識処理を、カメラ300で撮像されて得られた各色画像信号を処理することで行う。この際、四隅の補正ポイントの補正データは、当該補正ポイントを強調するためのデータに変更され、PC400は、撮像画面上から強調された部分を抽出することで、上述の認識処理を容易かつ精度よく行うことができる。したがって、PC400は、液晶プロジェクタ200の画面の各補正ポイントとカメラ300の撮像画面上の位置との対応関係を良好に認識でき、カメラ300で撮像されて得られた各色画像信号に基づいて、各補正ポイントにおける補正データを精度よく算出できる。
また、図1に示す色むら補正システム200において、PC400は、上述の四隅認識処理を行う前に、液晶プロジェクタ200の画面の中央に位置する第1の補正ポイントと、この第1の補正ポイントに対して上下および左右の双方向にずれた位置の第2の補正ポイントが撮像画面上でどの位置に対応しているかを認識することで、撮像画面の上下反転、左右反転等の状況認識処理を行う。そして、PC400は、撮像画面が左右、上下に反転している場合、画像変換処理を行って撮像画面を通常表示の状態とし、その後に、上述の四隅認識処理を行う。したがって、四隅に対応した領域が撮像画面上でどの位置に対応しているかを上述したように強調位置を探すことで行う場合、その探索範囲を絞ることができ、処理を簡略化できる。
[変形例1]
なお、上述実施の形態においては、PC400は、カメラ300で撮像された画面部分の四隅の補正ポイントに対応した撮像画面上の位置を認識し、その認識結果に基づいて、液晶プロジェクタ200の画面の各補正ポイントとカメラ300の撮像画面上の位置との対応関係を認識する。すなわち、PC400は、その認識結果に基づいて、R,G,Bの撮像画像を液晶プロジェクタ200の画面の各補正ポイントに対しマッピングすることで、液晶プロジェクタ200の画面の各補正ポイントと撮像画面上の位置との対応関係を認識する。
ところで、撮像画面上における液晶プロジェクタ200の矩形画面に対応した部分(画面撮像部分)は、カメラ300のレンズ等の歪みにより、実際には、上下、左右がタル型に膨らんだ状態となっている。そのため、マッピング時に、撮像画面上における液晶プロジェクタ200の画面部分の形状が液晶プロジェクタ200における元々の矩形画面の形状に合致するように、R,G,Bの撮像画像に対して画像変換処理を行った場合、変換後の撮像画面における画面撮像部分は、図19(a)に示すように、矩形形状(破線枠)とはならずに、上下、左右がタル型に膨らんだ状態(実線枠)となる。
そのため、図19(b)に示すように、四隅および中央の補正ポイントに対応した撮像画面上の位置認識結果に基づいて推測された各補正ポイント(補正ポイント1〜100)に対応した推測領域(ポイント番号を付した領域)は、画面撮像部分(実線枠内)の各補正ポイントに実際に対応した領域からずれた状態となる。なお、図19(b)では、画面が水平および垂直の双方に10分割されて、1〜100の補正ポイントが存在する場合を示している。
そこで、上述したように、PC400の設定値算出ブロック430で、各補正ポイントの補正データを算出する場合、補正ポイントに対応した推測領域の画素データを全て使用するのではなく、補正ポイント毎に、使用すべき画素データの抽出範囲を限定する。
図19(c)は、各補正ポイントにおける抽出範囲の一例を、ハッチングを付して示している。この場合、認識している四隅および中央の補正ポイントでその抽出範囲は大きめとされ、認識している補正ポイントから離れるほど抽出範囲を小さく、かつ外側に持っていくようにされる。
このように、補正ポイント毎に、使用すべき画素データの抽出範囲を限定することで、各補正ポイントの補正データを算出する場合、隣接する補正ポイントに対応した画素データが使用されることを抑制でき、各補正ポイントに対応した補正データの算出精度を高めることができる。
[変形例2]
なお、上述したように、補正ポイント毎に、使用すべき画素データの抽出範囲を限定する代わりに、以下の方法により、各補正ポイントに対応した補正データの精度を高めるようにしてもよい。すなわち、画面撮像部分(実線枠)の各補正ポイントに対応した推測領域の、画面撮像部分の各補正ポイントに実際に対応した領域からのずれ量を予め算出しておく。そして、設定値算出ブロック430において、補正データを算出する際に、各補正ポイントに対応した推測領域をずれ量だけずらして用いる。
四隅および中央の補正ポイントに対応した撮像画面上の位置認識結果に基づいて推測された各補正ポイントに対応した推測領域のずれ量を算出するために、例えば、PC400の画像認識部420は、液晶表示装置200の画面の各補正ポイントのうち、カメラ300で撮像された画面部分の四辺の中央位置の補正ポイントが撮像画面上でどの位置に対応しているかを認識する。
