JP5815957B2

JP5815957B2 - 表示装置

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Description

本発明は、画像表示装置等に関する。

画像表示装置として、液晶パネルにより生成された画像をスクリーンに投影するプロジェクタが知られている。例えば、特許文献１には、プロジェクタを複数台用いて、１つの画像を大画面で表示する技術が開示されている。図１８は複数台のプロジェクタを利用して１つの画像を投影する画像表示システムを例示している。図１８において、１８０１〜１８０４はプロジェクタ、１８０５〜１８０８はプロジェクタ１８０１〜１８０４によって投影された投影画像を示している。投影画像１８０５〜１８０８は合わせて１枚の画像を表示しており、複数台のプロジェクタを用いることで１台の場合と比較して高解像度、大画面の画像を投影することが可能となる。

また、プロジェクタやテレビジョン受像機などの画像表示装置において、映像のシーン毎に最適な階調補正処理を実行するダイナミックガンマ処理と呼ばれる手法が提案されている（例えば、特許文献２）。これは、シーン毎の画素の分布度合いや、シーン間の変化度合いに応じて、各シーン画像が見た目に最適化されるように入力データに対する補正処理を行うものである。

特開２００５−２８６７７２号公報特開平０８−３１７２５０号公報

プロジェクタを１台で利用する場合においては、前述のダイナミックガンマ処理などのシーン適応処理を行うことで、最適な補正を行うことが可能である。

しかし、特許文献１のように複数台のプロジェクタを利用して１つの画像を投影する場合、画像全体に対して適切な処理が行えない場合があった。この問題について図１８〜２０を参照して具体的に説明する。

図１８の構成において、まず、入力画像がプロジェクタ１８０１に入力される。プロジェクタ１８０１は入力画像をそのままプロジェクタ１８０２に出力する。プロジェクタ１８０２、１８０３も同様に入力された画像を次のプロジェクタに出力する。このようにして、プロジェクタ１８０１〜１８０４全てに同じ画像が入力される。各プロジェクタは入力画像から自機が投影を担当する部分画像を切り出し、切り出した画像を解析し、ダイナミックガンマ処理などのシーン適応処理を行い、処理後の画像を表示する。このシーン適応処理について図１９を参照して説明する。各プロジェクタは切り出した画像から輝度ヒストグラムを生成する。図１９（ａ）はプロジェクタ１８０１が投影する画像１８０５の輝度ヒストグラムを示し、図１９（ｂ）はプロジェクタ１８０３が投影する画像１８０８の輝度ヒストグラムを示している。プロジェクタ１８０１は図１９（ａ）に示す輝度ヒストグラムに基づいて自身のガンマ特性を決定する。図１９（ａ）の輝度ヒストグラムの場合、分布が高輝度部分に集中している。そのため高輝度部分の階調を出すようなガンマ特性に決定する（図２０（ａ））。また、プロジェクタ１８０３は図１９（ｂ）に示す輝度ヒストグラムに基づき自身のガンマ特性を決定する。図１９（ｂ）の輝度ヒストグラムの場合、低輝度に多く分布しているため、低輝度部分の階調を出すようなガンマ特性に決定する（図２０（ｂ））。

このように、各プロジェクタが表示を担当する部分画像だけを解析してシーン適応処理を行った場合、１つの入力画像の中で部分的に処理特性が異なるため、画像全体のバランスが不自然になる。

本発明は、複数の表示装置を利用して１つの画像を表示する場合でも、各表示装置によって表示される画像同士のばらつきが少なくなるようにすることを目的とする。

本発明に係る表示装置は、表示装置であって、表示手段と、画像を受信する受信手段と、前記表示装置が、１つ以上の外部表示装置及び前記表示手段によって一つの画像を表示するためのマルチ表示モードである場合、前記表示装置と前記表示装置に接続されている１つ以上の外部表示装置とを含む装置の数が所定の数以上か否かに基づいて、前記表示手段によって表示される対象となる画像よりも所定の範囲大きく、かつ、前記受信手段によって受信された画像全体よりも小さい画像が含まれるように前記受信手段によって受信された画像に対する解析領域を設定するか、前記受信手段によって受信された画像全体が含まれるように前記受信手段によって受信された画像に対する解析領域を設定する設定手段と、前記設定手段により設定された解析領域に対応する画像の解析結果に基づいて、前記表示手段によって表示される対象となる画像に対して画像処理を行う画像処理手段とを有し、前記設定手段は、前記表示装置が前記マルチ表示モードであり、かつ、前記表示装置と前記表示装置に接続されている１つ以上の外部表示装置とを含む装置の数が前記所定の数以上である場合、前記表示手段によって表示される対象となる画像よりも前記所定の範囲大きく、かつ、前記受信手段によって受信された画像全体よりも小さい画像が含まれるように前記受信手段によって受信された画像に対する解析領域を設定し、前記設定手段は、前記表示装置が前記マルチ表示モードであり、かつ、前記表示装置と前記表示装置に接続されている１つ以上の外部表示装置とを含む装置の数が前記所定の数以上でない場合、前記受信手段によって受信された画像全体が含まれるように前記受信手段によって受信された画像に対する解析領域を設定することを特徴とする。
また、本発明に係る表示装置は、表示装置であって、表示手段と、画像を受信する受信手段と、前記表示装置が、１つ以上の外部表示装置及び前記表示手段によって一つの画像を表示するためのマルチ表示モードである場合、前記受信手段によって受信された画像のサイズが所定のサイズ以上か否かに基づいて、前記表示手段によって表示される対象となる画像よりも所定の範囲大きく、かつ、前記受信手段によって受信された画像全体よりも小さい画像が含まれるように前記受信手段によって受信された画像に対する解析領域を設定するか、前記受信手段によって受信された画像全体が含まれるように前記受信手段によって受信された画像に対する解析領域を設定する設定手段と、前記設定手段により設定された解析領域に対応する画像の解析結果に基づいて、前記表示手段によって表示される対象となる画像に対して画像処理を行う画像処理手段とを有し、前記設定手段は、前記受信手段によって受信された画像のサイズが前記所定のサイズ以上である場合、前記表示手段によって表示される対象となる画像よりも前記所定の範囲大きく、かつ、前記受信手段によって受信された画像全体よりも小さい画像が含まれるように前記受信手段によって受信された画像に対する解析領域を設定し、前記設定手段は、前記受信手段によって受信された画像のサイズが前記所定のサイズ以上でない場合、前記受信手段によって受信された画像全体が含まれるように前記受信手段によって受信された画像に対する解析領域を設定することを特徴とする。

