JP6350356B2 - Image processing apparatus, projector, image processing method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、画像処理装置、プロジェクタ、画像処理方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to an image processing device, a projector, an image processing method, and a program.
特許文献1には、プロジェクタにおける画像処理方法が開示されている。特許文献1によると、プロジェクタの投射レンズや光源の影響により、画像の中央部の輝度が周辺部の輝度に比べて高くなる。そのため、特許文献1の画像処理方法では、画像信号を補正することで、画像の中央部の輝度が周辺部の輝度と等しくなるように画像の中央部の輝度を低くしている。具体的には、xy座標と補正量が関連付けられた補正テーブルを用いて、輝度を補正している。
ところで、近年、プロジェクタでHDR(High Dynamic Range)の画像のようにより明るく画像を表示する要求が高まっている。HDRとは、元となる映像の色や輝度、コントラスト、ダイナミックレンジなどを忠実に表示するものであり、従来に比較して広い色空間と明るさを持ち、色情報についてもビット数を拡張した画像であり、従来のディスプレイでは表示困難な画像である。そこで、より明るく画像を表示するため、スクリーンゲインの高いハイゲインスクリーンを利用することが多くなっている。ハイスクリーンゲインとは、拡散剤などの調整で光透過の指向性を鋭くしたスクリーンのことである。スクリーンゲインとは、スクリーンを透過した光のスクリーンに対する角度を視角として、輝度の角度分布を測定し、最も明るい角度と最も暗い角度の輝度値の比率で示したものである。ハイゲインスクリーンの場合、スクリーンに対して正面視 (視角0度)における輝度値がきわめて高く、視角の絶対値が大きくなるに従い輝度が低くなるスクリーンである。これによって、スクリーンを透過した光のスクリーンにおける輝度分布は、周辺部に対して中心部が高くなる。よって、スクリーン正面から視認している場合でも、画像内の位置に応じて輝度が不均一になってしまう。すなわち、均一な照度で画像を表示した場合でも、スクリーンの中央からユーザが視認しているとすると、画像の中央部分は明るくなり、周辺部分は暗くなってしまう。
By the way, in recent years, there has been an increasing demand for displaying a brighter image like an HDR (High Dynamic Range) image with a projector. HDR faithfully displays the color, brightness, contrast, dynamic range, etc. of the original video, has a wider color space and brightness than before, and has expanded the number of bits for color information. It is an image that is difficult to display on a conventional display. Therefore, in order to display a brighter image, a high gain screen having a high screen gain is often used. The high screen gain is a screen whose light transmission directivity is sharpened by adjusting a diffusing agent or the like. The screen gain is a luminance angle distribution measured with an angle of light transmitted through the screen with respect to the screen as a viewing angle, and expressed as a ratio of luminance values of the brightest angle and the darkest angle. In the case of a high gain screen, the brightness value in a front view (
特許文献1では、スクリーンにおける輝度分布については考慮されていないため、ハイゲインスクリーンを用いたプロジェクタに対しては適切に輝度を補正することができないという問題がある。さらに、特許文献1では、明るい中央部分の輝度が低くなるように画像信号を補正している。したがって、全体の輝度、特に中心部の輝度が低下してしまい、ハイゲインスクリーンを用いるメリットがなくなってしまう。
In
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、画像信号を適切に補正することができる画像処理装置、プロジェクタ、画像処理方法、プログラムを提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image processing apparatus, a projector, an image processing method, and a program capable of appropriately correcting an image signal.
本発明の一態様にかかる画像処理装置は、スクリーンに画像を投射するプロジェクタに用いられる画像信号を処理する画像処理装置であって、画像入力信号のアドレスに応じて、前記スクリーンにおける輝度分布を補正する補正値を取得する補正部と、前記画像入力信号にフィルタ処理を行うフィルタ部と、前記フィルタ処理が行われた信号に基づいて、前記補正値を変化させるための係数を算出する係数算出部と、前記係数及び前記補正値を用いて画像入力信号を補正して、画像出力信号を生成する信号生成部と、を備えたものである。 An image processing apparatus according to an aspect of the present invention is an image processing apparatus that processes an image signal used in a projector that projects an image on a screen, and corrects a luminance distribution on the screen according to an address of the image input signal. A correction unit that obtains a correction value to perform, a filter unit that performs a filter process on the image input signal, and a coefficient calculation unit that calculates a coefficient for changing the correction value based on the signal subjected to the filter process And a signal generator that corrects an image input signal using the coefficient and the correction value to generate an image output signal.
