JP6361166B2 - Projector and image processing method in projector - Google Patents

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本発明は、プロジェクターに関し、特に台形補正を含む画像処理に関する。   The present invention relates to a projector, and more particularly to image processing including keystone correction.

プロジェクター等の投影装置からスクリーンに投影する場合、プロジェクターとスクリーンとの相対的な位置関係により、スクリーンに投影された画像に台形歪みが生じる場合がある。かかる場合に、スクリーンに投影される画像が原画像に近い状態で投影されるように、画像データを補間処理して台形歪みを是正する台形補正技術が利用されている(例えば特許文献1)。   When projecting onto a screen from a projection device such as a projector, trapezoidal distortion may occur in an image projected on the screen due to the relative positional relationship between the projector and the screen. In such a case, a trapezoid correction technique that corrects trapezoidal distortion by interpolating image data so that the image projected on the screen is projected in a state close to the original image is used (for example, Patent Document 1).

台形補正は、縮小変形を伴うので解像度が低下し、画像信号が本来備えている周波数帯域を表現できない場合がある。この場合、入力画像と出力画像との解像度の違いを考慮し、補間フィルタの周波数帯域を制限しないと、モアレ等のノイズを発生させるおそれがある。これに対し、モアレが発生しないように十分に強いローパスフィルタ(周波数帯域の制限)をかけることが提案されている(特許文献2)。   Since trapezoidal correction involves reduction and deformation, the resolution is lowered, and there are cases where the frequency band inherent to the image signal cannot be expressed. In this case, if the resolution difference between the input image and the output image is taken into consideration and the frequency band of the interpolation filter is not limited, noise such as moire may occur. On the other hand, it has been proposed to apply a sufficiently strong low-pass filter (frequency band restriction) so that moire does not occur (Patent Document 2).

特開2002−247614号公報JP 2002-247614 A 特開2001−78039号公報JP 2001-78039 A

しかしながら、ローパスフィルタを強くかけると、画像のぼやけが大きくなる。特に、台形歪みが小さく、無補正の状態からわずかにしか台形補正をかけない時に強いローパスフィルタをかけると、ぼやけが過度に大きくなり、ユーザーにとって、却って見づらい画像となるという課題がある。   However, if the low-pass filter is applied strongly, the image blur becomes large. In particular, when a strong low-pass filter is applied when the keystone distortion is small and the keystone correction is applied only slightly from the uncorrected state, there is a problem that the blur becomes excessively large and the image becomes difficult to see for the user.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

(1)本発明の一形態によれば、プロジェクターが提供される。このプロジェクターは、第1の画像に応じて投影面に投影される画像の台形補正を行うために、前記第1の画像を変形した第2の画像を、補間フィルタを用いた補間処理によって生成する台形補正部と、前記第2の画像を表す光を射出する光変調装置と、前記光変調装置からの光を前記投影面に投影する投影光学系と、を備え、前記台形補正部は、前記第1の画像内の所定の複数の点において、前記第1の画像から前記第2の画像に変形するときの縮小率を算出し、前記縮小率の最小値が大きいほど前記補間フィルタの帯域制限を弱めるように前記補間フィルタを調整する。この形態のプロジェクターによれば、台形補正をかける時のぼやけを目立たなくすると共に、モアレを抑えることが可能となる。   (1) According to one aspect of the invention, a projector is provided. The projector generates a second image obtained by deforming the first image by interpolation processing using an interpolation filter in order to perform trapezoidal correction of the image projected on the projection surface according to the first image. A trapezoidal correction unit; a light modulation device that emits light representing the second image; and a projection optical system that projects light from the light modulation device onto the projection surface. A reduction rate when transforming from the first image to the second image at a plurality of predetermined points in the first image is calculated, and the band limitation of the interpolation filter is increased as the minimum value of the reduction rate is larger. The interpolation filter is adjusted so as to weaken. According to this type of projector, it is possible to make blurring inconspicuous when applying keystone correction and to suppress moire.

(2)上記形態のプロジェクターにおいて、前記所定の複数の点は、前記第1の画像の4つの頂点であってもよい。台形補正においては、第1の画像の4つの頂点のいずれかにおいて、縮小率が最小となるので、所定の複数の点を第1の画像の4つの頂点とすることで、容易に縮小率の最小値を求めることができる。   (2) In the projector of the above aspect, the predetermined plurality of points may be four vertices of the first image. In the trapezoidal correction, the reduction ratio is minimized at any of the four vertices of the first image. Therefore, the reduction ratio can be easily set by setting a predetermined plurality of points as the four vertices of the first image. The minimum value can be obtained.

