JP5461452B2 - Control device and projection display device - Google Patents
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Description
本発明は、投写型映像表示装置における台形歪み補正技術に関する。 The present invention relates to a trapezoidal distortion correction technique in a projection display apparatus.
近年、カメラを搭載した投写型映像表示装置(以下適宜、プロジェクタと表記する)が実用化されている。カメラを搭載したプロジェクタのなかには、投写されたテストパターンをそのカメラで撮像し、撮像された画像をもとにオートフォーカス調整を行う、いわゆるイージーセッティング機能を備えているものもある。 2. Description of the Related Art In recent years, a projection video display device (hereinafter referred to as a projector as appropriate) equipped with a camera has been put into practical use. Some projectors equipped with a camera have a so-called easy setting function in which a projected test pattern is captured by the camera, and autofocus adjustment is performed based on the captured image.
プロジェクタを用いて投影面に画像を投写させるとき、プロジェクタとスクリーンとの相対的な角度によって、スクリーンに投写表示される画像に台形歪みが生ずることがある。このような場合、台形歪みを補正することが好ましい。投影面がスクリーンの場合には、スクリーンの四隅または四辺を検出し、投写画像をスクリーンにフィットするように画像を補正する。これに対し、投影面が単なる壁面の場合には、投写画像をフィットさせる目標が存在しないので、キーストーン補正を行う必要がある。 When projecting an image onto a projection surface using a projector, trapezoidal distortion may occur in the image projected and displayed on the screen depending on the relative angle between the projector and the screen. In such a case, it is preferable to correct the trapezoidal distortion. When the projection surface is a screen, four corners or four sides of the screen are detected, and the image is corrected so that the projected image fits the screen. On the other hand, when the projection surface is a simple wall surface, there is no target for fitting the projection image, so it is necessary to perform keystone correction.
特許文献1には、投影された画像の台形歪みなどを修正する画像プロジェクタが開示されている。このプロジェクタは、投影されたキーストーン画像をイメージングデバイスで撮影し、これに基づいてキーストーン補正を実行する。 Patent Document 1 discloses an image projector that corrects a trapezoidal distortion or the like of a projected image. The projector takes a projected keystone image with an imaging device, and executes keystone correction based on the image.
スクリーンにフィットさせる画像補正(以下「フィッティング補正」という)を行うか、あるいはキーストーン補正を行うかの判断は、カメラにより撮像された画像内でスクリーン枠が検出されるか否かに基づいて行われる。しかしながら、投写型映像表示装置から壁面に画像を投写した場合、投写画像の外周をスクリーン枠と誤検出し、フィッティング補正を選択してしまうことがある。 Whether to perform image correction to fit the screen (hereinafter referred to as “fitting correction”) or keystone correction is determined based on whether a screen frame is detected in the image captured by the camera. Is called. However, when an image is projected onto the wall surface from the projection display apparatus, the outer periphery of the projected image may be erroneously detected as a screen frame, and fitting correction may be selected.
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、投写型映像表示装置で壁面に画像を投写するとき、投写画像の外周をスクリーン枠と誤検出することを防止する技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for preventing erroneous detection of the outer periphery of a projected image as a screen frame when an image is projected onto a wall surface by a projection display apparatus. There is.
本発明のある態様は、投影面にレンズを介して映像を投写する投写部と、前記投影面を撮像するための撮像部と、を備える投写型映像表示装置に搭載される制御装置である。この装置は、投写部によりスクリーン枠を検出するための所定のパターンが投写されているとき、撮像部により撮像された画像からスクリーン枠を検出するスクリーン枠検出部と、投写部により投写領域を推定するための所定のパターンが投写されているとき、撮像部により撮像された画像から投写領域の外周形状を算出する投写領域推定部と、スクリーン枠と投写領域の外周形状とが略一致するか否かを判定し、略一致するとき、スクリーン枠が誤検出されたと判定する判定部と、を備える。 An aspect of the present invention is a control device mounted on a projection display apparatus that includes a projection unit that projects an image on a projection surface via a lens and an imaging unit that images the projection surface. In this apparatus, when a predetermined pattern for detecting a screen frame is projected by the projection unit, a screen frame detection unit that detects the screen frame from an image captured by the imaging unit, and a projection area is estimated by the projection unit Whether or not the projection area estimation unit for calculating the outer shape of the projection area from the image captured by the imaging unit and the outer shape of the screen frame and the projection area substantially coincide with each other when a predetermined pattern is projected And a determination unit that determines that the screen frame is erroneously detected when substantially matching.