この認識処理を行う際、上述の四隅認識処理の場合と同様に、画像表示装置コントロールブロック440は、色むら補正回路205R,205G,205BのLUTに設定すべき、四辺の中央位置の補正ポイントに対応した補正データを、当該補正ポイントを強調するためのデータに変更する。この場合、液晶プロジェクタ200の画面の当該補正ポイントの領域は、図6(c)に示すように、周辺の補正ポイントとは明瞭に区別される色状態となる。
PC400は、この認識処理の結果、つまり四辺の中央位置の補正ポイントとそれに対応した撮像画面上の位置との対応関係を用いて、図20(a)に示すように、上述の変換後の撮像画面上における四辺の中央位置の補正ポイントに対応した領域SU′,SD′,SR′,SL′の中心画素位置(Xu′,Yu′)、(Xd′,Yd′)、(Xr′,Yr′)、(Xl′,Yl′)を取得する。
また、PC400は、四隅および中央の補正ポイントに対応した撮像画面上の位置認識結果に基づいて推測された、上述の変換後の撮像画面上における各補正ポイントに対応した推測領域SU,SD,SR,SLの中心画素位置SU,SD,SR,SLの中心画素位置(Xu,Yu)、(Xd,Yd)、(Xr,Yr)、(Xl,Yl)を取得する。
そして、PC400は、領域SU,SD,SR,SLのずれ量(Xum,Yum)、(Xdm,Ydm)、(Xrm,Yrm)、(Xlm,Ylm)を、下式により算出する。
(Xum,Yum)=(Xu′−Xu,Yu′−Yu)
(Xdm,Ydm)=(Xd′−Xd,Yd′−Yd)
(Xrm,Yrm)=(Xr′−Xr,Yr′−Yr)
(Xlm,Ylm)=(Xl′−Xl,Yl′−Yl)
また、PC400は、この領域SU,SD,SR,SLのずれ量(Xum,Yum)、(Xdm,Ydm)、(Xrm,Yrm)、(Xlm,Ylm)を用いて、その他の補正ポイントに対応した領域のずれ量を算出する。
図20(b)は、1〜100までの補正ポイントが存在する場合における、各補正ポイントに対応した推測領域のずれ量の一例を示している。この図20(b)においては、図面の簡単化のために、主要な補正ポイントに対応した推測領域のずれ量のみを示している。なお、この例では、上辺の中央位置の補正ポイントは5、下辺の中央位置の補正ポイントは95、右辺の中央位置の補正ポイントは50、左辺の中央位置の補正ポイントは41である。また、(Xum,Yum)=(3,5)、(Xdm,Ydm)=(4,3)、(Xrm,Yrm)=(11,−1)、(Xlm,Ylm)=(−10,1)である。また、四隅および中央の補正ポイント、つまり補正ポイント1,10,45,91,100に対応した推測領域のずれ量は(0,0)である。
なお、四辺の中央位置の補正ポイントに対応した領域のずれ量を用いて、その他の補正ポイントに対応した領域のずれ量の求め方を説明する。ここでは、左上部の各領域のずれ量の求め方を説明するが、右上部、左下部、右下部の各領域のずれ量も同様にして求めることができる。
ここで、Nを10で割った余りをR、商をQ、領域の左端xの補正量をLeftx、領域の右端xの補正量をRightx、領域の上端yの補正量をTopy、領域の下端Bottomyとして、補正ポイントNに対するずれ量(Nx,Ny)は、以下の式により、リニア補間で求められる。
Leftx =Xlm/4*Q
Rightx =Xum−Xum/4*Q
Nx=(Rigtx−Leftx)/4*(R−1)+Leftx
Topy = Yum/4*(R−1)
Bottomy = Ylm−Ylm/4*(R−1)
Ny=(Bottomy−Topy)/4*Q+Topy
上述したように、画面撮像部分(実線枠)の各補正ポイントに対応した推測領域の、画面撮像部分の各補正ポイントに実際に対応した領域からのずれ量を予め算出しておき、設定値算出ブロック430において、補正データを算出する際に、各補正ポイントに対応した推測領域をずれ量だけずらして用いることで、各補正ポイントに対応した補正データの算出精度を高めることができる。
なお、上述したように、PC400の画像認識ブロック420で所定の補正ポイントに対応した撮像画面上の位置を認識する際に、この所定の補正ポイントの補正データとして、この所定の補正ポイントを強調するための補正データが設定される。上述実施の形態において、この所定ポイントの補正データは周辺の補正ポイントの補正データの平均に基づいて決定されている。