本発明の一態様にかかる画像処理方法は、スクリーンに画像を投射するプロジェクタに用いられる画像入力信号を処理する画像処理方法であって、画像入力信号のアドレスに応じて、前記スクリーンにおける輝度分布を補正する補正値を取得するステップと、前記画像入力信号にフィルタ処理を行うステップと、フィルタ処理が行われた信号に基づいて係数を算出するステップと、前記補正値及び前記係数を用いて画像入力信号を補正して、画像出力信号を生成するステップと、を備えたものである。 An image processing method according to an aspect of the present invention is an image processing method for processing an image input signal used in a projector that projects an image on a screen, and a luminance distribution on the screen is determined according to an address of the image input signal. Obtaining a correction value to be corrected; filtering the image input signal; calculating a coefficient based on the filtered signal; and inputting the image using the correction value and the coefficient. And correcting the signal to generate an image output signal.
本発明の一態様にかかるプログラムは、スクリーンに画像を投射するプロジェクタに用いられる画像入力信号を処理する画像処理方法をコンピュータに対して実行させるプログラムであって、前記画像処理方法が、画像入力信号のアドレスに応じて、前記スクリーンにおける輝度分布を補正する補正値を取得するステップと、前記画像入力信号にフィルタ処理を行うステップと、フィルタ処理が行われた信号に基づいて係数を算出するステップと、前記補正値及び前記係数を用いて画像入力信号を補正して、画像出力信号を生成するステップと、を備えているものである。 A program according to an aspect of the present invention is a program that causes a computer to execute an image processing method for processing an image input signal used in a projector that projects an image on a screen, and the image processing method includes: A correction value for correcting the luminance distribution on the screen according to the address of the image, a step of performing a filtering process on the image input signal, and a step of calculating a coefficient based on the signal subjected to the filtering process And correcting the image input signal using the correction value and the coefficient to generate an image output signal.
本発明によれば、画像信号を適切に補正することができる画像処理装置、プロジェクタ、画像処理方法、及びプログラムを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an image processing apparatus, a projector, an image processing method, and a program that can appropriately correct an image signal.
実施の形態1.
本実施の形態にかかる表示システムは、例えば、HDRの画像を表示する表示システムである。図1に、表示システムの全体構成を示す。表示システム100は、プロジェクタ10と、インターフェース部30と、処理装置40とを備えている。
The display system according to the present embodiment is, for example, a display system that displays an HDR image. FIG. 1 shows the overall configuration of the display system. The
プロジェクタ10は、HDR対応のディスプレイ(表示装置)であり、動画又は静止画の映像を表示する。例えば、プロジェクタ10は、16ビットのRGBの画像信号に基づいて、画像を表示する。
The
プロジェクタ10は、背面投射型のプロジェクタ(リアプロジェクタ)であり、投射部11と、投射レンズ12と、ミラー13と、スクリーン14とを備えている。なお、本実施の形態では、HDR対応のディスプレイが背面投射型のプロジェクタ10であるとして説明するが、前面投射型のプロジェクタであってもよい。すなわち、本実施の形態にかかる画像処理方法は、スクリーン上に画像を投射するプロジェクタ10における画像処理に適用することができる。画像処理を行うため、プロジェクタ10は後述する画像処理装置を備えている。
The