本発明の別の態様は、投写型映像表示装置である。この装置は、投影面にレンズを介して映像を投写する投写部と、投影面を撮像するための撮像部と、上述した制御装置と、を備える。 Another aspect of the present invention is a projection display apparatus. This apparatus includes a projection unit that projects an image on a projection surface via a lens, an imaging unit for imaging the projection surface, and the control device described above.
本発明によれば、投写型映像表示装置で壁面に画像を投写するとき、投写画像の外周をスクリーン枠と誤検出することを防止することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when projecting an image on a wall surface with a projection type video display apparatus, it can prevent misdetecting the outer periphery of a projection image as a screen frame.
図1は、本発明の一実施形態に係る投写型映像表示装置200と、投影面300との位置関係を示す図である。実施の形態に係る投写型映像表示装置200は、投影面300方向を撮影するための撮像部30を備える。撮像部30は、その光軸中心と、投写型映像表示装置200から投写される投写光の光軸中心とが例えば平行な関係になるよう、設置される。図1では、投影面300が投写型映像表示装置200に対して正対せずに、右側が奧に傾いている。
FIG. 1 is a diagram showing a positional relationship between a
図2は、投写型映像表示装置200の構成を示す図である。投写型映像表示装置200は、投写部10、レンズ駆動部20、撮像部30および制御部100を備える。制御部100は、スクリーン枠検出部40、投写領域推定部50、判定部60、補正部70、画像メモリ82、映像信号設定部84、駆動信号設定部86およびオートフォーカス調整部90を備える。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the
制御部100の構成は、ハードウェア的には、任意のコンピュータのCPU、メモリ、その他のLSIで実現でき、ソフトウェア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組み合わせによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
The configuration of the
投写部10は、投影面300に映像を投写する。投写部10は、光源11、光変調部12およびフォーカスレンズ13を含む。光源11には、フィラメント型の電極構造を有するハロゲンランプ、アーク放電を発生させる電極構造を有するメタルハライドランプ、キセノンショートアークランプ、高圧型の水銀ランプ、LEDランプなどを採用することができる。
The
光変調部12は、映像信号設定部84から設定される映像信号に応じて、光源11から入射される光を変調する。例えば、光変調部12にはDMD(Digital Micromirror Device)を採用することができる。DMDは、画素数に対応した複数のマイクロミラーを備え、各マイクロミラーの向きが各画素信号に応じて制御されることにより、所望の映像光を生成する。
The
フォーカスレンズ13は、光変調部12から入射される光の焦点位置を調整する。フォーカスレンズ13は、レンズ駆動部20によりそのレンズ位置が光軸上で移動される。光変調部12により生成された映像光は、フォーカスレンズ13を介して、投影面300に投写される。
The
レンズ駆動部20は、駆動信号設定部86から設定される駆動信号に応じて、フォーカスレンズ13の位置を移動させる。レンズ駆動部20には、ステッピングモータ、ボイスコイルモータ(VCM)、ピエゾ素子などを採用することができる。
The
撮像部30は、投影面300および投影面300に投影された投影画像を、主な被写体として、撮像する。撮像部30は、固体撮像素子31および信号処理回路32を含む。固体撮像素子31には、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサやCCD(Charge Coupled Devices)イメージセンサなどを採用することができる。信号処理回路32は、固体撮像素子31から出力される信号に対して、A/D変換や、RGBフォーマットからYUVフォーマットへの変換などの各種信号処理を施し、制御部100に出力する。
The
スクリーン枠検出部40は、撮像部30により撮像された画像内に写ったスクリーンの枠を検出する。より具体的には、スクリーン枠検出部40は、撮像画像内のエッジを抽出することにより、当該撮像画像内に写ったスクリーンの四辺(上辺、下辺、左辺および右辺)の位置を検出する。検出されたスクリーン枠は、例えば、四隅の頂点座標で特定される。投影面300がスクリーンである場合、スクリーン枠検出部40によりスクリーン枠が正しく検出されることが多い。しかし、投影面300が単なる壁面である場合、スクリーン枠検出部40は、壁面に投写された画像の外周をスクリーン枠と誤検出してしまう場合がある。
The screen
投写領域推定部50は、撮像部30により撮像された画像内に写された特定パターンに基づき、プロジェクタの投写領域の形状を推定する。映像信号設定部84は、画像メモリ82から投写領域推定用の特定パターンを読み出し、投写部10に投写させる。特定パターンは、例えば菱形等の図形で形成される。投写領域推定部50は、撮像画像から特定パターンを検出し、この特定パターンの大きさおよび形状から、プロジェクタによる投写領域の外周形状を算出することができる。
The projection