しかし、PC400の画像認識ブロック420で所定の補正ポイントに対応した撮像画面上の位置を認識する際には、この所定の補正ポイントの除くその他の補正ポイントの補正データを全て0にすることも考えられる。この場合、所定の補正ポイントに対応した補正データのみが特定の値とされ、この所定の補正ポイントの強調が行われる。例えば、周辺の補正ポイントの補正データは、R:0、G:0、B:0とされ、所定の補正ポイントの補正データはR:−128、G:127、B:−128とされる。この場合、画像認識ブロック420では、各色画像信号から強調部分を見つけることが容易となる。
また、上述実施の形態においては、四隅および中央の補正ポイントに対応した撮像画面上の位置認識結果に基づいて、他の補正ポイントに対応した変換後の撮像画面上の領域を推測している。しかし、四隅および中央の補正ポイントと同様に、他の補正ポイントに対応した撮像画面上の位置を認識する処理を行って、当該他の補正ポイントに対応した変換後の撮像画面上の領域を正しく取得することも考えられる。
また、上述実施の形態においては、液晶プロジェクタの画面の各補正ポイントと撮像画面上の位置との対応関係を利用して色むらの補正データを求めるものを示したが、同様の関係を輝度むらの補正データを求める際にも利用できる。
また、上述実施の形態においては、画像表示装置が液晶プロジェクタである例を示したが、この発明は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどのその他の画像表示装置における色むら、輝度むら等の補正データを求める場合にも適用できることは勿論である。
この発明は、画像表示装置の画面の各補正ポイントと撮像画面上の位置との対応関係を良好に認識でき、撮像画像信号に基づいて画像表示装置の色むら等の補正データを生成する補正システムに適用できる。
この発明の実施の形態としての色むら補正システムの構成例を示す図である。 液晶プロジェクタの回路系の構成例を示すブロック図である。 色むら補正回路のルックアップテーブルに保持される補正データを説明するための図である。 液晶プロジェクタの光学系の構成例を示すブロック図である。 補正データ設定装置として機能するパーソナルコンピュータが有する機能ブロックを説明するためのブロック図である。 液晶プロジェクタの画面の各補正ポイントのうち、撮像画面上でどの位置に対応しているかを認識すべき補正ポイントを強調した画像例を示す図である。 撮像画面上に存在するリアプロジェクタのスクリーンに対応した画像(スクリーン画像)の一例を示す図である。 撮像画面上における液晶プロジェクタの画面部分の形状が液晶プロジェクタにおける元々の画面の形状に合致するように、R,G,Bの撮像画像に対して画像変換処理を行った場合における、変換前の画像と変換後の画像の一例を示す図である。 液晶プロジェクタの画面を複数個に分割して得られた各補正ポイントの一例を示す図である。 パーソナルコンピュータにおける四隅確認処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 パーソナルコンピュータにおける、左上の補正ポイント認識処理の処理手順の一例を示すフローチャート(1/2)である。 パーソナルコンピュータにおける、左上の補正ポイント認識処理の処理手順の一例を示すフローチャート(2/2)である。 パーソナルコンピュータにおける、右上の補正ポイント認識処理の処理手順の一例を示すフローチャート(1/2)である。 パーソナルコンピュータにおける、右上の補正ポイント認識処理の処理手順の一例を示すフローチャート(2/2)である。 パーソナルコンピュータにおける、左下の補正ポイント認識処理の処理手順の一例を示すフローチャート(1/2)である。 パーソナルコンピュータにおける、左下の補正ポイント認識処理の処理手順の一例を示すフローチャート(2/2)である。 パーソナルコンピュータにおける、右下の補正ポイント認識処理の処理手順の一例を示すフローチャート(1/2)である。 パーソナルコンピュータにおける、右下の補正ポイント認識処理の処理手順の一例を示すフローチャート(2/2)である。 撮像画面上における液晶プロジェクタの画面部分の形状が液晶プロジェクタにおける元々の矩形画面の形状に合致するように、R,G,Bの撮像画像に対して画像変換処理を行った場合の、変換後の撮像画面における画面撮像部分の形状等を示す図である。 四隅および中央の補正ポイントに対応した撮像画面上の位置認識結果に基づいて推測された、変換後の撮像画面上における各補正ポイントに対応した推測領域の、本来の領域からのずれ量の算出方法を説明するための図である。
符号の説明