(3)上記形態のプロジェクターにおいて、前記縮小率の最小値が予め定められた閾値以上の場合には、前記縮小率の最小値が大きいほど、前記縮小率に対する前記補間フィルタのカットオフ周波数の比で表される調整係数を増加させて前記帯域制限を弱め、前記縮小率の最小値が前記閾値未満の場合には、前記調整係数を予め定められた値としてもよい。この形態のプロジェクターによれば、縮小率の最小値が大きくて台形補正における変形が小さい場合には、モアレが発生し難いため、帯域制限を弱めることにより、台形補正をかける時のぼやけを目立たなくすることを優先できる。   (3) In the projector of the above aspect, when the minimum value of the reduction ratio is equal to or larger than a predetermined threshold, the ratio of the cutoff frequency of the interpolation filter to the reduction ratio increases as the minimum value of the reduction ratio increases. When the band limitation is weakened by increasing the adjustment coefficient represented by the following formula, and the minimum value of the reduction ratio is less than the threshold, the adjustment coefficient may be a predetermined value. According to this type of projector, when the minimum value of the reduction ratio is large and the deformation in the trapezoidal correction is small, moire is unlikely to occur, so the blurring when applying the keystone correction becomes inconspicuous by reducing the band limitation. Priority can be given to doing.

(4)上記形態のプロジェクターにおいて、前記閾値は、前記プロジェクターの複数の投影モードに対して異なる値に設定されていてもよい。この形態のプロジェクターによれば、投影モード毎に、最適な、ぼやけとモアレの調整が可能となる。   (4) In the projector of the above aspect, the threshold value may be set to a different value for a plurality of projection modes of the projector. According to the projector of this aspect, it is possible to optimally adjust blur and moire for each projection mode.

(5)本発明の一形態によれば、プロジェクターにおける画像処理方法が提供される。この画像処理方法は、(a)第1の画像に応じて投影面に投影される画像の台形補正を行うために、前記第1の画像を変形した第2の画像を、補間フィルタを用いた補間処理によって生成する工程と、(b)第2の画像を表す光を光変調装置から射出する工程と、(c)前記光変調装置からの光を前記投影面に投影する工程と、を備え、前記工程(a)は、(a−1)前記第1の画像内の所定の複数の点において、前記第1の画像から前記第2の画像に変形するときの縮小率を算出する工程と、(aー2)前記縮小率の最小値が大きいほど前記補間フィルタの帯域制限を弱めるように前記補間フィルタを調整する工程と、を備える。この形態の画像処理方法によれば、縮小率の最小値が大きくて台形補正における変形が小さい場合には、モアレが発生し難いため、帯域制限を弱めることにより、台形補正をかける時のぼやけを目立たなくすることを優先できる。   (5) According to one aspect of the invention, an image processing method in a projector is provided. In this image processing method, (a) a second image obtained by deforming the first image is subjected to an interpolation filter in order to perform trapezoidal correction of the image projected on the projection surface according to the first image. A step of generating by interpolation processing, (b) a step of emitting light representing the second image from the light modulation device, and (c) a step of projecting light from the light modulation device onto the projection plane. The step (a) includes: (a-1) calculating a reduction ratio when the first image is transformed into the second image at a plurality of predetermined points in the first image; (A-2) adjusting the interpolation filter so that the band limitation of the interpolation filter is weakened as the minimum value of the reduction ratio increases. According to this form of the image processing method, when the minimum value of the reduction ratio is large and the deformation in the trapezoid correction is small, moire is unlikely to occur, so blurring at the time of applying the keystone correction is reduced by weakening the band limitation. Priority can be given to making it inconspicuous.

(6)上記形態の画像処理方法において、前記所定の複数の点は、前記第1の画像の4つの頂点であってもよい。台形補正においては、第1の画像の4つの頂点のいずれかにおいて、縮小率が最小となるので、所定の複数の点を第1の画像の4つの頂点とすることで、容易に縮小率の最小値を求めることができる。   (6) In the image processing method of the above aspect, the predetermined plurality of points may be four vertices of the first image. In the trapezoidal correction, the reduction ratio is minimized at any of the four vertices of the first image. Therefore, the reduction ratio can be easily set by setting a predetermined plurality of points as the four vertices of the first image. The minimum value can be obtained.

(7)上記形態の画像処理方法の前記工程(aー2)において、縮小率の最小値が予め定められた閾値以上の場合には、前記縮小率の最小値が大きいほど、前記縮小率に対する前記補間フィルタのカットオフ周波数の比で表される調整係数が増加されて前記帯域制限が弱められ、前記縮小率の最小値が前記閾値未満の場合には、前記調整係数が予め定められた値とされてもよい。この形態の画像処理方法によれば、縮小率の最小値が大きくて台形補正における変形が小さい場合には、モアレが発生し難いため、帯域制限を弱めることにより、台形補正をかける時のぼやけを目立たなくすることを優先できる。   (7) In the step (a-2) of the image processing method of the above aspect, when the minimum value of the reduction ratio is equal to or greater than a predetermined threshold, the larger the minimum value of the reduction ratio, the larger the reduction ratio. When the adjustment factor represented by the ratio of the cutoff frequency of the interpolation filter is increased to weaken the band limitation, and the minimum value of the reduction ratio is less than the threshold value, the adjustment factor is a predetermined value. It may be said. According to this form of the image processing method, when the minimum value of the reduction ratio is large and the deformation in the trapezoid correction is small, moire is unlikely to occur, so blurring at the time of applying the keystone correction is reduced by weakening the band limitation. Priority can be given to making it inconspicuous.

(8)上記形態の画像処理方法において、前記閾値は、前記プロジェクターの複数の投影モードに対して異なる値に設定されていてもよい。この形態の画像処理方法によれば、投影モード毎に、最適な、ぼやけとモアレの調整が可能となる。   (8) In the image processing method of the above aspect, the threshold value may be set to a different value for a plurality of projection modes of the projector. According to this form of the image processing method, it is possible to optimally adjust blur and moire for each projection mode.