判定部60は、スクリーン枠検出部40から検出されたスクリーン枠を、投写領域推定部50から推定された投写領域の外周形状をそれぞれ取得する。そして、両者の形状が略一致しているか否かを判定する。例えば、スクリーン枠と投写領域とがともに一般的な四辺形であれば、スクリーン枠の四隅の座標と投写領域の四隅の座標との間の距離が所定値(例えば1cm)であるか否かを判定する。または、スクリーン枠および投写領域の四辺の線分同士の間の距離が所定値(例えば1cm)以下であるか否かを判定する。そして、四隅の座標または四辺の線分間の距離が全て所定値以下であれば、スクリーン枠と投写領域の外周とが略一致すると判定する。四隅の座標または四辺の線分間の距離のいずれか一つでも所定値より大きければ、スクリーン枠と投写領域の外周とが略一致しないと判定する。
The
スクリーン枠と投写領域の外周が略一致する場合、判定部60は、プロジェクタによる投写画像の外周がスクリーン枠と誤検出されていると判定する。スクリーン枠と投写領域が略一致しない場合、判定部60は、スクリーン枠が正しく検出されていると判定する。
When the outer periphery of the screen frame and the projection area substantially match, the
なお、略一致するか否かの判定は、投写型映像表示装置および撮像部の解像度により決定される理論的な誤差、投写型映像表示装置の仕様、人間のずれに対する許容範囲などの、複数のパラメータに基づき、判定条件を調整することが好ましい。一例として、投写型映像表示装置の表示解像度に対して撮像部の解像度が低い場合、例えば表示解像度がXGAであるのに対し撮像解像度がVGAであるような場合は、スクリーン枠と投写領域とが表示上は数画素分ずれていても、撮像画像内ではほとんどずれていないように見える。反対に、投写型映像表示装置の表示解像度に対して撮像部の解像度が高い場合、撮像画像内でのずれが微小でも、解像度の都合上、投影面上でのずれを修正できないことがある。このようなことを考慮して、略一致の判定条件を設定するとよい。 It should be noted that the determination of whether or not they substantially match each other includes a plurality of theoretical errors determined by the resolutions of the projection display apparatus and the imaging unit, specifications of the projection display apparatus, tolerances for human deviation, and the like. It is preferable to adjust the determination condition based on the parameter. As an example, when the resolution of the imaging unit is lower than the display resolution of the projection display apparatus, for example, when the display resolution is XGA but the imaging resolution is VGA, the screen frame and the projection area are Even if it is shifted by several pixels on the display, it appears that there is almost no shift in the captured image. On the contrary, when the resolution of the imaging unit is higher than the display resolution of the projection display apparatus, even if the deviation in the captured image is very small, the deviation on the projection plane may not be corrected for convenience of resolution. Considering this, it is preferable to set a substantially coincidence determination condition.
補正部70は、判定部60による判定結果に応じて、フィッティング補正またはキーストーン補正のいずれかの台形歪み補正を実行する。
The
判定部60によってスクリーン枠が誤検出されていると判定された場合、補正部70はキーストーン補正を実施する。すなわち、映像信号設定部84は、画像メモリ82から台形歪み調整用のテストパターンを読み出し、投写部10に投写させる。当該テストパターンは、例えば、四角形(正方形、長方形、平行四辺形、菱形など)で形成される。撮像部30は、投影面300に投影されたテストパターンを撮像する。補正部70は、撮像画像に写ったテストパターンの形状をもとに台形歪みを検出し、その台形歪みがキャンセルされるよう、映像信号設定部84に設定すべき映像信号を補正する。映像信号設定部84は、補正部70から供給される台形歪み補正後の映像信号を光変調部12に設定する。
When the
判定部60によってスクリーン枠が正しく検出されていると判定された場合、補正部70はフィッティング補正を実施する。すなわち、投写領域の外周の四隅の座標をスクリーン枠の四隅の座標に一致させるような画像変換を、映像信号設定部84に設定すべき映像信号に対して実行する。映像信号設定部84は、補正部70から供給される台形歪み補正後の映像信号を光変調部12に設定する。なお、補正部70は、投写領域の外周の四隅の座標をスクリーン枠の四隅の座標に一致させるような画像変換をする代わりに、投写画像が4:3や16:9などの所定のアスペクト比になるように画像変換を実行してもよい。
When the
なお、フィッティング補正およびキーストーン補正のいずれも周知であるため、本明細書ではこれ以上の詳細な説明を省略する。 Since both the fitting correction and the keystone correction are well known, further detailed description is omitted in this specification.