100・・・色むら補正システム、200・・・液晶プロジェクタ、201・・・制御部、202・・・ユーザ操作部、203R〜203B・・・信号入力端子、204R〜204B・・・映像処理回路、205R〜205B・・・色むら補正回路、206R〜206B・・・ガンマ補正回路、207R〜207B・・・パネルドライバ、208R〜208B・・・液晶パネル、250・・・スクリーン、300・・・カメラ、400・・・パーソナルコンピュータ、410・・・カメラコントロールブロック、420・・・画像認識ブロック、430・・・設定値算出ブロック、440・・・画像表示装置コントロールブロック

Claims (9)

  1. 撮像装置から画像表示装置の画面を撮像して得られた赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号を取得する画像信号取得部と、
    上記画像表示装置の画面を複数個に分割して得られた各領域のうち、上記撮像装置で撮像された画面部分の四隅に対応した領域が撮像画面上でどの位置に対応しているかを、上記画像信号取得部で取得された赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号に基づいて認識する位置認識部と、
    上記位置認識部で上記画像表示装置の画面の上記四隅に対応した領域が上記撮像画面上でどの位置に対応しているかを認識する処理を行うときに、上記四隅に対応した領域に対応する上記画像表示装置で画像を表示するための赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号を補正するための補正データとして、該四隅に対応した領域を強調するためのデータを設定する補正データ設定部と
    を備える画像位置認識装置。
  2. 上記位置認識部は、上記画像表示装置の画面の上記各領域のうち、上記撮像装置で撮像された画面部分の中央に位置する第1の領域、および該第1の領域に対して上下および左右の双方向にずれた位置の第2の領域が上記撮像画面上でどの位置に対応しているかをさらに認識する
    請求項に記載の画像位置認識装置。
  3. 上記位置認識部は、上記画像表示装置の画面の上記各領域のうち、上記撮像装置で撮像された画面部分の四辺の中央に対応した領域が撮像画面上でどの位置に対応しているかをさらに認識する
    請求項に記載の画像位置認識装置。
  4. 上記位置認識部は、上記画像表示装置の画面の上記各領域のうち、隅に対応した第1の領域が撮像画面上でどの位置に対応しているかを認識する第1の処理を行うと共に、該第1の処理で上記第1の領域が上記撮像画面上のどの位置に対応しているかを認識できなかったとき、上記第1の領域の近傍の領域が上記撮像画面上でどの位置に対応しているかを認識する第2の処理を行って、上記撮像装置で撮像された画面部分の隅に対応した部分が撮像画面上のどの位置に対応しているかを認識する
    請求項に記載の画像位置認識装置。
  5. 撮像装置から画像表示装置の画面を撮像して得られた赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号を取得する画像信号取得ステップと、
    上記画像表示装置の画面を複数個に分割して得られた各領域のうち、上記撮像装置で撮像された画面部分の四隅に対応した領域が撮像画面上でどの位置に対応しているかを、上記画像信号取得ステップで取得された赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号に基づいて認識する位置認識ステップと、
    上記位置認識ステップで上記画像表示装置の画面の上記四隅に対応した領域が上記撮像画面上でどの位置に対応しているかを認識する処理を行うときに、上記四隅に対応した領域に対応する上記画像表示装置で画像を表示するための赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号を補正するための補正データとして、該四隅に対応した領域を強調するためのデータを設定する補正データ設定ステップと
    を備える画像位置認識方法。
  6. コンピュータを、
    撮像装置から画像表示装置の画面を撮像して得られた赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号を取得する画像信号取得手段と、
    上記画像表示装置の画面を複数個に分割して得られた各領域のうち、上記撮像装置で撮像された画面部分の四隅に対応した領域が撮像画面上でどの位置に対応しているかを、上記画像信号取得手段で取得された赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号に基づいて認識する位置認識手段と、