本発明によれば、複数の表示装置を利用して１つの画像を表示する場合でも、各表示装置によって表示される画像同士のばらつきが少なくなるようにすることができる。

本発明に係る実施形態の画像表示システムを構成する液晶プロジェクタのブロック図。画像の分割表示について説明する図。白、黒レベルの設定動作について説明するシーケンス図。白、黒レベルの設定方法について説明する図。実施形態１における画像解析領域設定処理を示すフローチャート。実施形態１における画像解析領域について説明する図。実施形態１におけるガンマ特性について説明する図。実施形態１における画像解析領域について説明する図。実施形態２における画像解析領域設定処理を示すフローチャート。画像の分割表示について説明する図。実施形態２における画像解析領域について説明する図。実施形態２におけるガンマ特性決定処理を示すフローチャート。実施形態２におけるガンマ特性について説明する図。実施形態２におけるガンマ特性決定方法について説明する図。実施形態３における画像解析領域設定処理を示すフローチャート。実施形態３における投影サイズについて説明する図。実施形態３におけるユーザと投影面との距離について説明する図。マルチ表示について説明する図。輝度のヒストグラムについて説明する図。ガンマ特性について説明する図。

以下に、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。また、後述する各実施形態の一部を適宜組み合わせて構成してもよい。

［実施形態１］本発明に係る実施形態１として、本発明の画像表示装置を液晶プロジェクタに適用した例について説明する。

＜プロジェクタの構成＞まず、図１を参照して、本実施形態のプロジェクタの構成について説明する。

図１において、１００ａ〜１００ｄはプロジェクタ本体、１０１は映像信号を受け付ける画像入力部、１０２は表示する画像部分を切り出す画像切り出し部、１０３は画像処理部、１０４はガンマ処理部である。１０５は投影部であり、投影画面としての液晶パネル、液晶駆動部、および光源を備える。本実施形態では、液晶パネルを用いた投影について説明するが、マイクロミラーデバイスを用いた投影であってもよいし、レーザを用いた投影であってもよい。１０６は画像を外部機器に出力する画像出力部、１０７は画像を解析する画像解析部、１０８は画像処理特性としてガンマ処理の特性を決定するガンマ特性決定部、１０９は画像解析を行う画像中の領域を設定する画像解析領域設定部である。１１０は制御信号を送受信する通信部、１１１はプロジェクタ全体を制御する制御部、１１２はユーザからの操作を受け付ける操作部、１１３はＲＯＭである。

また、４台のプロジェクタ１００ａ〜１００ｄは図１のように接続され、プロジェクタ１００ａは親機、プロジェクタ１００ｂ、１００ｃ、１００ｄは子機として動作する。

次に、プロジェクタ１００の動作について説明する。まず、４台のプロジェクタ１００ａ〜１００ｄの各々が１つの画像の一部分をそれぞれ投影することで、１つの画像を表示する（本実施形態では「協働」動作と呼ぶ）場合の初期化動作について説明する。なお、以下では、各プロジェクタを、他のプロジェクタと区別するため「自機」と呼ぶこともある。

初期化時の処理として、プロジェクタ１００ａの制御部１１１は各プロジェクタが担当する画像表示領域の設定および、接続されたプロジェクタ間の輝度差の補正を行う。

まず、操作部１１２は、複数台のプロジェクタを用いて１つの画像を表示するマルチ表示モードにおいて、ユーザから１つの画像を表示するのに使用するプロジェクタの台数の設定操作を受け付けると、制御部１１１にその台数情報を送信する。制御部１１１は受信したプロジェクタの台数に基づき、各プロジェクタ１００が入力画像のどこの領域の表示を担当するかを決定する。