オートフォーカス調整部90は、例えばコントラスト検出法等の周知の手法を用いて、フォーカスを合わせる。投写型映像表示装置200の起動時や、ユーザ操作によりオートフォーカス調整が指示されたとき、映像信号設定部84は、画像メモリ82からオートフォーカス調整用のテストパターンを読み出し、投写部10に投写させる。当該テストパターンは、例えば、ストライプパターンやチェッカーフラグパターンで形成される。撮像部30は、投影面300に投影されたテストパターンを撮像する。
The
オートフォーカス調整部90は、複数のレンズ位置にて、撮像部30によりそれぞれ撮像された複数の画像内における、スクリーン枠検出部40により設定された検出領域の鮮明度をもとに、レンズの位置を決定する。以下、オートフォーカス調整部90の構成をより具体的に説明する。
The
オートフォーカス調整部90は、ハイパスフィルタ、積算部およびレンズ位置決定部(図示せず)を含む。ハイパスフィルタは、上記検出領域内の画像信号の、所定の閾値を超える高周波成分を抽出して、その抽出した高周波成分を積算部に供給する。ハイパスフィルタは、水平方向に高周波成分を抽出してもよいし、水平方向および垂直方向の両方向に高周波成分を抽出してもよい。
The
積算部は、それぞれのレンズ位置にて、ハイパスフィルタにより抽出された高周波成分を積算し、レンズ位置決定部に供給する。なお、ハイパスフィルタにより水平方向および垂直方向の両方向に高周波成分が抽出されている場合、積算部は、両者の高周波成分を合算する。レンズ位置決定部は、積算部から供給される複数の積算値のうち、最大積算値が検出されたフォーカスレンズの位置を、合焦位置に決定する。 The integrating unit integrates the high frequency components extracted by the high pass filter at each lens position, and supplies the integrated high frequency component to the lens position determining unit. Note that when high-frequency components are extracted in both the horizontal direction and the vertical direction by the high-pass filter, the accumulating unit adds both high-frequency components. The lens position determination unit determines the position of the focus lens from which the maximum integration value is detected among the plurality of integration values supplied from the integration unit as the focus position.
オートフォーカス機能が有効化されると、オートフォーカス調整部90は、映像信号設定部84にテストパターンの投写を指示するとともに、フォーカスレンズ13をニア側からファー側へまたはファー側からニア側へ、所定のステップ幅で順次、移動させるための制御信号を駆動信号設定部86に設定する。映像信号設定部84は、当該テストパターンの映像信号を光変調部12に設定し、駆動信号設定部86は、上記制御信号に応じた駆動信号をレンズ駆動部20に設定する。
When the autofocus function is enabled, the
オートフォーカス調整部90は、フォーカスレンズ13の各レンズ位置において撮像された、テストパターンに含まれるシャープネス(上記積算値を用いることができる)を算出する。このシャープネスは、フォーカスレンズ13が合焦位置に近づくにつれ、上昇する。その上昇がピークをうち、下降に転換したとき、オートフォーカス調整部90は、その一つ前のレンズ位置を合焦位置に決定する。
The
画像メモリ82は、投影面300に投写すべき画像データを保持する。当該画像データは、図示しない外部インタフェースを介して、PCなどから供給される。本実施の形態では、オートフォーカス調整時に投写されるテストパターンも保持する。映像信号設定部84は、画像メモリ82に保持される画像データに基づく映像信号を光変調部12に設定する。駆動信号設定部86は、フォーカスレンズ13を、オートフォーカス調整部90から指示されるレンズ位置に移動させるための駆動信号をレンズ駆動部20に設定する。
The
図3は、本発明の一実施形態に係る台形歪み補正のフローチャートである。
まず、投写部10により、ユーザに対して投写型映像表示装置200のズームレンズをワイド側に移動するように促すメッセージがOSD(オン・スクリーン・ディスプレイ)表示される(S10)。ユーザは、これに応じてズームレンズをワイド側に移動する(S12)。これは、投写型映像表示装置200の解像度を最大限に活用するために行われるが、S10およびS12は省略されてもよい。また、ズームレンズがモータ駆動であってワイド側に自動で移動できる場合は、S10、S12は不要である。
FIG. 3 is a flowchart of trapezoidal distortion correction according to an embodiment of the present invention.