投射部11は、スクリーン14上に映像を投射するため、画像信号に基づいて投射光を生成する。例えば、投射部11は、光源、及び空間変調器を備えている。光源は、ランプ又はLED(Light Emitting Diode)などである。空間変調器は、LCOS(Liquid Crystal On Silicon)パネル、透過型液晶パネル、又は、DMD(Digital Mirror Device)などである。投射部11は、光源からの光を空間変調器で変調する。そして、空間変調器で変調された光が、投射レンズ12から投射光として出射される。投射レンズ12からの投射光は、ミラー13でスクリーン14の方向に反射されている。投射レンズ12は、複数のレンズを有しており、投射部11からの映像をスクリーン14上に拡大投影する。
The projection unit 11 generates projection light based on the image signal in order to project an image on the
プロジェクタ10は、縦横に所定の画素数を有しており、マトリクス表示を行う。具体的には、スクリーン14上に投影される画像において、各画素に対応する領域が所望の輝度となるように、投射部11は画像信号に基づいて光を変調する。各画素に対応する領域の輝度は、画像信号に応じて階調値が設定される。すなわち、画像信号は、画素アドレスに対応付けられた階調値を含んでいる。階調値が高い画素に対応する領域では輝度が高くなるように、投射部11が画像信号に基づいて光を変調する。このようにすることで、各画素に対応する階調値に応じた光をスクリーン14上に投射することができるため、所望の輝度の画像を表示することができる。なお、ここでは、画像入力信号における各画素に対応する階調値が8ビット(0〜255)であるとして説明する。
The
処理装置40は、例えばパーソナルコンピュータ(PC)等であり、CPU(Central Processing Unit)、メモリ、グラフィックカード、キーボード、マウス、入出力ポート(入出力I/F)等を備えている。映像入出力に関する入出力ポートは、例えば、HDMI(登録商標)(High Definition Multimedia Interface)、DisplayPort、DVI(Digital Visual Interface)、SDI(Serial Digital Interface)等である。処理装置40は、メモリやハードディスクなどに、映像ファイルを格納している。あるいは、処理装置40は、デジタルカメラであってもよい。処理装置40がデジタルカメラである場合、処理装置40は、撮像素子で取得した映像に対して所定の処理を行う。
The
インターフェース部30は、処理装置40とプロジェクタ10との間にインターフェースを有している。すなわち、インターフェース部30を介して、処理装置40とプロジェクタ10との間でデータが伝送される。具体的には、インターフェース部30は処理装置40の出力ポート、プロジェクタ10の入力ポート、及び、出力ポートと入力ポートを接続するAV(Audio Visual)ケーブル等を備えている。
The
処理装置40は、インターフェース部30に伝送される画像入力信号を生成する。具体的には、処理装置40は、メモリ等に映像ファイルを格納している。処理装置40は、映像ファイルに基づいて、インターフェース部30のインターフェースの規格に準拠した画像入力信号を生成する。そして、処理装置40は、インターフェース部30を介して、プロジェクタ10に画像入力信号を出力する。すなわち、インターフェース部30は、処理装置40で生成された画像入力信号をプロジェクタ10に伝送する。プロジェクタ10は、入力された画像入力信号に基づいて、画像出力信号を生成する。そして、プロジェクタ10は、画像出力信号に基づいて、映像を表示する。
The
スクリーン14は、例えば、所定の高いスクリーンゲイン値を有するハイゲインスクリーンである。ハイゲインスクリーンでは、拡散剤の指向性が強くなるなどの理由で、スクリーンに対する角度(以下、視角とする)に応じて輝度が異なる。ハイゲインスクリーンでは、通常、正面視(スクリーン14の面と正対する方向で、視角が0度)の場合の輝度が最も高く、視角の絶対値が大きくなるに従って輝度が低くなる輝度分布を有している。したがって、照度が均一な画像をスクリーン14に投射したとしても、スクリーン14では、視角に応じて輝度が変化する。
The
図2を用いて、正面視の場合の輝度分布について説明する。図2は、照度が均一な画像を投射した場合において、正面視でのスクリーン14上における輝度の分布を示す図である。図2において、点線が等輝度線となっている。図2は、X方向、及びY方向における輝度のプロファイルをそれぞれ示している。図2に示すように、スクリーン14において、中央部分では輝度が高く、端に行くほど、輝度が低くなっている。すなわち、均一な照度で画像を表示した場合でも、スクリーンの中央からユーザが視認しているとすると、画像の中央部分は明るくなり、周辺部分は暗くなってしまう。
The luminance distribution in the front view will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating a luminance distribution on the
そこで、本実施の形態では、スクリーン14の輝度分布を用いてユニフォミティ補正している。具体的には、図3に示す画像処理装置を用いて、スクリーン14のスクリーンにおける輝度分布に起因する輝度分布の不均一性を補正している。図3は、プロジェクタ10に用いられる画像信号を処理する画像処理装置20の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、画像処理装置20がプロジェクタ10に設けられているとして説明するが、画像処理装置20は、処理装置40に設けられていてもよい。さらには、画像処理装置20は物理的に単一な装置でなくてもよい。例えば、画像処理の一部が処理装置40によって行われ、残りが画像処理装置20によって行われていてもよい。
Therefore, in this embodiment, uniformity correction is performed using the luminance distribution of the