本実施形態では４台のプロジェクタにより１つの入力画像を４つに分割して表示する例を説明する。

図２において、２００は入力画像、２０１〜２０４は各部分画像を示している。各プロジェクタ１００ａ〜１００ｄは各画像領域２０１〜２０４の表示を担当する。例えば、プロジェクタ１００ａが領域２０１、１００ｂが領域２０２、１００ｃが領域２０３、１００ｄが領域２０４をそれぞれ表示する。制御部１１１は各プロジェクタ１００ａ〜１００ｄが表示する領域の情報を、通信部１１０を介して各プロジェクタ１００ａ〜１００ｄに送信する。各プロジェクタ１００ａ〜１００ｄは、自らが表示する画像領域の情報を受け取ると、その情報を画像切り出し部１０２に設定する。

次に、各プロジェクタ１００ａ〜１００ｄの輝度差の補正処理を行う。図３は、各プロジェクタ１００ａ〜１００ｄで実行する輝度差の補正処理を示すシーケンス図である。各プロジェクタ１００ａ〜１００ｄは、各々が備える通信部１１０で各プロジェクタ間の通信を行い、制御部１１１において以下の制御処理を行う。

図３において、ステップＳ３０１では、親プロジェクタ１００ａの制御部１１１が通信部１１０から、接続された子プロジェクタ１００ｂ〜１００ｄに対して、照度情報を送信するように要求を出す。照度情報とは投影する画面が全画面白の映像表示時および全画面黒の映像表示時の照度（例えばルーメン値で表される数値）情報である。ステップＳ３０２では、子プロジェクタ１００ｂ〜１００ｄの制御部１１１は、通信部１１０からは自身の持つ照度情報を親プロジェクタ１００ａに送信する。各プロジェクタ１００ａ〜１００ｄは、予め製造時に記録された照度情報をＲＯＭ１１３に記憶しており、この情報を送信する。

また、親プロジェクタ１００ａの制御部１１１は自身の照度情報をＲＯＭ１１３から読み出す。ステップＳ３０３では、親プロジェクタ１００ａの制御部１１１が収集した照度情報に基づき白および黒の基準レベルを算出する。白および黒の基準レベルの算出方法について図４を参照して説明する。図４は４台のプロジェクタの照度情報を示した図である。

図４において、Ｗ１〜Ｗ４はプロジェクタ１００ａ〜１００ｄにおいて全画面白の映像表示時の照度を示している。また、Ｂ１〜Ｂ４はプロジェクタ１００ａ〜１００ｄにおいて全画面黒の映像表示時の照度を示している。白の基準レベルとして、全画面白の映像表示時の照度が最小であるプロジェクタの照度を設定する。図４の場合、全画面白の照度が最も低いのはプロジェクタ１００ａであり、その照度Ｗ１を白基準レベルとする。次に黒の基準レベルとして、全画面黒の映像表示時の照度が最大であるプロジェクタの照度を設定する。図４の場合、全画面黒の照度が最も高いのはプロジェクタ１００ｂであり、その照度Ｂ２を黒基準レベルとする。

ステップＳ３０４では、親プロジェクタ１００ａの制御部１１１は、通信部１１０を介して、上記のように算出した白および黒の基準レベルを子プロジェクタ１００ｂ〜１００ｄに送信する。ステップＳ３０５では、子プロジェクタ１００ｂ〜１００ｄの制御部１１１は、受信した白および黒の基準レベルを設定する。ステップＳ３０６では、親プロジェクタ１００ａの制御部１１１が上記のように設定した白および黒の基準レベルを自機に設定する。このようにして、白、黒の基準レベルを各プロジェクタで共有することで、各プロジェクタ間の個体差から生じる照度レベルのばらつきを抑えることができる。

次に、画像入力時のプロジェクタ１００の動作について説明する。

外部機器から出力された入力画像を画像入力部１０１が受け付けると、その画像を切り出し部１０２および画像出力部１０６へ出力する。画像切り出し部１０２は前述の初期化処理により設定された表示領域情報に従って自機が表示する範囲の画像を切り出し、画像処理部１０３に出力する。ここで、マルチ表示モードではない場合は、画像の切り出しを行わずに入力画像をそのまま画像処理部１０３に出力する。ただし、入力画像の一部を拡大表示する場合は、入力画像の一部を切り出して画像処理部１０３に出力する。

前述の図２を例に説明すると、マルチ表示モードの場合は、プロジェクタ１００ａは入力画像２００から表示領域２０１の部分を切り出し、２０１の領域の画像を画像処理部１０３に出力する。一方、マルチ表示モードではない場合は、プロジェクタ１００ａは入力画像２００をそのまま画像処理部１０３に出力する。

画像処理部１０３は、画質を補正する処理として、切り出した画像に対して色補正、輪郭強調、ノイズ除去処理などのうち少なくともいずれかの画像処理を行う。また、画像処理部１０３はガンマ処理部１０４を備えている。ガンマ処理部１０４は、後述するガンマ特性決定部１０８で決定したガンマ特性に応じてガンマ補正処理を行う。画像処理部１０３において処理された画像データは投影部１０５に出力される。投影部１０５は不図示の液晶パネルに画像を形成し、液晶パネル上に形成した画像を不図示の光源から発せられた光によりスクリーン等に画像を投影し表示する。また、画像出力部１０６は入力された入力画像を接続されたプロジェクタ１００ｂに出力する。

画像解析領域設定部１０９は、プロジェクタの表示状態に応じて入力画像の解析領域を設定する。この画像解析領域設定部１０９での処理について図５を参照して説明する。なお、以下に説明する処理は、制御部１１１がＲＯＭ１１３に格納された制御プログラムをＲＡＭに読み出し、画像解析領域設定部１０９に実行させることにより実現される。