First, the
続いて、投写部10により、スクリーン枠検出用の特定パターン、例えば全面白色の画像が投影面300に投写表示される(S14)。撮像部30は、投写された画像を撮像する(S16)。スクリーン枠検出部40は、撮像画像からスクリーン枠を検出する(S18)。
Subsequently, the
スクリーン枠の検出後、投写部10により、ユーザに対してフォーカスを調整するように促すメッセージがOSD表示され(S20)、フォーカス調整用の特定パターンが投影面300に投写表示される(S22)。ユーザは、投写表示されたフォーカス調整用の特定パターンを見ながら、フォーカスを調整する(S24)。なお、フォーカスレンズ13をレンズ駆動部20によって自動で調整できる場合は、S20−S24は不要である。
After the screen frame is detected, the
続いて、投写部10により投写領域推定用の特定パターンが投影面300に投写表示される(S26)。撮像部30が投影面300を撮像し、投写領域推定部50は撮像画像に基づき投写領域の外周形状を推定する(S28)。
Subsequently, the
判定部60は、S18で検出されたスクリーン枠と、S28で推定された投写領域の外周形状との差が略一致するか否かを判定する(S30)。スクリーン枠と投写領域とが一致しない場合(S30のN)、判定部60はスクリーン枠は適切に検出されていると判定し、フィッティング補正を選択する(S32)。補正部70は、S28における投写領域の推定結果を参照して、フィッティング補正に必要な情報、例えば投写領域の四隅の座標等を取得する(S34)。スクリーン枠と投写領域とが一致する場合(S30のY)、判定部60はスクリーン枠が誤検出されていると判定し、キーストーン補正を選択する(S42)。補正部70は、S28で撮像された投写領域推定用の特定パターンから、キーストーン補正に必要な情報を取得する(S44)。例えば、特定パターン中の特徴点を検出して、水平方向および垂直方向の傾きを取得する。
The
補正部70は、取得した情報に基づき、フィッティング補正またはキーストーン補正のいずれかを実行する(S36)。その後、フィッティング補正とキーストーン補正のいずれを選択して実行したかの情報が投写部10により投影面300に投写表示される(S38)。さらに、各補正処理に対応した調整インジケータをOSD表示して、ユーザにさらなる微調整を行わせるようにしてもよい(S40)。例えば、フィッティング補正が実行された場合は、台形の四隅の位置を微調整するためのボタンを表示してもよい。キーストーン補正が実行された場合は、投写領域推定用の特定パターンの水平方向および垂直方向の長さを微調整するためのボタンを表示してもよい。ユーザは、OSD表示されたこれらのボタンをレーザポインタやマウス等のデバイスを用いてクリックすることで、微調整を行うことができる。
The
図3のフローチャートにしたがったとしても、スクリーン枠誤検出の判定がうまくいかない場合がある。例えば、投影面300が壁面でなくスクリーンであったとしても、偶然スクリーン枠と投写領域とがほぼ一致した場合には、スクリーン枠が誤検出されていると判定され、キーストーン補正が実行される可能性がある。
Even if the flowchart of FIG. 3 is followed, there may be a case where the determination of erroneous detection of the screen frame is not successful. For example, even if the
図4は、上記の可能性に配慮した、本発明の別の実施形態に係る台形歪み補正のフローチャートである。
S50およびS52は、図3の実施形態におけるS10−S12と同様である。続いて、まず、投写部10により、スクリーン枠検出用の特定パターン、例えば全面白色の画像が投影面300に投写表示される(S54)。撮像部30は、投写された画像を撮像する(S56)。スクリーン枠検出部40は、撮像画像からスクリーン枠(以下、「第1スクリーン枠」という)を検出する(S58)。
FIG. 4 is a flowchart of trapezoidal distortion correction according to another embodiment of the present invention in consideration of the above possibility.