本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、プロジェクターの他、プロジェクターにおける画像処理方法等、様々な形態で実現することができる。   The present invention can be realized in various forms, for example, in various forms such as an image processing method in a projector in addition to a projector.

本実施形態のプロジェクターとスクリーンを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the projector and screen of this embodiment. 画素と正規化周波数との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between a pixel and a normalization frequency. 理想的な補間フィルタのフィルタ特性を示すグラフである。It is a graph which shows the filter characteristic of an ideal interpolation filter. 具体的なフィルタ係数の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a specific filter coefficient. 図4のフィルタ係数を有する補間フィルタのフィルタ特性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the filter characteristic of the interpolation filter which has a filter coefficient of FIG. 図4に示すよりも帯域制限を強くかける場合に用いるフィルタ係数の一例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of a filter coefficient used when band limitation is applied more strongly than that illustrated in FIG. 図6のフィルタ係数を有する補間フィルタのフィルタ特性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the filter characteristic of the interpolation filter which has a filter coefficient of FIG. プロジェクターに入力される画像の周波数特性の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the frequency characteristic of the image input into a projector. 本実施形態におけるプロジェクターのブロック図である。It is a block diagram of the projector in this embodiment. 縮小率εの求め方を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows how to obtain | require the reduction rate (epsilon). フィルタ係数算出のフローチャートである。It is a flowchart of filter coefficient calculation. 最小縮小率εminとカットオフ周波数調整係数αとの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between minimum reduction rate (epsilon) min and cutoff frequency adjustment coefficient (alpha).

図1は、本実施形態のプロジェクターとスクリーン(投影面)を示す説明図である。本実施形態では、プロジェクター10からスクリーン20に画像(あるいは映像)を投影(投射)する。このとき、プロジェクター10とスクリーン20との相対的な位置関係により、スクリーン20に投影された画像Pic1(投影画像)が、台形、平行四辺形、あるいはそれ以外の四角形等に歪む場合がある。このような歪みを「台形歪み」と呼ぶ。かかる場合には、投影面上の投影映像に対し逆方向に歪ませた画像(以下、補正後画像ともいう)を、プロジェクター10内の液晶パネル等の光変調装置上で生成し、これを画像Pic2としてスクリーン20に投影することにより台形歪みを目立たなくさせる。この変形処理を台形補正と呼び、透視変換(射影変換)を利用して行われる。   FIG. 1 is an explanatory diagram showing a projector and a screen (projection surface) according to this embodiment. In the present embodiment, an image (or video) is projected (projected) from the projector 10 onto the screen 20. At this time, depending on the relative positional relationship between the projector 10 and the screen 20, the image Pic1 (projected image) projected on the screen 20 may be distorted into a trapezoid, a parallelogram, or other quadrangle. Such distortion is called “trapezoidal distortion”. In such a case, an image distorted in the opposite direction with respect to the projected image on the projection surface (hereinafter also referred to as a corrected image) is generated on a light modulation device such as a liquid crystal panel in the projector 10 and the image is generated. The trapezoidal distortion is made inconspicuous by projecting on the screen 20 as Pic2. This deformation process is called trapezoidal correction and is performed using perspective transformation (projective transformation).

補正後画像を光変調装置に作成する場合、例えば補間処理が行われる。補間処理により台形補正を行う場合、補正前画像が本来備えている周波数帯域を考慮することが好ましい。特に、解像度が低下する場合には、台形補正後の補正後画像が、補正前画像の周波数帯域を表現出来ない場合がある。かかる場合に補間フィルタの周波数帯域を制限しないと、モアレ等のノイズが発生する可能性がある。モアレとは、規則正しい繰り返し模様を複数重ね合わせた時に、それらの周期のずれにより視覚的に発生する縞模様を意味する。台形補正では、図1に示すように、画像上の位置によって縮小率(解像度)が異なるため、画像上の位置に応じて補間フィルタの帯域制限(カットオフ周波数)を変えることが好ましい。   When the corrected image is created in the light modulation device, for example, an interpolation process is performed. When performing trapezoidal correction by interpolation processing, it is preferable to consider the frequency band that the pre-correction image originally has. In particular, when the resolution decreases, the corrected image after trapezoidal correction may not be able to express the frequency band of the image before correction. In this case, if the frequency band of the interpolation filter is not limited, noise such as moire may occur. Moire means a striped pattern that visually occurs due to a shift in the period when a plurality of regularly repeated patterns are superimposed. In the trapezoidal correction, as shown in FIG. 1, since the reduction rate (resolution) varies depending on the position on the image, it is preferable to change the band limitation (cutoff frequency) of the interpolation filter according to the position on the image.