図５において、ステップＳ５０１ではマルチ表示モードであるか判定する。マルチ表示モードであればステップＳ５０２に進み、そうでなければステップＳ５０３に進む。ステップＳ５０２では入力画像全体を画像解析領域に設定する。ここで画像解析領域について説明する。図６（ａ）は図２と同様にマルチ表示モードの画像を示している。マルチ表示モードの場合は、入力画像全体である２００と同じ領域である６０１を画像解析領域に設定する。これにより、例えば、プロジェクタ１００ａは２０１の領域のみを表示するが、画像を解析する領域は６０１に示すように入力画像２００の全体となる。協働してマルチ表示している他のプロジェクタ１００ｂ〜１００ｄも同様に入力画像全体を解析領域に設定する。

一方、ステップＳ５０３では、各プロジェクタ１００ａ〜１００ｄが表示する範囲を画像解析領域に設定する。すなわち、画像切り出し部１０２で切り出した領域が画像解析領域となる。図６（ｂ）は１台のプロジェクタで１つの画像を投影している状態を示している。図６（ｂ）において２００は入力画像全体を示しており、６０２は画像切り出し部１０２で切り出す表示画像領域を示している。ここでは表示画像領域６０２を画像解析領域に設定する。また、画像切り出し部１０２で画像の切り出しを行わなかった場合は、入力画像全体２００を画像解析領域とする。ステップＳ５０４では上記のように設定された画像解析領域を画像解析部１０７に設定する。

上記のように、マルチ表示モードの場合には画像解析領域設定部１０９は各プロジェクタが表示する領域に関係なく入力画像全体を画像解析領域に設定する。これにより、マルチ表示モードであるプロジェクタ全てが、入力画像全体を共通の画像解析領域として設定することになり、プロジェクタ間で画像解析する領域が等しくなる。一方、マルチ表示モードでない場合には各プロジェクタが表示する領域を解析領域に設定する。

画像解析部１０７は、画像入力部１０１から出力された画像から輝度のヒストグラムを算出する。輝度のヒストグラムを生成する領域は前述の画像解析領域設定部１０９で設定された領域となる。生成した輝度ヒストグラムはガンマ特性決定部１０８へ出力される。ガンマ特性決定部１０８は入力された輝度ヒストグラムに基づきガンマ特性を決定し、ガンマ処理部１０４に設定する。

ガンマ特性の決定方法について図７を参照して説明する。図７はガンマ処理の特性として輝度信号の入出力特性を示している。例えば、入力画像のヒストグラムにおいて暗いシーンであると判定した場合（低輝度に分布が集中している）、７０１に示すように、黒部分の階調が出るようなガンマ特性に決定する。一方、入力画像のヒストグラムから明るいシーンであると判定した場合（高輝度に分布が集中している）は、７０２に示すように高輝度部分がつぶれずに階調が出るようなガンマ特性に決定する。決定したガンマ特性はガンマ処理部１０４へ出力される。なお、輝度ヒストグラムとガンマ特性の関係は各プロジェクタで共通であり、同じ輝度ヒストグラムからは共通のガンマ特性に決定される。すなわち、マルチ表示モードである各プロジェクタ１００ａ〜１００ｄは、前述のように共通の画像解析領域から共通の輝度ヒストグラムが生成されるため、全てのプロジェクタ１００ａ〜１００ｄに共通のガンマ特性が設定される。一方、マルチ表示モードではないプロジェクタは従来例と同様に自機が表示する画像を最適にするようなガンマ特性が設定される。上記のように設定されたガンマ特性に従い、ガンマ処理部１０４が実行するガンマ処理について前述した通りである。

以上の実施形態では、画像を解析し適応処理を行い、画像を投影するプロジェクタについて説明した。

本実施形態におけるプロジェクタは、複数のプロジェクタが協働して１つの画像を表示しているマルチ表示モードであるか否かで、画像を解析する解析領域を制御した。複数のプロジェクタの各々が１つの画像の一部分をそれぞれ投影することにより１つの画像を表示する場合は、入力画像全体を画像解析領域とし、１台のプロジェクタで投影する場合には表示する画像領域を画像解析領域とした。

これにより、複数のプロジェクタで協働してマルチ表示を行う場合において、各プロジェクタが共通の画像解析範囲から輝度ヒストグラムを生成し、全てのプロジェクタで共通のガンマ処理を行うことができる。その結果、各プロジェクタ間での処理のばらつきを低減させることができる。

なお、本実施形態では、画像解析部１０７において、入力画像の輝度ヒストグラムを生成し、輝度ヒストグラムに基づきガンマ特性を決定したが、輝度ヒストグラム以外の情報を生成し、その情報に応じてガンマ特性を決定しても構わない。すなわち入力画像の特徴を示す情報であればどのような情報を用いてもかまわない。例えば、画像解析領域内の輝度平均値や最大、最小輝度値などを用いてガンマ特性を決定する構成をとることも可能である。

また、本実施形態では、シーン適応処理としてガンマ処理を適応的に制御する例を説明したが、画像の特性を解析して適応的に処理する処理であればガンマ以外の処理にも適用することが可能である。例えば、色処理、輪郭強調処理、ノイズ除去処理に適用することが可能である。