S50 and S52 are the same as S10-S12 in the embodiment of FIG. Subsequently, first, the
次に、投写部10により、S54で用いたスクリーン枠検出用の特定パターンが縮小されて投影面300に投写表示される(S60)。撮像部30は、投写された画像を撮像する(S62)。スクリーン枠検出部40は、撮像画像から再びスクリーン枠(以下、「第2スクリーン枠」という)を検出する(S64)。
Next, the
なお、S60において、スクリーン枠検出用の特定パターンを縮小する代わりに拡大して投影面300に投写表示してもよい。この場合、S50−S52におけるズームレンズをワイド側に移動させる処理は不要になる。このような特定パターンの拡大・縮小は、元の特定パターンに対してパーセント表示で指定されてもよいし(例えば、マイナス20%など)、画素数で指定されてもよい(例えば、640画素に相当する大きさまで縮小など)。さらに、このような特定パターンの拡大・縮小は、映像信号に対するソフトウェア処理で行われてもよいし、光学ズームレンズの操作によって実施されてもよい。光学ズームレンズの操作は、S54とS60のいずれか一方、または両方で行われてもよい。光学ズームレンズの操作とソフトウェア処理とを組み合わせて、特定パターンの拡大・縮小を実現してもよい。
In S60, the specific pattern for detecting the screen frame may be enlarged and projected and displayed on the
判定部60は、S58で検出された第1スクリーン枠と、S64で検出された第2スクリーン枠の外周形状とが略一致するか否かを判定する(S66)。第1スクリーン枠と第2スクリーン枠が略一致する場合(S66のY)、判定部60はスクリーン枠が適切に検出されていると判定し、フィッティング補正を選択する(S68)。このとき、投写領域のフィッティングの対象は、第1スクリーン枠となる。第1スクリーン枠と第2スクリーン枠とが一致しない場合(S66のN)、判定部60はスクリーン枠が誤検出されていると判定し、キーストーン補正を選択する(S88)。
The
なお、S66の判定は、例えば、第1スクリーン枠の四隅の座標と第2スクリーン枠の四隅の座標とが所定値以下であるか否かを判定するか、または、第1スクリーン枠および第2スクリーン枠の四辺の線分同士の間の距離が所定値(例えば1cm)以下であるか否かを判定すればよい。そして、四隅の座標または四辺の線分間の距離が全て所定値以下であれば、第1スクリーン枠と第2スクリーン枠とが略一致すると判定する。四隅の座標または四辺の線分間の距離のいずれか一つでも所定値より大きければ、第1スクリーン枠と第2スクリーン枠とが略一致しないと判定する。 The determination in S66 is, for example, whether or not the coordinates of the four corners of the first screen frame and the coordinates of the four corners of the second screen frame are equal to or less than a predetermined value, or the first screen frame and the second screen frame. What is necessary is just to determine whether the distance between the line segments of the four sides of a screen frame is below a predetermined value (for example, 1 cm). If the coordinates of the four corners or the distances between the line segments of the four sides are all equal to or less than the predetermined value, it is determined that the first screen frame and the second screen frame are substantially coincident. If any one of the coordinates of the four corners or the distance between the line segments of the four sides is larger than the predetermined value, it is determined that the first screen frame and the second screen frame do not substantially match.
フィッティング補正とキーストーン補正のいずれが選択された場合も、図3のS20−S24と同様に、ユーザに対してフォーカスを調整するように促すメッセージがOSD表示され(S70、S90)、フォーカス調整用の特定パターンが投影面300に投写表示され(S72、S92)、ユーザは、投写表示されたフォーカス調整用の特定パターンを見ながら、フォーカスを調整する(S74、S94)。 When either fitting correction or keystone correction is selected, a message prompting the user to adjust the focus is displayed as OSD (S70, S90), as in S20-S24 of FIG. The specific pattern is projected and displayed on the projection plane 300 (S72, S92), and the user adjusts the focus while viewing the projected specific pattern for focus adjustment (S74, S94).