図2は、画素と正規化周波数との関係を示す説明図である。プロジェクター10などの表示装置においては、画素との関係で周波数が問題となるので、正規化周波数を用いることが好ましい。図2において、ハッチングがされた画素の画素値を[1]、ハッチングがされていない画素の画素値を[0]とする。一般に、正規化周波数は、1/(1周期の画素数)で定義される。例えば、画素毎に[1],[0]が交互に繰り返される場合、1周期は2画素であり正規化周波数は、0.5である。また、5画素毎に[1],[0]が交互に繰り返される場合、1周期は10画素であり正規化周波数は、0.1である。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between pixels and normalized frequencies. In a display device such as the projector 10, it is preferable to use a normalized frequency because the frequency becomes a problem in relation to the pixel. In FIG. 2, the pixel value of the hatched pixel is [1], and the pixel value of the non-hatched pixel is [0]. In general, the normalized frequency is defined by 1 / (number of pixels in one cycle). For example, when [1] and [0] are alternately repeated for each pixel, one cycle is 2 pixels and the normalized frequency is 0.5. When [1] and [0] are alternately repeated every 5 pixels, one cycle is 10 pixels and the normalized frequency is 0.1.

正規化周波数を用いる場合、入力画像が表現できる周波数帯域は0.5以下である。台形補正後の画像の個々の画像部分は、元の画像に比べて解像度が低下しているので、その低下率(縮小率)に応じて周波数帯域を制限することが好ましい。例えば、台形補正で解像度が1/2(縮小率0.5)になる部分は、入力画像の周波数帯域の1/2に帯域制限する補間フィルタを適用することが好ましい。   When the normalized frequency is used, the frequency band that can represent the input image is 0.5 or less. Since the resolution of each image portion of the image after the keystone correction is lower than that of the original image, it is preferable to limit the frequency band according to the reduction rate (reduction rate). For example, it is preferable to apply an interpolation filter that limits the bandwidth to ½ of the frequency band of the input image in a portion where the resolution becomes ½ (reduction ratio 0.5) by the keystone correction.

図3は、理想的な補間フィルタのフィルタ特性を示すグラフである。理想的な補間フィルタでは、縮小率εが0.9の場合、正規化周波数が0.45以上をゲイン0とし、正規化周波数が0.45未満をゲイン1.0とする。また、縮小率εが0.8の場合、正規化周波数が0.4以上をゲイン0とし、正規化周波数が0.4未満をゲイン1.0とする。すなわち、理想的な補間フィルタのフィルタ特性は、正規化周波数が縮小率εの1/2以上のときのゲインを0とし、正規化周波数が縮小率εの1/2未満のときのゲインを1.0とするものである。このように、理想的な補間フィルタのカットオフ周波数Fcは、縮小率εの1/2の値に等しい。   FIG. 3 is a graph showing filter characteristics of an ideal interpolation filter. In an ideal interpolation filter, when the reduction ratio ε is 0.9, the gain is 0 when the normalized frequency is 0.45 or more, and the gain is 1.0 when the normalized frequency is less than 0.45. When the reduction ratio ε is 0.8, the normalization frequency is 0.4 or more and the gain is 0, and the normalization frequency is less than 0.4 and the gain is 1.0. That is, the filter characteristic of an ideal interpolation filter is 0 when the normalized frequency is 1/2 or more of the reduction rate ε, and 1 when the normalized frequency is less than 1/2 of the reduction rate ε. .0. Thus, the ideal interpolation filter cut-off frequency Fc is equal to ½ of the reduction ratio ε.

図4は、具体的なフィルタ係数の一例を示す説明図である。フィルタ係数は、縮小率ε毎に与えられており、縮小率εに応じて選択される。図4では、縮小率εが1.0から0.1の10個の値について、フィルタ係数を示している。また、縮小率εが図4に記載されていない場合(例えばε=0.95)には、線形補間によって適用するフィルタ係数を算出できる。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of specific filter coefficients. The filter coefficient is given for each reduction rate ε, and is selected according to the reduction rate ε. FIG. 4 shows filter coefficients for 10 values with a reduction ratio ε of 1.0 to 0.1. When the reduction ratio ε is not described in FIG. 4 (for example, ε = 0.95), the filter coefficient to be applied can be calculated by linear interpolation.

本実施形態では、補間フィルタによる帯域制限を、縦横分離の一次元フィルタを用いて実行する。以下、横方向の帯域制限について説明する。補間フィルタをかけたい画素NのRGB階調値を(R(N),G(N),B(N))、画素Nの左側の画素(N−1)のRGB階調値を(R(N-1),G(N-1),B(N-1))、画素Nの右側の画素(N+1)のRGB階調値を(R(N+1),G(N+1),B(N+1))、画素N+1の右側の画素(N+2)のRGB階調値を(R(N+2),G(N+2),B(N+2))とする。この場合、補間フィルタによる帯域制限をかけた後の画素NのRGB階調値(R'(N),G'(N),B'(N))は、以下の式(1)〜(3)に従って算出される。
R'(N)=h[-1]×R(N-1)+h[0]×R(N)+h[1]×R(N+1)+h[2]×R(N+2) …(1)
G'(N)=h[-1]×G(N-1)+h[0]×G(N)+h[1]×G(N+1)+h[2]×G(N+2) …(2)
B'(N)=h[-1]×B(N-1)+h[0]×B(N)+h[1]×B(N+1)+h[2]×B(N+2) …(3)
In the present embodiment, band limitation by an interpolation filter is executed using a one-dimensional filter for vertical and horizontal separation. Hereinafter, the band limitation in the horizontal direction will be described. The RGB gradation value of the pixel N to be subjected to the interpolation filter is (R (N) , G (N) , B (N) ), and the RGB gradation value of the pixel (N−1) on the left side of the pixel N is (R ( N N-1) , G (N-1) , B (N-1) ), and the RGB gradation values of the pixel (N + 1) on the right side of the pixel N are expressed as (R (N + 1) , G (N + 1) , B (N + 1) ), and the RGB gradation values of the pixel (N + 2) on the right side of the pixel N + 1 are (R (N + 2) , G (N + 2) , B (N + 2) ). In this case, the RGB gradation values (R ′ (N) , G ′ (N) , B ′ (N) ) of the pixel N after band limitation by the interpolation filter are expressed by the following equations (1) to (3 ).
R ' (N) = h [-1] x R (N-1) + h [0] x R (N) + h [1] x R (N + 1) + h [2] x R (N + 2) … (1)
G ' (N) = h [-1] x G (N-1) + h [0] x G (N) + h [1] x G (N + 1) + h [2] x G (N + 2) … (2)
B ' (N) = h [-1] x B (N-1) + h [0] x B (N) + h [1] x B (N + 1) + h [2] x B (N + 2) … (3)