色処理の場合は、輝度ヒストグラムの替わりに彩度ヒストグラムを算出し、彩度が高い画像の場合は、高彩度部の色の階調が出る制御を行う。これにより、高彩度部分がつぶれることを防ぐことができる。輪郭強調処理の場合は、周波数特性のヒストグラムを算出し、高周波数成分が多い画像の場合は強調協調を強くする制御を行う。これにより、画像の解像感を高めることができる。

また、ノイズ除去の場合は、画像フレーム間の差分ヒストグラムを算出し、画像に時間的な動きがあるか解析する。解析の結果、画像に動きがない場合は時間方向にローパスフィルタをかけて、ノイズを除去する。一方、画像に動きがある場合は、時間方向にローパスフィルタを欠けると残像がでるため空間方向にローパスフィルタをかける。画像の動きに適応してノイズ除去を行うことでより、ノイズ除去の効果を向上させることが可能である。

本実施形態のように、複数のプロジェクタが協働して１つの画像を表示するマルチ表示モードの場合に共通の画像解析領域を設定し、各プロジェクタで共通の画像処理を行う形態であればどのような画像処理を行う構成であっても構わない。

また、本実施形態では、マルチ表示モードの場合は画像解析領域を入力画像全体に設定する場合を例に説明したが、入力画像の特徴を示す領域であればどのような領域であってもよい。例えば、図８に示すように、マルチ表示モードの場合の解析領域を８０１のように入力画像の中心付近に設定することも可能である。この場合は、各プロジェクタ間でマルチ表示モードの時の解析領域情報を予め通信して揃えておくことが必要となる。

また、本実施形態では、プロジェクタを４台接続し、入力画像データを４つに分割する例について説明したが、複数のプロジェクタを用いるのであれば何台であっても構わない。

［実施形態２］実施形態１では、複数のプロジェクタの各々が１つの画像の一部分をそれぞれ投影することにより１つの画像を表示する場合は、画像解析領域を入力画像全体に設定し、各プロジェクタが共通の画像解析領域を持つ例を説明した。本実施形態ではマルチ表示モードであっても、それぞれのプロジェクタが個別の解析領域を設定する例について説明する。

本実施形態におけるプロジェクタの構成は図１に示した構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。ただし、本実施形態では、４台を超える台数（例えば、１６台以上）のプロジェクタが接続されるものとする。

本実施形態では、画像解析領域設定部１０９およびガンマ特性決定部１０８での処理が実施形態１と異なる。

まず、本実施形態における画像解析領域設定部１０９での処理について図９を参照して説明する。なお、以下に説明する処理は、制御部１１１がＲＯＭ１１３に格納された制御プログラムをＲＡＭに読み出し、画像解析領域設定部１０９に実行させることにより実現される。

図９において、ステップＳ９０１ではプロジェクタがマルチ表示モードであるか判定する。マルチ表示モードであればステップＳ９０２に進み、マルチ表示モードでなければステップＳ９０５に進む。ステップＳ９０２では協働してマルチ表示しているプロジェクタの数が所定の閾値以上であるか判定する。本実施形態では、閾値を１６とし、１６台以上のプロジェクタが協働して１つの画像を表示している場合はステップＳ９０３に、１６台よりも少ない数が協働している場合はステップＳ９０４に進む。

ステップＳ９０３では、各プロジェクタが表示する表示画像領域よりも上下左右に所定の範囲広い領域を画像解析範囲に設定する。

ステップＳ９０３での処理について図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は１つの画像を１６台のプロジェクタで分割して表示している状態を示している。図１０の１０００は入力画像全体、１００１〜１０１６は１６台の各プロジェクタが表示している画像領域を示している。各プロジェクタは、自機が表示する画像領域よりも所定の範囲広い領域を画像解析範囲に設定する。例えば、図１１（ａ）の１１０１は図１０の１００６の領域を表示するプロジェクタの画像解析範囲、図１１（ｂ）の１１０２は図１０の１０１０の領域を表示するプロジェクタの画像解析範囲をそれぞれ示している。いずれもプロジェクタが表示を担当する領域よりも広い範囲を画像解析範囲としている。このように、各プロジェクタで解析範囲を変化させることで、画像中の一部が暗い（明るい）などの局所的な特徴に応じた局所処理が可能となる。具体的には、１つの画像の中で明るい領域は高輝度の階調が出るようにガンマ特製を制御し、暗い領域は低輝度の階調が出るようにガンマ特性を制御する。また、隣接するプロジェクタ同士が画像解析範囲の多くを共有することで、輝度ヒストグラムに大きな差が生じずに隣接プロジェクタ同士のガンマ特性の差は少なくなる。

ステップＳ９０４では入力画像全体を解析領域に設定する。ここでの処理は、実施形態１の図５のステップＳ５０２での処理と同様である。すなわち、入力画像全体に合わせた統一的なガンマ処理を行うための画像解析範囲にする。

このようにプロジェクタの数が少ない（分割数が少ない）場合に、入力画像全体に合わせた統一的なガンマ特性を設定する理由について説明する。プロジェクタの数が少ない場合は、１つの入力画像を局所に細かく分割することができず、局所的な処理が困難となる。そのため、分割数が少ない場合は実施形態１と同様に入力画像全体を最適化する１つのガンマ特性を生成する。