その後、投写部10により投写領域推定用の特定パターンが投影面300に投写表示される(S76、S96)。撮像部30が投影面300を撮像し、補正部70は、撮像された投写領域推定用の特定パターンから、フィッティング補正に必要な情報を取得するか(S78)、またはキーストーン補正に必要な情報を取得する(S98)。以降のS80−S84は、図3におけるS36−S40と同様である。
Thereafter, the
図3および図4のフローチャートで説明した実施形態を実行したとしても、特定のケースにおいてはスクリーン枠誤検出の判定がうまくいかない場合がある。例えば、図4の実施形態では、S60においてスクリーン枠検出用の特定パターンを縮小して投写する。このため、S54における一回目の投写では、投写領域がスクリーン枠の外側にあっても、S60における二回目の投写では、投写領域がスクリーン枠の内側に入ってしまうことがあり得る。この場合、S66において第1スクリーン枠と第2スクリーン枠とが不一致と判定されるため、キーストーン補正が選択されてしまうことになる。さらに、キーストーン補正が第1スクリーン枠に基づいて行われるので、補正後の投写領域がスクリーン枠をはみ出てしまうという問題もある。 Even if the embodiment described with reference to the flowcharts of FIGS. 3 and 4 is executed, in some cases, the determination of erroneous detection of the screen frame may not be successful. For example, in the embodiment of FIG. 4, the specific pattern for screen frame detection is reduced and projected in S60. For this reason, in the first projection in S54, even if the projection area is outside the screen frame, the projection area may be inside the screen frame in the second projection in S60. In this case, since it is determined in S66 that the first screen frame and the second screen frame do not match, the keystone correction is selected. Further, since the keystone correction is performed based on the first screen frame, there is a problem that the corrected projection area protrudes from the screen frame.
図5は、上記の可能性に配慮した、本発明のさらに別の実施形態に係る台形歪み補正のフローチャートである。
S100−S130は、図3の実施形態におけるS10−S40と同様である。S120の判定において、スクリーン枠と投写領域とが一致する場合(S120のY)、投写部10により、S104で用いたスクリーン枠検出用の特定パターンが拡大されて投影面300に投写表示される(S132)。撮像部30は、投写された画像を撮像する(S134)。スクリーン枠検出部40は、撮像画像から再びスクリーン枠(第2スクリーン枠)を検出する(S136)。
FIG. 5 is a flowchart of trapezoidal distortion correction according to still another embodiment of the present invention in consideration of the above possibility.
S100 to S130 are the same as S10 to S40 in the embodiment of FIG. If it is determined in S120 that the screen frame matches the projection area (Y in S120), the
判定部60は、S108で検出された第1スクリーン枠と、S136で検出された第2スクリーン枠の外周形状とが略一致するか否かを判定する(S138)。第1スクリーン枠と第2スクリーン枠とが一致しない場合(S138のN)、判定部60はスクリーン枠が誤検出されていると判定し、キーストーン補正を選択する(S140)。補正部70は、S116で撮像された投写領域推定用の特定パターンから、キーストーン補正に必要な情報を取得する(S142)。第1スクリーン枠と第2スクリーン枠が略一致する場合(S138のY)、判定部60は、スクリーン枠と投写領域とが重なっているものと判断し、投写領域を縮小して元に戻し(S144)、補正処理を行わない(S146)。この場合、S130では、フィッティング補正が選択されたときと同じ調整インジケータが表示される。
The
図6(a)〜(c)は、判定部によるスクリーン枠誤検出の判定方法を説明するための図である。 FIGS. 6A to 6C are diagrams for explaining a determination method of screen frame error detection by the determination unit.
図6(a)は、図3のフローチャートにおいて、スクリーン枠検出部40により検出されたスクリーン枠(図中に点線で示す)と、投写領域推定部50により推定された投写領域の外周(図中に実線で示す)とがほぼ一致している様子を示す。このとき、判定部60はスクリーン枠が誤検出されていると判定する。
6A shows a screen frame (indicated by a dotted line in the figure) detected by the screen
図6(b)および(c)は、図4のフローチャートにおける第1スクリーン枠(図中に点線で示す)と第2スクリーン枠(図中に実線で示す)の一例を示す。図6(b)のように、スクリーン枠検出用の特定パターンを通常の大きさで投写表示した場合(第1スクリーン枠)と、縮小して投写表示した場合(第2スクリーン枠)とで、検出されるスクリーン枠の大きさが変化する場合は、投写画像の外周がスクリーン枠と誤検出されていることが分かる。したがって、このときにはキーストーン補正が実行される。 FIGS. 6B and 6C show an example of the first screen frame (indicated by a dotted line in the drawing) and the second screen frame (indicated by a solid line in the drawing) in the flowchart of FIG. 4. As shown in FIG. 6B, when a specific pattern for screen frame detection is projected and displayed in a normal size (first screen frame), and when it is projected and displayed at a reduced size (second screen frame), When the size of the detected screen frame changes, it can be seen that the outer periphery of the projected image is erroneously detected as the screen frame. Therefore, keystone correction is executed at this time.