縦方向の帯域制限についても、同様に算出できる。なお、縦方向、横方向どちらの帯域制限を先に実行しても良い。   The band limitation in the vertical direction can be calculated similarly. Note that band limitation in either the vertical direction or the horizontal direction may be executed first.

図5は、図4のフィルタ係数を有する補間フィルタのフィルタ特性を示す説明図である。縮小率εが小さい値の場合、グラフが混み合って見難くなるため、図5では、縮小率εが、1.0から0.5までについてのみ図示している。フィルタ係数の数(「タップ数」とも呼ぶ)は有限であるため、図3に示すような理想的な補間フィルタを実現することは困難である。フィルタ特性は、高正規化周波数側でゲインが小さくなる曲線となるが、正規化周波数が縮小率の1/2以上のときのゲインを0とすることは出来ない。かかる場合、正規化周波数が縮小率の1/2以上の領域において、モアレが目立つおそれがある。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing the filter characteristics of the interpolation filter having the filter coefficient of FIG. When the reduction rate ε is a small value, the graphs are crowded and difficult to see. Therefore, FIG. 5 shows only the reduction rate ε from 1.0 to 0.5. Since the number of filter coefficients (also called “the number of taps”) is finite, it is difficult to realize an ideal interpolation filter as shown in FIG. The filter characteristic is a curve in which the gain decreases on the high normalized frequency side, but the gain when the normalized frequency is ½ or more of the reduction ratio cannot be zero. In such a case, moire may be noticeable in a region where the normalized frequency is 1/2 or more of the reduction ratio.

図6は、図4に示すよりも帯域制限を強くかける場合に用いるフィルタ係数の一例を示す説明図である。図4に示すフィルタ係数と比較すると、h[0]の値が小さくなり、h[-1]とh[+1]の値が大きくなっている。図4に示すフィルタ係数と図6に示すフィルタ係数とを比較すると、図6に示すフィルタ係数の方が、図4に示すフィルタ係数よりも、加重平均における画素Nの比重が小さくなり、画素(N−1)と画素(N+1)の比重が大きくなっている。その結果、図6に示すフィルタ係数を有する補間フィルタを適用した方が、図4に示すフィルタ係数を有する補間フィルタを適用するよりも、フィルタ処理後の画素のRGB階調値が平均化され、画像のぼやけが大きくなると言える。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a filter coefficient used when band limitation is more strongly applied than that shown in FIG. Compared with the filter coefficient shown in FIG. 4, the value of h [0] is small, and the values of h [-1] and h [+1] are large. Comparing the filter coefficient shown in FIG. 4 with the filter coefficient shown in FIG. 6, the filter coefficient shown in FIG. 6 has a smaller specific gravity of the pixel N in the weighted average than the filter coefficient shown in FIG. N-1) and the specific gravity of the pixel (N + 1) are large. As a result, when the interpolation filter having the filter coefficient shown in FIG. 6 is applied, the RGB gradation values of the pixels after the filter processing are averaged, compared to applying the interpolation filter having the filter coefficient shown in FIG. It can be said that the blur of the image becomes large.

図7は、図6のフィルタ係数を有する補間フィルタのフィルタ特性を示す説明図である。縮小率εが小さい値の場合、グラフが混み合って見難くなるため、図5と同様に、縮小率εが、1.0から0.5までについて図示している。図5に示すフィルタ特性と比較すると、図7に示すフィルタ特性は、正規化周波数が縮小率εの1/2以上のときのゲインが小さくなっており、モアレが目立ち難くなっていると言える。しかし、図5に示すフィルタ特性と比較すると、図7に示すフィルタ特性は、正規化周波数が縮小率εの1/2未満の領域においてもゲインが小さくなっており、ぼやけが大きくなっていると言える。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing the filter characteristics of the interpolation filter having the filter coefficient of FIG. When the reduction rate ε is a small value, the graphs are crowded and difficult to see, and therefore, the reduction rate ε is shown from 1.0 to 0.5 as in FIG. Compared with the filter characteristic shown in FIG. 5, the filter characteristic shown in FIG. 7 has a smaller gain when the normalized frequency is ½ or more of the reduction ratio ε, and it can be said that moire is less noticeable. However, when compared with the filter characteristic shown in FIG. 5, the filter characteristic shown in FIG. 7 has a smaller gain even in a region where the normalized frequency is less than 1/2 of the reduction ratio ε, and the blur is increased. I can say that.