一方、ステップＳ９０５では、プロジェクタが切り出して表示する範囲のみを画像解析領域に設定する。ここでの処理は、実施形態１の図５のステップＳ５０２での処理と同様である。すなわち、画像切り出し部１０２で切り出したプロジェクタが表示する画像領域が画像解析領域となる。ステップＳ９０６では上記のように設定された画像解析領域を画像解析部１０７に設定する。

以上のように、本実施形態における画像解析領域設定部１０９はマルチ表示モードの時にプロジェクタの数（画像の分割数）に応じて画像の解析領域を変更する。プロジェクタの数が多い場合は画像の局所毎に最適なシーン適応処理を行うような画像解析領域に設定する。一方、プロジェクタの数が少ない場合は局所的な処理が困難であるため処理入力画面全体の特徴を解析できる画像解析領域に設定する。一方、マルチ表示モードではない場合にはプロジェクタが表示する領域のみを解析領域に設定する。また、本実施形態では、マルチ表示モードにおいて、プロジェクタの数（画像の分割数）に応じて画像の解析領域を変更する例について説明する。しかし、例えば、画像解析部１０７により処理可能な画素数と、分割数に応じて、画像解析領域を変更してもよい。

前述のように画像解析領域設定部１０９で設定された画像解析領域は画像解析部１０７に設定され、各プロジェクタにおいて画像解析領域の輝度ヒストグラムが生成され、ガンマ特性決定部１０８に出力される点は実施形態１と同様である。

次に、本実施形態におけるガンマ特性決定部１０８での処理について図１２を参照して説明する。なお、以下に説明する処理は、制御部１１１がＲＯＭ１１３に格納された制御プログラムをＲＡＭに読み出し、ガンマ特性決定部１０８に実行させることにより実現される。

図１２において、ステップＳ１２０１では、画像解析部１０７から出力された輝度ヒストグラムに基づきガンマ特性を決定する。ガンマ特性としては図１３に示すような予め用意された例えば１０段階の特性の中から１つに決定する。図１３においてガンマ特性が１に近いほど低輝度部の階調を重視したガンマ特性になっており１０に近いほど高輝度部の階調を重視したガンマ特性になっている。

ステップＳ１２０２では、複数のプロジェクタが協働するマルチ表示モードであるか判定する。マルチ表示モードの場合はステップＳ１２０３へ進み、マルチ表示モードでない場合はステップＳ１２０６に進む。ステップＳ１２０３では、自機が表示する画像領域の上下左右の画像領域を表示するプロジェクタのガンマ特性を取得する。図１４は図１０と同様に１つの画像を１６台のプロジェクタで表示する分割画像領域とそれぞれの領域のガンマ特性を示している。図１４の１４０１〜１４１６は１６台の各プロジェクタが表示している画像領域を示している。

ステップＳ１２０３では、例えば、自機が画像１４０６を投影するプロジェクタである場合、その上下左右の画像１４０２、１４０５、１４０７、１４１０を投影するプロジェクタからガンマ特性情報を通信部１１０を介して取得する。そして、取得した各ガンマ特性情報の平均値を算出する。この場合、ガンマ特性は５、６、４、３であるため平均値は４．５となる。ステップＳ１２０４では、上下左右のガンマ特性の平均値と自機のガンマ特性の平均値との差分を算出する。差分が閾値以上である場合はステップＳ１２０５、差分が閾値より小さい場合はステップＳ１２０６へ進む。

本実施形態では差分の閾値を２とした場合を例に説明する。前述の画像１４０６を投影するプロジェクタの場合、自機のガンマ特性は５、周囲のガンマ特性は４．５である。そのため差分は０．５となり閾値の２よりも小さいためステップＳ１２０６へ進む。一方、図１４の画像１４１１では上下左右のガンマ特性の平均値が３．５、自身のガンマ特性が６であるため、差分は２．５となり閾値の２よりも大きくなるためステップＳ１２０５へ進む。ステップＳ１２０５ではガンマ特性が上下左右の画像領域でのガンマ特性の平均値との差が２以下になるように補正する。図１４の画像１４１１では、ガンマ特性を上下左右の平均値３．５との差が２以下になるように補正する。この場合はガンマ特性６から５に補正することで平均値３．５との差が２以下になる。上述のように補正したガンマ特性をガンマ処理部１０４に設定するガンマ特性として決定する。ステップＳ１２０６では、輝度ヒストグラムから算出したガンマ特性値（図１４に示す特性値）をそのままガンマ処理部１０４で用いるガンマ特性として決定する。ステップＳ１２０７では決定したガンマ特性値をガンマ処理部１０４に設定する。

なお、ガンマ特性決定部１０８によって決定されたガンマ特性に従ってガンマ処理部１０４がガンマ処理を行い、投影部１０５が画像を表示する処理は実施形態１と同様であるため、説明は省略する。

以上の実施形態では、複数のプロジェクタが協働して１つの画像を投影するマルチ表示モードの場合に、使用するプロジェクタの数（画像の分割数）に応じて画像解析領域を変更した。画像の分割数が多い場合は、画像解析領域を制御することで局所的にガンマ特性を変更するとともに隣接する画像間はガンマ特性の差を小さくすることが可能となる。分割数が少ない場合は、局所的な制御が困難であるため、全てのプロジェクタで共通のガンマ特性なるように画像解析領域を共通化する。また、隣接する画像間でガンマ特性の差が大きい場合は差が小さくなるように補正する構成とした。これにより隣接画像間でガンマ特性の違いから生じる階調の不連続性を低減することが可能となる。