これに対し、図6(c)のように、スクリーン枠検出用の特定パターンを通常の大きさで投写表示した場合(第1スクリーン枠)と、縮小して投写表示した場合(第2スクリーン枠)とで、検出されるスクリーン枠の大きさが変わらない場合は、スクリーン枠が正しく検出されていることが分かる。したがって、このときにはフィッティング補正が実行される。 On the other hand, as shown in FIG. 6C, a specific pattern for detecting a screen frame is projected and displayed in a normal size (first screen frame), and is reduced and projected (second screen frame). If the size of the detected screen frame does not change, it can be seen that the screen frame is correctly detected. Therefore, fitting correction is executed at this time.
以上説明したように、上述の実施形態によれば、投写型映像表示装置を用いて壁面に画像を投写表示したとき、投写画像の外周をスクリーン枠と誤検出することを防止することができる。したがって、フィッティング補正とキーストーン補正とを適切に使い分けることができ、正確な台形歪み補正が実現される。 As described above, according to the above-described embodiment, when an image is projected and displayed on the wall surface using the projection display apparatus, it is possible to prevent the outer periphery of the projected image from being erroneously detected as a screen frame. Therefore, the fitting correction and the keystone correction can be properly used properly, and accurate trapezoidal distortion correction is realized.
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there.
上述の各実施形態では、投影面300が左右方向に傾斜することで発生する水平台形歪みと、投影面300が上下方向に傾斜することで発生する垂直台形歪みのいずれも補正することができる。
In each of the above-described embodiments, both the horizontal trapezoidal distortion that occurs when the
10 投写部、 30 撮像部、 40 スクリーン枠検出部、 50 投写領域推定部、 60 判定部、 70 補正部、 82 画像メモリ、 84 映像信号設定部、 90 オートフォーカス調整部、 100 制御部、 200 投写型映像表示装置、 300 投影面。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記投写部によりスクリーン枠を検出するための所定のパターンが投写されているとき、前記撮像部により撮像された画像からスクリーン枠を検出するスクリーン枠検出部と、
前記投写部により投写領域を推定するための所定のパターンが投写されているとき、前記撮像部により撮像された画像から投写領域の外周形状を算出する投写領域推定部と、
前記スクリーン枠と前記投写領域の外周形状とが略一致するか否かを判定し、略一致するとき前記スクリーン枠が誤検出されたと判定する判定部と、
を備えることを特徴とする制御装置。 A control device mounted on a projection display apparatus comprising: a projection unit that projects an image on a projection surface via a lens; and an imaging unit for imaging the projection surface,
A screen frame detection unit for detecting a screen frame from an image captured by the imaging unit when a predetermined pattern for detecting the screen frame is projected by the projection unit;
A projection area estimation unit that calculates an outer peripheral shape of the projection area from an image captured by the imaging unit when a predetermined pattern for estimating the projection area is projected by the projection unit;
A determination unit that determines whether or not the screen frame and the outer peripheral shape of the projection region substantially match, and determines that the screen frame has been erroneously detected when substantially matching;
A control device comprising:
前記投写部によりスクリーン枠を検出するための所定のパターンが投写されているとき、前記撮像部により撮像された画像から第1のスクリーン枠を検出し、前記投写部により前記所定のパターンが縮小されて投写されているとき、前記撮像部により撮像された画像から第2のスクリーン枠を検出するスクリーン枠検出部と、
前記第1のスクリーン枠と前記第2のスクリーン枠とが略一致するか否かを判定し、両者が一致しないとき前記スクリーン枠が誤検出されたと判定する判定部と、
を備えることを特徴とする制御装置。 A control device mounted on a projection display apparatus comprising: a projection unit that projects an image on a projection surface via a lens; and an imaging unit for imaging the projection surface,
When a predetermined pattern for detecting a screen frame is projected by the projection unit, the first screen frame is detected from an image captured by the imaging unit, and the predetermined pattern is reduced by the projection unit. A screen frame detection unit for detecting a second screen frame from the image captured by the imaging unit,
A determination unit that determines whether or not the first screen frame and the second screen frame substantially match, and determines that the screen frame is erroneously detected when both do not match;
A control device comprising:
前記投影面を撮像するための撮像部と、
請求項1ないし7のいずれかに記載の制御装置と、
を備えることを特徴とする投写型映像表示装置。 A projection unit that projects an image onto a projection surface via a lens;
An imaging unit for imaging the projection plane;
A control device according to any one of claims 1 to 7,
A projection-type image display device comprising:
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