    上記位置認識手段で上記画像表示装置の画面の上記四隅に対応した領域が上記撮像画面上でどの位置に対応しているかを認識する処理を行うときに、上記四隅に対応した領域に対応する上記画像表示装置で画像を表示するための赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号を補正するための補正データとして、該四隅に対応した領域を強調するためのデータを設定する補正データ設定手段と
    して機能させるためのプログラム。
  7. 撮像装置から画像表示装置の画面を撮像して得られた赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号を取得する画像信号取得部と、
    上記画像表示装置の画面を複数個に分割して得られた領域毎に、上記画像表示装置で画像を表示するための赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号を補正するための補正データを設定する補正データ設定部と、
    上記画像表示装置の画面の上記各領域と上記撮像画面上の位置との対応関係を認識する画像認識部と、
    上記画像認識部による上記対応関係の認識結果に基づき、上記画像信号取得部で取得された赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号を用いて、上記補正データ設定部で設定される上記画像表示装置の画面の上記各領域に対応した上記補正データを求める補正データ算出部を備え、
    上記画像認識部は、上記画像表示装置の画面の上記各領域のうち、上記撮像装置で撮像された画面部分の四隅に対応した領域が撮像画面上でどの位置に対応しているかを、上記画像表示装置で画像を表示するための赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号の上記四隅に対応した領域に対応した上記補正データとして該四隅に対応した領域を強調するためのデータが設定された状態において、上記画像信号取得部で取得された赤色画像信号、青色画像信号および緑色画像信号に基づいて認識する
    画像表示装置の補正データ設定装置。
  8. 上記画像認識部は、上記画像表示装置の画面の上記各領域のうち、上記撮像装置で撮像された画面部分の中央に対応した領域が上記撮像画面上でどの位置に対応するかをさらに認識し、該中央および上記四隅の位置認識結果に基づいて、上記画像表示装置の画面の上記各領域と上記撮像画面上の位置との対応関係を認識し、
    上記補正データ算出部は、上記画像表示装置の画面の上記各領域に対応した上記補正データを算出する処理を行うときに、上記中央および四隅の位置認識結果により推測された上記画像表示装置の画面の上記各領域に対応した上記撮像画面上の領域に含まれる各色画像信号の画素データを抽出して用い、
    上記補正データ算出部は、上記中央および四隅の領域から離れる程、上記画像表示装置の画面の上記各領域に対応した上記撮像画面上の領域に含まれる各色画像信号の画素データの抽出範囲を、上記中央および四隅の領域に対応した上記撮像画面上の領域に含まれる各色画像信号の画素データの抽出範囲に比べて小さくし、かつ上記画像表示装置の画面の上記各領域に対応した上記撮像画面上の領域に含まれる各色画像信号の画素データの抽出範囲の中心を、上記中央および四隅の領域に対応した上記撮像画面上に含まれる各色画像信号の画素データの抽出範囲の中心に比べて外側に持っていく
    請求項に記載の画像表示装置の補正データ設定装置。
  9. 上記画像認識部は、上記画像表示装置の画面の上記各領域のうち、上記撮像装置で撮像された画面部分の中央に対応した領域が上記撮像画面上でどの位置に対応するかをさらに認識し、該中央および上記四隅の位置認識結果に基づいて、上記画像表示装置の画面の上記各領域と上記撮像画面上の位置との対応関係を認識し、
    上記画像認識部は、上記画像表示装置の画面の上記各領域のうち、上記撮像装置で撮像された画面部分の四辺中央に対応した領域が上記撮像画面上でどの位置に対応するかをさらに認識し、
    上記補正データ算出部は、上記画像認識部による上記四辺中央の位置認識結果に基づいて、上記中央および四隅の位置認識結果により推測された上記画像表示装置の画面の上記各領域に対応した上記撮像画面上の領域のずれ量を算出し、
    上記補正データ算出部は、上記画像表示装置の画面の上記各領域に対応した補正データを算出する処理を行うときに、上記中央および四隅の位置認識結果により推測された上記画像表示装置の画面の上記各領域に対応した上記撮像画面上の領域を上記算出したずれ量だけ移動し、該移動した領域に含まれる各色画像信号の画素データを用いる
    請求項に記載の画像表示装置の補正データ設定装置。
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