なお、上記実施形態では、上下左右の画像を表示するプロジェクタのガンマ特性を参照し補正する例について説明したが、上下左右だけに限定するものではなく、周辺の画像であればどのガンマ特性を用いてもかまわない。例えば、斜めに接する画像を表示するプロジェクタのガンマ特性を参照してもかまわない。

また、ガンマ特性の補正方法も周囲のガンマ特性の平均値との差分を閾値以下にすることに限定するものではなく、周辺の画像とガンマ特性の差が少なくする方法であればどのような方法を用いてもかまわない。例えば周辺画像のガンマ特性の中で最も多いものにあわせる方法をとることも可能である。

［実施形態３］実施形態２では、複数のプロジェクタが協働して表示するマルチ表示モードの場合に、協働するプロジェクタの数（画像の分割数）に応じて、画像解析領域を制御した。本実施形態では画像の投影サイズに応じて画像の解析領域を制御する例について説明する。

本実施形態におけるプロジェクタの構成は図１と同様であるため、詳細な説明は省略する。また、各ブロックの動作もほとんどは実施形態１、２と同じである。本実施形態では、図１における画像解析領域設定部１０９での処理が実施形態２と異なる。

本実施形態における画像解析領域設定部１０９での処理について図１５を参照して説明する。なお、以下に説明する処理は、制御部１１１がＲＯＭ１１３に格納された制御プログラムをＲＡＭに読み出し、画像解析領域設定部１０９に実行させることにより実現される。

図１５において、ステップＳ１５０１では複数のプロジェクタが協働して１つの画像を表示するマルチ表示モードであるか判定する。マルチ表示モードであればステップＳ１５０２に進み、そうでなければステップＳ１５０５に進む。ステップＳ１５０２では画像の表示サイズが所定の閾値以上であるか判定する。この場合、制御部１１１は予め投影部１０５から焦点距離と光学特性を取得し、それらの情報に基づき画像の表示サイズを算出している。画像解析領域設定部１０９は制御部１１１から画像の表示サイズの情報を取得し、その情報から判定する。

ステップＳ１５０３では、各プロジェクタが表示する表示領域よりも上下左右に所定の範囲広い領域を画像解析範囲に設定する。この処理は実施形態２で説明した図９のステップＳ９０３での処理と同様である。すなわち、各表示画像に合わせた局所的なシーン適応処理を行うための画像解析範囲にする。

ステップＳ１５０４では入力画像全体を解析領域に設定する。この処理は実施形態２で説明した図９のステップＳ９０４での処理と同様である。すなわち、入力画像全体に合わせた統一的なシーン適応処理を行うための画像解析範囲にする。

一方、ステップＳ１５０５では、プロジェクタが表示する画像領域のみを画像解析領域に設定する。ここでの処理は、実施形態２の図９のステップＳ９０５での処理と同様である。すなわち、プロジェクタの表示画像領域に合わせたシーン適応処理を行うための画像解析範囲にする。

ステップＳ１５０６では上記のように設定された画像解析領域を画像解析部１０７に設定する。

上記のように表示画像サイズに応じて、画像解析領域を制御する理由について図１６を参照して説明する。

図１６は投影サイズを変化させたときのユーザとの位置関係を示しており、（ａ）は投影サイズが所定の閾値よりも大きい場合、（ｂ）は投影サイズが所定の閾値よりも小さい場合の例である。投影画像は３分割され、３台のプロジェクタで投影されているものとする。また、ユーザと投影面との距離は（ａ）、（ｂ）共に同程度であるとする。この場合、投影サイズが大きい（ａ）の場合は、ユーザは投影画像全体を見ることが難しく局所的な画像を見るケースが多くなる。そのため、投影サイズが大きい場合は各プロジェクタが表示する画像毎に適応した局所的なシーン適応処理を行うための画像解析領域を設定する。ただし、各プロジェクタが投影する画像部分だけを画像解析領域にすると、画像の境界のばらつきが目立つため、表示画像領域よりも上下左右に広い領域を画像解析領域にする。この処理は実施形態２と同様である。一方、投影サイズが小さい（ｂ）の場合は、ユーザは投影画像全体を容易に見ることができる。そこで、投影サイズが小さい場合は、全てのプロジェクタで統一したシーン適応処理を行うような画像解析領域を設定する。すなわち、全てのプロジェクタが入力画像全体を画像解析領域とするように設定する。

なお、画像解析領域設定部１０９で設定された画像解析領域は画像解析部１０７に設定され、各プロジェクタにおいて画像解析領域の輝度ヒストグラムが生成され、ガンマ特性決定部１０８に出力される点は実施形態２と同様である。また、ガンマ特性決定部１０８での処理も実施形態２と同様であるため説明は省略する。

本実施形態では、複数のプロジェクタが協働して１つの画像を投影する場合に、投影サイズに応じて、画像解析領域を制御した。画像のサイズが多い場合は、画像解析領域を制御することで局所的にガンマ特性を変更する。画像サイズが小さい場合は、入力画像全体を画像解析領域として各プロジェクタ間で共通のガンマ特性にする。これにより隣接画像間でガンマ特性の違いから生じる階調の不連続性を低減しつつ、ユーザが画像の局所を見るような場合は局所的なシーン適応処理を行い見やすくすることが可能となる。