図8は、プロジェクターに入力される画像の周波数特性の一例を示す説明図である。図8からわかるように、正規化周波数における高周波成分ほど強度(頻度)が小さい。したがって、無補正の状態からわずかな台形補正で済むような台形補正の変形量が少ない場合(縮小率εが1に近い場合)には、補間フィルタによってカットオフすべき周波数成分は画像に多く含まれておらずモアレが発生し難い。かかる場合、むしろ補間フィルタによる帯域制限を緩和して画像の鮮鋭性を保つことを優先する方が好ましい。具体的には、図6に示すフィルタ係数を有する補間フィルタよりは、図4に示すフィルタ係数を有する補間フィルタを用いることが好ましい。逆に、台形補正の変形量が多い場合、補間フィルタによってカットオフすべき周波数成分が画像に多く含まれており、モアレが発生するおそれがあるため、図4に示すフィルタ係数を有する補間フィルタよりは、図6に示すフィルタ係数を有する補間フィルタを用いて、帯域を制限することが好ましい。   FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an example of frequency characteristics of an image input to the projector. As can be seen from FIG. 8, the intensity (frequency) of the higher frequency component at the normalized frequency is smaller. Therefore, when the amount of deformation of the trapezoid correction that requires only a small amount of trapezoid correction from the uncorrected state is small (when the reduction ratio ε is close to 1), the image includes many frequency components to be cut off by the interpolation filter. Moire is not generated. In such a case, it is preferable to give priority to maintaining the sharpness of the image by relaxing the band limitation by the interpolation filter. Specifically, it is preferable to use the interpolation filter having the filter coefficient shown in FIG. 4 rather than the interpolation filter having the filter coefficient shown in FIG. On the contrary, when the amount of deformation of the trapezoidal correction is large, the frequency component to be cut off by the interpolation filter is included in the image, and moire may occur. Therefore, the interpolation filter having the filter coefficient shown in FIG. Preferably, the band is limited using an interpolation filter having filter coefficients shown in FIG.

図9は、本実施形態におけるプロジェクター10のブロック図である。プロジェクター10は、角度情報取得部100と、台形補正パラメーター生成部110と、台形補正部120と、画像入力部140と、画像出力部150と、液晶パネル(光変調装置)160と、投影光学系170と、光源175と、カメラ180と、を備える。   FIG. 9 is a block diagram of the projector 10 in the present embodiment. The projector 10 includes an angle information acquisition unit 100, a keystone correction parameter generation unit 110, a keystone correction unit 120, an image input unit 140, an image output unit 150, a liquid crystal panel (light modulation device) 160, and a projection optical system. 170, a light source 175, and a camera 180.

角度情報取得部100は、スクリーン20に投写されたテストパターンをカメラ180で撮像し、撮像された画像に基づいて台形補正に必要な角度情報を取得する。角度情報については、ユーザーが入力してもよい。また、プロジェクター10が台形補正用のツマミやボタンを備えており、ユーザーが台形補正用のツマミやボタンを操作して台形補正をしたときに、そのツマミやボタンに入力された操作から角度情報取得部100が角度情報を得るように構成しても良い。   The angle information acquisition unit 100 captures the test pattern projected on the screen 20 with the camera 180, and acquires angle information necessary for keystone correction based on the captured image. The angle information may be input by the user. In addition, the projector 10 includes a keystone correction knob or button, and when the user performs keystone correction by operating the keystone correction knob or button, angle information is obtained from the operation input to the knob or button. The unit 100 may be configured to obtain angle information.

台形補正パラメーター生成部110は、台形補正のための透視変換係数を生成する。台形補正パラメーター生成部110は、透視変換係数算出部112と、フィルタ係数算出部114と、を備える。透視変換係数算出部112は、角度情報取得部100より角度情報を取得して、台形補正のための透視変換係数を算出する。なお、透視変換係数は、プロジェクターの光学パラメーターと、投影角度とを基に決定されてもよい。フィルタ係数算出部114は、台形補正における縮小率εごとのフィルタ係数を算出する。なお、台形補正パラメーター生成部110は、角度情報が変化したときに動作すれば良いので、ソフトウエアにより実装されてもよい。   The keystone correction parameter generation unit 110 generates a perspective transformation coefficient for keystone correction. The trapezoidal correction parameter generation unit 110 includes a perspective transformation coefficient calculation unit 112 and a filter coefficient calculation unit 114. The perspective conversion coefficient calculation unit 112 acquires angle information from the angle information acquisition unit 100 and calculates a perspective conversion coefficient for keystone correction. Note that the perspective conversion coefficient may be determined based on the optical parameters of the projector and the projection angle. The filter coefficient calculation unit 114 calculates a filter coefficient for each reduction ratio ε in the keystone correction. The trapezoidal correction parameter generation unit 110 only needs to operate when the angle information changes, and may be implemented by software.