画像処理装置20は、フィルタ部21、係数算出部22、ルックアップテーブル(LUT)23、補正部24、検出感度入力部27、及び信号生成部29を備えている。信号生成部29は、演算部25、乗算器26を備えている。画像処理装置20には、画像入力信号が入力されている。画像入力信号は、RGBの階調データと同期信号syncとを含んでいる。階調データは、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の各画素アドレスの階調値を含んでいる。画像入力信号は、画像処理装置20で信号処理をされ画像出力信号として出力される。
The
ルックアップテーブル23には、スクリーン14の輝度分布に応じた補正値を格納している。ここでは、補正値は画素アドレス毎に算出されている。すなわち、ルックアップテーブル23では、画素アドレス毎に補正値が設定されている。この補正値に応じて、スクリーン14の輝度分布がユニフォミティ補正される。ここで、補正値は、あらかじめスクリーン14から視聴位置からの距離と、スクリーン14の大きさを取得しておき、スクリーン14の輝度分布から視聴位置における輝度分布として格納してもよい。
The lookup table 23 stores correction values corresponding to the luminance distribution of the
例えば、ユーザが正面視で視認する場合、白表示における輝度分布は図2のようになる。図2に示す輝度分布における輝度の逆数が補正値として設定される。図4にルックアップテーブル23に格納された補正値のプロファイルを示す。図4において、横軸がスクリーン14の水平位置であり、縦軸が補正値となっている。図4に示すように中心における補正値が1となり、端に行くにしたがって補正値が大きくなっていく。
このように、ルックアップテーブル23は、スクリーン14の輝度分布に応じた補正値を格納している。なお、スクリーン14の輝度分布は、実際の測定により求めてもよく、スクリーン14のスクリーンゲインの仕様値から算出してもよい。また、スクリーン14を変えた場合、補正値を含むルックアップテーブル23も変更する。
For example, when the user visually recognizes the front view, the luminance distribution in the white display is as shown in FIG. The reciprocal of the luminance in the luminance distribution shown in FIG. 2 is set as the correction value. FIG. 4 shows a profile of correction values stored in the lookup table 23. In FIG. 4, the horizontal axis represents the horizontal position of the
As described above, the lookup table 23 stores a correction value corresponding to the luminance distribution of the
図3に示すように、補正部24には、同期信号syncが入力されている。同期信号syncは垂直同期信号、及び水平同期信号を含んでいる。したがって、同期信号syncを用いることで、現在入力されている画像入力信号の画素アドレスが求められる。
As illustrated in FIG. 3, the synchronization signal sync is input to the
補正部24は、ルックアップテーブル23から、補正値を取得する。すなわち、補正部24は、画素アドレスに対応する補正値をルックアップテーブル23から読み出す。補正値は、輝度分布を基にしてユニフォミティ補正するために用いられる。補正部24は、補正値Bを演算部25に出力する。
The
フィルタ部21は、画像入力信号に対してフィルタ処理を行う。具体的には、フィルタ部21には、画像入力信号の階調データと、同期信号syncが入力されている。そして、フィルタ部21には、LPF(ローパスフィルタ)が設定されている。フィルタ部21は、例えば、2次元のLPFを用いて、画像入力信号の階調データの階調値に対してフィルタ処理を行っている。階調値に対してLPFを適用することで、画像をぼかすことができる。また、フィルタ部21は、例えば、周辺画素の平均値を求める平均値フィルタを用いてもよい。 フィルタ部21は、16×16画素の平均値を求める。フィルタ部21は、フィルタ処理が行われた信号の階調値をフィルタ値として係数算出部22に出力する。
The
さらに、検出感度入力部27は、フィルタ処理におけるパラメータをフィルタ部21に入力している。例えば、フィルタ部21が画像入力信号の階調値にLPFを適用する場合、LPFにおけるフィルタリングサイズをフィルタ部21に入力する。フィルタリングサイズが大きい場合、画像のぼかし度合いが強くなる。したがって、全体的に輝度が下がるため、フィルタリング画像は、全体的に低輝度側に寄る。一方、フィルタリングサイズが小さい場合、画像のぼかし度合いが弱くなる。したがって、全体的に輝度があまり下がらないため、フィルタリング画像は、低輝度側に寄る度合いが小さくなる。
Further, the detection
このように、フィルタリングサイズが検出感度のパラメータとして、検出感度入力部27からフィルタ部21に入力されている。なお、ユーザが手動でパラメータを入力してもよいし、出荷時の初期設定でパラメータを設定してもよい。さらには、シーン判別によりパラメータを変更してもよい。シーン判別は既存の処理を用いることができ、例えば、暗い、明るい、逆光、人物、風景などによって、フィルタ処理のパラメータを変えるようにしてもよい。
Thus, the filtering size is input from the detection
係数算出部22は、フィルタ部21での処理結果に基づいて、係数Cを算出する。係数算出部22は、算出した係数Cを演算部25に出力する。係数算出部22における処理について、図5を示す。図5は、フィルタ部21から係数算出部22に入力された入力値IN(フィルタ値)と、係数算出部22から出力される出力値OUT(係数C)の関係を示すグラフである。