なお、上記実施形態では、画面サイズに基づいて画像解析領域を設定していたが、画像サイズ以外にユーザと投影画面との間の距離情報を利用して画像解析領域を設定する構成をとることも可能である。この場合について図１７を用いて説明する。図１７はユーザの位置が変化した場合の、ユーザからの表示画像の見え方を示した図である。図１７において１７０１はカメラである。投影画像は３分割され、３台のプロジェクタで投影されている点は図１６と同様である。投影面に設置されたカメラ１７０１は撮影した映像からユーザと投影面の距離をモニタリングしている。そしてユーザと投影面の距離情報を各プロジェクタに送信する。各プロジェクタはユーザと投影面の距離情報を画像解析領域設定部１０９に送信する。画像解析領域設定部１０９は、取得した距離情報に基づき画像解析領域を設定する。

図１７（ａ）に示すようにユーザと投影面との距離が近い場合は、ユーザが投影画面全体を見ることが少なくなり、画像の一部だけを見ることが多くなる。そこで、図１５のステップＳ１５０３で説明したように局所的なシーン適応処理を行うための画像解析領域に設定する。一方、図１７（ｂ）に示すようにユーザと投影面との距離が遠い場合は、ユーザは投影画面全体を見る場合が多いと考えられる。そこで、図１５のステップＳ１５０４で説明したように入力画像全体に対して適応するような画像解析領域を設定する。

上記各実施形態では、本発明の画像表示装置をプロジェクタに適用した例を説明したが、例えば、テレビジョン受像機などに適用することもできる。

［他の実施形態］本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上記実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）をネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムコードを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

Claims

表示装置であって、
表示手段と、
画像を受信する受信手段と、
前記表示装置が、１つ以上の外部表示装置及び前記表示手段によって一つの画像を表示するためのマルチ表示モードである場合、前記表示装置と前記表示装置に接続されている１つ以上の外部表示装置とを含む装置の数が所定の数以上か否かに基づいて、前記表示手段によって表示される対象となる画像よりも所定の範囲大きく、かつ、前記受信手段によって受信された画像全体よりも小さい画像が含まれるように前記受信手段によって受信された画像に対する解析領域を設定するか、前記受信手段によって受信された画像全体が含まれるように前記受信手段によって受信された画像に対する解析領域を設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された解析領域に対応する画像の解析結果に基づいて、前記表示手段によって表示される対象となる画像に対して画像処理を行う画像処理手段と
を有し、
前記設定手段は、前記表示装置が前記マルチ表示モードであり、かつ、前記表示装置と前記表示装置に接続されている１つ以上の外部表示装置とを含む装置の数が前記所定の数以上である場合、前記表示手段によって表示される対象となる画像よりも前記所定の範囲大きく、かつ、前記受信手段によって受信された画像全体よりも小さい画像が含まれるように前記受信手段によって受信された画像に対する解析領域を設定し、
前記設定手段は、前記表示装置が前記マルチ表示モードであり、かつ、前記表示装置と前記表示装置に接続されている１つ以上の外部表示装置とを含む装置の数が前記所定の数以上でない場合、前記受信手段によって受信された画像全体が含まれるように前記受信手段によって受信された画像に対する解析領域を設定することを特徴とする表示装置。
前記画像処理手段は、前記設定手段により設定された解析領域に対応する画像の解析結果に基づいて、ガンマ処理、色処理、輪郭強調処理及びノイズ除去処理の少なくとも一つを含む画像処理を前記表示手段によって表示される対象となる画像に対して行うことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
表示装置であって、
表示手段と、
画像を受信する受信手段と、
前記表示装置が、１つ以上の外部表示装置及び前記表示手段によって一つの画像を表示するためのマルチ表示モードである場合、前記受信手段によって受信された画像のサイズが所定のサイズ以上か否かに基づいて、前記表示手段によって表示される対象となる画像よりも所定の範囲大きく、かつ、前記受信手段によって受信された画像全体よりも小さい画像が含まれるように前記受信手段によって受信された画像に対する解析領域を設定するか、前記受信手段によって受信された画像全体が含まれるように前記受信手段によって受信された画像に対する解析領域を設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された解析領域に対応する画像の解析結果に基づいて、前記表示手段によって表示される対象となる画像に対して画像処理を行う画像処理手段と
を有し、
前記設定手段は、前記受信手段によって受信された画像のサイズが前記所定のサイズ以上である場合、前記表示手段によって表示される対象となる画像よりも前記所定の範囲大きく、かつ、前記受信手段によって受信された画像全体よりも小さい画像が含まれるように前記受信手段によって受信された画像に対する解析領域を設定し、
前記設定手段は、前記受信手段によって受信された画像のサイズが前記所定のサイズ以上でない場合、前記受信手段によって受信された画像全体が含まれるように前記受信手段によって受信された画像に対する解析領域を設定することを特徴とする表示装置。
前記画像処理手段は、前記設定手段により設定された解析領域に対応する画像の解析結果に基づいて、ガンマ処理、色処理、輪郭強調処理及びノイズ除去処理の少なくとも一つを含む画像処理を前記表示手段によって表示される対象となる画像に対して行うことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。