台形補正部120は、透視変換係数とフィルタ係数とを参照して、台形補正を行う。台形補正部120は、透視変換係数レジスタ122と、フィルタ係数テーブル124と、縮小率算出部126と、フレームメモリー128と、演算部130と、を備える。台形補正部120は、フレーム毎に台形補正を行うので、例えばASIC(application specific integrated circuit)により実装されていても良い。   The trapezoid correction unit 120 performs keystone correction with reference to the perspective transformation coefficient and the filter coefficient. The trapezoid correction unit 120 includes a perspective conversion coefficient register 122, a filter coefficient table 124, a reduction ratio calculation unit 126, a frame memory 128, and a calculation unit 130. Since the keystone correction unit 120 performs keystone correction for each frame, the keystone correction unit 120 may be implemented by, for example, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).

透視変換係数レジスタ122は、透視変換係数算出部112によって算出された透視変換係数を格納する。フィルタ係数テーブル124は、縮小率ε毎のフィルタ係数を格納しているテーブルである。縮小率算出部126は、透視変換係数を基に複数の所定の位置の画素における縮小率εを算出するとともに、縮小率εの最小値εmin(以下、縮小率εの最小値εminを「最小縮小率εmin」とも呼ぶ)を求める。台形補正では、四角形の4つの頂点の1つにおいて、縮小率εが最小となる。なお、他の3つの点のうちの1つにおいて、縮小率εは最大となり、他の2点及び四角形の内部の点の縮小率εの値は、最大と最小の間の値となる。よって、縮小率算出部126は、所定の位置を四角形の4つの頂点とし、これら4つの頂点の縮小率εを算出すればよい。 The perspective conversion coefficient register 122 stores the perspective conversion coefficient calculated by the perspective conversion coefficient calculation unit 112. The filter coefficient table 124 is a table that stores filter coefficients for each reduction rate ε. Reduction rate calculator 126 calculates the reduction ratio epsilon at the pixel of a plurality of predetermined positions on the basis of the perspective transformation coefficients, the minimum value epsilon min reduction ratio epsilon (hereinafter, the minimum value epsilon min reduction factor epsilon ' Minimum reduction rate ε min "). In the trapezoidal correction, the reduction rate ε is minimized at one of the four vertices of the quadrangle. At one of the other three points, the reduction ratio ε is maximum, and the values of the reduction ratio ε at the other two points and the points inside the rectangle are between the maximum and minimum values. Therefore, the reduction rate calculation unit 126 may calculate the reduction rate ε of these four vertices with a predetermined position as four vertices of a rectangle.

図10は、縮小率εの求め方を示す説明図である。図10(A)は、台形補正前の液晶パネル160上の第1の画像Pic0を示し、図10(B)は、台形補正後の液晶パネル160上の第2の画像Pic0’を示す。液晶パネル160の4つの頂点を点P0、Q0、R0、S0とすると、台形補正前の液晶パネル160上の第1の画像Pic0は、図10(A)に示すように、点P0、Q0、R0、S0を頂点とする長方形である。この第1の画像Pic0をスクリーン20に投影すると、図1に示すように、プロジェクター10とスクリーン20との位置関係により、スクリーン20上の画像Pic1は歪んだ四角形となる。台形補正部120は、第1の画像Pic0に対して台形補正処理を実行し、液晶パネル160上に4つの点P0’、Q0’、R0’、S0’を頂点とする第2の画像Pic0’を形成する。点P0’、Q0’、R0’、S0’は、それぞれ点P0、Q0、R0、S0が台形補正されて得られる点である。台形補正後の第2の画像Pic0’は、台形補正前の第1の画像Pic0よりも小さい画像である。この第2の画像Pic0’がスクリーン20に投影されると、スクリーン20上では長方形の画像Pic2(図1)となる。このように台形補正部120は、第1の画像Pic0を変形した第2の画像Pic0’を生成する。   FIG. 10 is an explanatory diagram showing how to obtain the reduction ratio ε. 10A shows the first image Pic0 on the liquid crystal panel 160 before keystone correction, and FIG. 10B shows the second image Pic0 'on the liquid crystal panel 160 after keystone correction. Assuming that the four vertices of the liquid crystal panel 160 are points P0, Q0, R0, and S0, the first image Pic0 on the liquid crystal panel 160 before keystone correction is shown in FIG. It is a rectangle having R0 and S0 as vertices. When the first image Pic0 is projected onto the screen 20, the image Pic1 on the screen 20 becomes a distorted square due to the positional relationship between the projector 10 and the screen 20, as shown in FIG. The trapezoid correction unit 120 performs a trapezoid correction process on the first image Pic0, and a second image Pic0 ′ having four points P0 ′, Q0 ′, R0 ′, S0 ′ on the liquid crystal panel 160 as vertices. Form. Points P0 ', Q0', R0 ', S0' are points obtained by trapezoidally correcting points P0, Q0, R0, S0, respectively. The second image Pic0 'after the keystone correction is an image smaller than the first image Pic0 before the keystone correction. When the second image Pic <b> 0 ′ is projected on the screen 20, a rectangular image Pic <b> 2 (FIG. 1) is formed on the screen 20. In this way, the trapezoidal correction unit 120 generates a second image Pic0 'obtained by deforming the first image Pic0.