The
フィルタ部21から係数算出部22に入力されるフィルタ値を入力値IN(0〜255)として横軸に示し、係数算出部22から演算部25に出力される係数Cを出力値OUTとして縦軸に示している。入力値INが0〜128の場合、係数は1.0となる。入力値INが129〜255の場合、係数は、入力値INに対して本実施の形態ではリニアに減少する。ここで、係数の変化はノンリニアでもよい。そして、入力値INが255の場合、係数は0.0となる。このように、係数Cは、入力される階調値に応じて、0〜1の範囲で変化する。
The filter value input from the
このように、入力値INが変位点Pを越えるまで、出力値OUTは一定になっている。そして、閾値である変位点Pを越えると、入力値INの増加に応じて出力値OUTが本実施の形態ではリニアに減少している。ここで、出力値OUTの変化はノンリニアでもよい。このように、係数算出部22は、フィルタ部21で求められたフィルタ値と閾値(変位点P)とを比較し、フィルタ値が閾値より大きいか否かを判定している。係数算出部22は、フィルタ値が閾値以下の領域では係数を一定とし、フィルタ値が閾値よりも大きい領域ではフィルタ画像の階調値の増加に応じて徐々に減少する係数を設定する。
In this way, the output value OUT is constant until the input value IN exceeds the displacement point P. When the displacement point P, which is a threshold value, is exceeded, the output value OUT decreases linearly in the present embodiment as the input value IN increases. Here, the change in the output value OUT may be non-linear. Thus, the
よって、閾値までは係数が一定となり、閾値を越えるとフィルタ値に応じて係数Cが減少する。図5の例では、変位点P(閾値)が128となっているが、変位点Pは128に限られるものではない。このように、係数算出部22は、フィルタ処理された信号に基づいて、係数Cを算出する。係数Cが画素アドレス毎に算出される。
Therefore, the coefficient is constant up to the threshold value, and when the threshold value is exceeded, the coefficient C decreases according to the filter value. In the example of FIG. 5, the displacement point P (threshold value) is 128, but the displacement point P is not limited to 128. In this way, the
そして、係数算出部22は、階調値を増加させるための係数Cを演算部25に出力する。また、演算部25には、補正部24からの補正値Bも入力されている。演算部25は、補正値B、及び係数Cに基づいて、演算値Aを算出する。具体的には、演算部25は、下記の式(1)に基づいて、演算値Aを算出する。ここで、係数Cは0から1の範囲なので、補正値Bを総じて減少させるような係数である。
Then, the
A=(B−1.0)×C+1.0 ・・・(1) A = (B−1.0) × C + 1.0 (1)
演算部25は画素アドレス毎に演算値Aを算出する。演算部25は演算値Aを乗算器26に出力する。乗算器26には、画像入力信号の階調データが入力されている。乗算器26は、対応するアドレスの階調データの階調値と、演算値Aとを乗算することで、画像出力信号を生成する。演算値Aを階調値に乗算した値を階調値とする画像出力信号を乗算器26が出力する。
The
このように、演算部25と乗算器26は、係数C、及び補正値Bを用いて階調値を補正して、画像出力信号を生成する信号生成部29を構成する。そして、投射部11が画像出力信号の階調値に応じて、光を空間変調する。つまり、乗算器26から出力された画像出力信号の階調値に応じて投射部11からスクリーン14に所定の輝度の画像を投影する。すなわち、スクリーン14の各画素に対応する領域における輝度は、乗算器26からの画像出力信号の階調値に応じたものとなる。このようにすることで、適切に画像入力信号を補正することができる。よって、スクリーン14上の各画素に対応する領域では、係数、及び補正値に基づく演算値でユニフォミティ補正された画像が表示される。
Thus, the
上記のように、本実施の形態では、係数算出部22がフィルタ値に基づいて算出した係数Cを用いている。すなわち、演算部25と乗算器26は、係数C、及び補正値Bに基づく演算値Aによって、入力値INが閾値を越えるとフィルタ値に応じて係数Cが減少するように画像入力信号の階調値を補正している。よって、図6に示すように、スクリーン14の周辺部分での輝度をスクリーン14における輝度分布を基に補正することができ、入力値INが閾値を越えた場合にはさらに補正値を減少させることで入力値INによらず輝度が飽和しないようにすることができる。すなわち、スクリーン14の周辺部分での出力階調値(R’G’B’)が高くなるようにユニフォミティ補正が行われる。一方、スクリーン14の中心では補正値Bが1であるため、係数Cによらず、式(1)の演算値Aが1となる。よって、スクリーン14の中心部分での、白飛びするのを防ぐことができる。
As described above, in the present embodiment, the coefficient C calculated by the
上記の式(1)では、演算値Aが1以上となる。乗算器26は、1以上の演算値Aを入力階調値に乗じることで、出力階調値を求めている。したがって、ユニフォミティ補正により階調値が増加する。したがって、ユニフォミティ補正による輝度の低下を防ぐことができる。これにより、高い輝度での画像表示が可能になる。このように、本実施の形態によれば、適切に画像信号を補正することができる。スクリーン14に起因する輝度ムラを改善することができる。スクリーン14の中心部分における輝度を低下させずに、周辺部の輝度が最も輝度が高い中心部に揃えられ、明るく輝度分布の少ない画像を表示することができる。さらに、映像信号の輝度が閾値を越えた場合に補正値を減少させることで補正のし過ぎを抑制することができる。
In the above formula (1), the calculation value A is 1 or more. The
フィルタ部21でのフィルタ処理により、表示する画像のシーンを検出することができる。明るいシーンでは、ユーザの輝度ムラに対する視感度が低いため、係数が小さくなる。一方、暗いシーンでは、ユーザの輝度ムラに対する視感度が高いため、係数が大きくなる。このように、本実施の形態では、フィルタ処理によりシーンを検出して、検出したシーンに応じて補正値の補正量を制御している。したがって、適切に画像入力信号を補正することができる。また、補正部24は、階調値を、輝度分布における最高輝度値に補正する補正値を取得してもよい。このようにすることで、高い輝度での表示が可能となる。
The scene of the image to be displayed can be detected by the filter processing in the
実施の形態2.
実施の形態2にかかるプロジェクタ、及び画像処理方法について、図7を用いて説明する。図7は、プロジェクタ10に用いられる画像処理装置20の構成を示すブロック図である。本実施の形態では、画像処理装置20にAPL(Average Picture Level)検出部28が設けられている。なお、APL検出部28以外の構成については、実施の形態1と同様であるため説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
A projector and an image processing method according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of the
APL検出部28には、画像入力信号RGBの階調データが入力されている。APL検出部28は、階調データに基づいて、APL信号を生成する。ここで、APL検出部28は、例えば、1フレーム分の平均輝度に基づいて、APL信号を生成する。例えば、APL検出部28は、1フレームにおける階調値の平均値を平均輝度として求める。そして、輝度の最大値(255)に対する平均輝度の割合をAPL信号として出力する。APL信号は0〜100%の範囲となる。白フレーム表示の時、APL信号は100%となり、黒フレーム表示の時、APL信号は0%となる。
The
APL検出部28は、APL信号を係数算出部22に出力する。係数算出部22は、図5で示した閾値(変位点P)をAPL信号に応じて変更する。例えば、係数算出部22は、以下の式(2)に基づいて、変位点Pを算出している。
The
P=255−(255×APL)=255×(1−APL) ・・・(2) P = 255− (255 × APL) = 255 × (1-APL) (2)
APL信号が50%のとき、係数算出部22は、図5に示すグラフに従って係数Cを算出する。APL信号が90%の時、式(2)から変位点P=26となる。APL信号が90%の場合、係数Cを求めるためのグラフは、図8に示すようになる。APL信号が10%の時、式(2)から変位点P=230となる。APL信号が10%の場合、係数Cを求めるためのグラフは、図9に示すようになる。
When the APL signal is 50%, the
なお、式(2)は、APLが0の時は255で、APLが1(100%)の時は0となるような状態を含めた非線形性を有する数式に変更することが可能である。 The expression (2) can be changed to a mathematical expression having nonlinearity including a state that is 255 when APL is 0 and 0 when APL is 1 (100%).
このように、画像入力信号における平均輝度に応じて、変位点P(閾値)を変えている。このようにすることで、より適切に係数Cを算出することができる。すなわち、階調データの平均輝度が小さい場合、係数Cが最大(1)となる画素アドレスが多くなる。よって、より高い輝度での表示を行うことができる。一方、階調データの平均輝度が大きい場合、係数Cが最大となる画素アドレスが少なくなる。よって、白とびを防ぐことができ、適切にユニフォミティ補正を行うことができる。 As described above, the displacement point P (threshold value) is changed according to the average luminance in the image input signal. In this way, the coefficient C can be calculated more appropriately. That is, when the average luminance of the gradation data is small, the number of pixel addresses having the maximum coefficient C (1) increases. Therefore, display with higher luminance can be performed. On the other hand, when the average luminance of the gradation data is large, the number of pixel addresses having the maximum coefficient C decreases. Therefore, overexposure can be prevented, and uniformity correction can be performed appropriately.
実施の形態3.
本実施の形態にかかるプロジェクタ10について、図10を用いて説明する。本実施の形態では、プロジェクタ10の前面に、ユーザの位置を検出するセンサ15が設けられている。センサ15はスクリーン14に投射されている画像を視認するユーザの位置を検出する。例えば、センサ15はカメラ等を有しており、顔認識処理を行うことで、ユーザの顔位置を検出する。これにより、スクリーン14に対する視角を検出することができる。そして、プロジェクタ10は、センサ15で検出されたユーザの位置とスクリーン14との位置関係に基づいて、補正値を変更している。なお、センサ15は、ユーザに装着されていてもよい。なお、実施の形態1と重複する内容については、適宜説明を省略する。
A
図11を用いて、本実施の形態に係る画像処理について、説明する。図11は、プロジェクタ10に用いられる画像処理装置20を示すブロック図である。図11では、図3に示す構成に対して、センサ15とLUT取得部51が追加されている。センサ15、及びLUT取得部51以外の構成は、実施の形態1と同様であるため説明を省略する。
Image processing according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a block diagram showing an
センサ15は、上記のように、スクリーン14に対するユーザの位置を検出している。センサ15は、検出したユーザの位置とスクリーン14との位置関係からユーザの位置情報をLUT取得部51に出力する。LUT取得部51は、ユーザ位置情報に応じて、補正値を格納するLUTから取得する。たとえば、スクリーン14に対するユーザの位置に応じて、視角が変わる。したがって、LUT取得部51は、視角に応じた補正値を取得する。なお、LUT取得部51は、予め格納された複数のLUTから視角に応じて最適なLUTを選択するようにしてもよい。そして、ルックアップテーブル23は、LUT取得部51で取得されたLUTを格納する。
The
このように、本実施の形態では、スクリーン14に対するユーザの位置に応じて、補正値を変更している。このようにすることで、ユーザがどの方向から見た場合でも、高い輝度でスクリーン面内で均一に画像を表示することができる。すなわち、ユーザが移動した場合でも適切な補正を行うことができる。さらに、係数が乗じられた補正値を用いて、画像入力信号の階調値を補正しているため、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。もちろん、実施の形態2に係る画像処理装置20に、実施の形態3の構成、及び方法を適用してもよい。例えば、図11に示す構成に、図7のAPL検出部28を追加してもよい。
Thus, in the present embodiment, the correction value is changed according to the position of the user with respect to the
なお、実施の形態1〜3において、ユニフォミティ補正の有無を切替えるようにしてもよい。例えば、多数のユーザがスクリーン14の画像を視認する場合、ユーザに応じて視角が異なる。したがって、上記のユニフォミティ補正を行うと、一部のユーザに対しては適切な輝度で画像が表示されなくなってしまう場合がある。よって、ユーザが1人又は少人数の場合は、実施の形態1、2に示したユニフォミティ補正を行い、多数のユーザが視認する場合、ユニフォミティ補正を行わないようにしてもよい。また、センサ15によって、ユーザの数やユーザ毎の位置を検出して、その検出結果によって、ユニフォミティ補正の有無を切替えるようにしてもよい。
In the first to third embodiments, the presence / absence of uniformity correction may be switched. For example, when many users visually recognize the image on the
なお、画像処理装置20における処理は線形処理となる。したがって、図13に示すように、画像信号の前処理、及び後処理として、逆ガンマ補正、及びガンマ補正が行われている。画像処理装置20に入力される画像入力信号の階調値は逆ガンマ補正されている。すなわち、画像処理装置20で処理される階調値が輝度と線形となるように、予め逆ガンマ補正が施されている。そして、画像処理装置20では、輝度と線形な関係の階調値が処理される。また、画像処理装置20から出力された画像出力信号の階調値は、ガンマ補正された後、プロジェクタ10に出力される。逆ガンマ補正、及びガンマ補正では、1次元のルックアップテーブルが用いられる。
Note that the processing in the
上記処理のうちの一部又は全部は、コンピュータプログラムによって実行されてもよい。上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non−transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD−ROM(Read Only Memory)、CD−R、CD−R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(Random Access Memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。 Part or all of the above processing may be executed by a computer program. The programs described above can be stored and provided to a computer using various types of non-transitory computer readable media. Non-transitory computer readable media include various types of tangible storage media. Examples of non-transitory computer-readable media include magnetic recording media (for example, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (for example, magneto-optical disks), CD-ROMs (Read Only Memory), CD-Rs, CD-R / W, semiconductor memory (for example, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (Random Access Memory)). The program may also be supplied to the computer by various types of transitory computer readable media. Examples of transitory computer readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves. The temporary computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
10 プロジェクタ
11 投射部
12 投射レンズ
13 ミラー
14 スクリーン
15 センサ
20 画像処理装置
21 フィルタ部
22 係数算出部
23 ルックアップテーブル
24 補正部
25 演算部
26 乗算器
27 検出感度入力部
28 APL検出部
29 信号生成部
30 インターフェース部
40 処理装置
51 LUT取得部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
画像入力信号のアドレスに応じて、前記スクリーンにおける輝度分布を補正するために、前記スクリーンに応じた画素アドレス毎の補正値を取得する補正部と、
前記画像入力信号にフィルタ処理を行うフィルタ部と、
前記フィルタ処理におけるフィルタリングサイズを入力する検出感度入力部と、
前記フィルタ処理が行われた信号に基づいて、前記補正値を変化させるための係数を算出する係数算出部と、
前記係数、及び前記補正値を用いて画像入力信号を補正して、画像出力信号を生成する信号生成部と、を備えた画像処理装置。 An image processing apparatus that processes an image input signal used in a projector that projects an image on a screen,
A correction unit that acquires a correction value for each pixel address corresponding to the screen in order to correct the luminance distribution on the screen according to the address of the image input signal;
A filter unit that performs a filtering process on the image input signal;
A detection sensitivity input unit for inputting a filtering size in the filter processing;
A coefficient calculation unit that calculates a coefficient for changing the correction value based on the signal subjected to the filtering process;
An image processing apparatus comprising: a signal generation unit that generates an image output signal by correcting an image input signal using the coefficient and the correction value.
前記センサで検出されたユーザの位置とスクリーン位置とに応じて、前記補正値を変更している請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像処理装置。 A sensor for detecting the position of the user,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the correction value is changed according to a user position and a screen position detected by the sensor.
前記フィルタ処理が行われた信号の階調値が前記閾値以下の領域では、前記係数を一定とし、
前記フィルタ処理が行われた信号の階調値が前記閾値よりも大きい領域では、前記係数が前記フィルタ処理が行われた信号の階調値の増加に応じて徐々に減少するよう係数を算出する請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像処理装置。 The coefficient calculation unit compares a threshold value set in advance with a gradation value of the signal subjected to the filtering process,
In a region where the gradation value of the signal subjected to the filtering process is equal to or less than the threshold value, the coefficient is constant,
In a region where the gradation value of the signal subjected to the filtering process is larger than the threshold value, the coefficient is calculated so that the coefficient gradually decreases as the gradation value of the signal subjected to the filtering process increases. The image processing apparatus of any one of Claims 1-4.
前記画像処理装置で生成された画像出力信号に応じて、前記スクリーンに光を投射する投射部と、を備えたプロジェクタ。 The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 6,
A projector comprising: a projection unit that projects light onto the screen in accordance with an image output signal generated by the image processing device.
画像入力信号のアドレスに応じて、前記スクリーンにおける輝度分布を補正するために、前記スクリーンに応じた画素アドレス毎の補正値を取得するステップと、
前記画像入力信号にフィルタ処理を行うステップと、
前記フィルタ処理におけるフィルタリングサイズを入力するステップと、
フィルタ処理が行われた信号に基づいて係数を算出するステップと、
前記補正値、及び前記係数を用いて画像入力信号を補正して、画像出力信号を生成するステップと、を備えた画像処理方法。 An image processing method for processing an image input signal used in a projector that projects an image on a screen,
Obtaining a correction value for each pixel address corresponding to the screen in order to correct the luminance distribution on the screen according to the address of the image input signal;
Filtering the image input signal;
Inputting a filtering size in the filtering process;
Calculating a coefficient based on the filtered signal;
And correcting the image input signal using the correction value and the coefficient to generate an image output signal.
前記画像処理方法が、
画像入力信号のアドレスに応じて、前記スクリーンにおける輝度分布を補正するために、前記スクリーンに応じた画素アドレス毎の補正値を取得するステップと、
前記画像入力信号にフィルタ処理を行うステップと、
前記フィルタ処理におけるフィルタリングサイズを入力するステップと、
フィルタ処理が行われた信号に基づいて係数を算出するステップと、
前記補正値、及び前記係数を用いて画像入力信号を補正して、画像出力信号を生成するステップと、を備えている、プログラム。 A program for causing a computer to execute an image processing method for processing an image input signal used in a projector that projects an image on a screen,
The image processing method includes:
Obtaining a correction value for each pixel address corresponding to the screen in order to correct the luminance distribution on the screen according to the address of the image input signal;
Filtering the image input signal;
Inputting a filtering size in the filtering process;
Calculating a coefficient based on the filtered signal;
And correcting the image input signal using the correction value and the coefficient to generate an image output signal.
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