縮小率算出部126は、点P0から点P0’への透視変換について縮小率εを算出する。縮小率算出部126は、透視変換後の第2の画像Pic0’の点P0’の周りの8つの画素を左上から順に時計回りにそれぞれ点P1’〜P8’とする。次に、縮小率算出部126は、点P1’〜P8’に対して逆透視変換を行い、第1の画像Pic0の点P1〜P8の座標を算出する。点P1〜P8と点P1’〜P8’とは、点P1〜P8が透視変換により、それぞれ点P1’〜P8’に変換される関係にある。縮小率算出部126は、点P4と点P8との間の距離x1と、点P2と点P6との間の距離y1と、点P4’と点P8’との間の距離x2と、点P2’と点P6’との間の距離y2と、を算出する。縮小率算出部126は、横方向の縮小率εPxと縦方向の縮小率εPyを以下の式(4)(5)により算出する。
横方向: εPx=x2/x1 …(4)
縦方向: εPy=y2/y1 …(5)
x2≦x1、y2≦y1であるため、縮小率εPx、εPyは、1以下の値である。なお、縮小率算出部126は、点Q0から点Q0’への透視変換、点R0から点R0’への透視変換、点S0から点S0’への透視変換についても横方向と縦方向の縮小率εを同様に算出する。最小縮小率εminは、横方向、縦方向、別個に求められる。
The reduction ratio calculation unit 126 calculates a reduction ratio ε for the perspective transformation from the point P0 to the point P0 ′. The reduction ratio calculation unit 126 sets the eight pixels around the point P0 ′ of the second image Pic0 ′ after the perspective transformation as points P1 ′ to P8 ′ in the clockwise order from the upper left. Next, the reduction ratio calculation unit 126 performs reverse perspective transformation on the points P1 ′ to P8 ′, and calculates the coordinates of the points P1 to P8 of the first image Pic0. The points P1 to P8 and the points P1 ′ to P8 ′ have a relationship in which the points P1 to P8 are converted into points P1 ′ to P8 ′ by perspective transformation, respectively. The reduction ratio calculation unit 126 includes a distance x1 between the points P4 and P8, a distance y1 between the points P2 and P6, a distance x2 between the points P4 ′ and P8 ′, and a point P2. The distance y2 between “and the point P6” is calculated. The reduction rate calculation unit 126 calculates the horizontal reduction rate εPx and the vertical reduction rate εPy by the following equations (4) and (5).
Horizontal direction: εPx = x2 / x1 (4)
Longitudinal direction: εPy = y2 / y1 (5)
Since x2 ≦ x1 and y2 ≦ y1, the reduction ratios εPx and εPy are values of 1 or less. The reduction ratio calculation unit 126 also performs horizontal and vertical reduction for perspective transformation from the point Q0 to the point Q0 ′, perspective transformation from the point R0 to the point R0 ′, and perspective transformation from the point S0 to the point S0 ′. The rate ε is calculated similarly. The minimum reduction ratio ε min is obtained separately in the horizontal direction and the vertical direction.

図9の画像入力部140は、プロジェクター10が投影する画像の入力を受け付ける。フレームメモリー128は、入力された画像を格納するメモリーである。演算部130は、フレームメモリーの画像に対して、透視変換を行うと共に、補間フィルタをかける。本実施形態では、補間フィルタは、x方向(横方向)、y方向(縦方向)をそれぞれ分離した一次元のフィルタである。演算部130は、先ず、透視変換を行った後、x方向についてフィルタ係数をフィルタ係数テーブル124から読み込んで、補間フィルタをかける。次いで、y方向についても同様に、フィルタ係数をフィルタ係数テーブル124から読み込んで、補間フィルタをかける。なお、フィルタ係数テーブル124は、例えば縮小率を0.1毎にフィルタ係数を定義しており、対応する縮小率が定義されていない場合には、その上下のフィルタ係数を用いて補間してもよい。   The image input unit 140 in FIG. 9 receives an input of an image projected by the projector 10. The frame memory 128 is a memory that stores an input image. The calculation unit 130 performs perspective transformation on the image in the frame memory and applies an interpolation filter. In the present embodiment, the interpolation filter is a one-dimensional filter that separates the x direction (horizontal direction) and the y direction (vertical direction). The arithmetic unit 130 first performs perspective transformation, and then reads the filter coefficient in the x direction from the filter coefficient table 124 and applies an interpolation filter. Next, similarly in the y direction, the filter coefficient is read from the filter coefficient table 124 and an interpolation filter is applied. In the filter coefficient table 124, for example, a filter coefficient is defined for each reduction ratio of 0.1. If a corresponding reduction ratio is not defined, interpolation may be performed using the upper and lower filter coefficients. Good.

画像出力部150は、透視変換及びフィルタ処理された第2の画像Pic0’を液晶パネル160に出力する。出力された第2の画像Pic0’は、図10(B)に示すように歪んだ四角形である。光源175は液晶パネル160に光を射出する。液晶パネル160は、光源175から射出された光を画像信号に応じて変調し、画像信号に対応した画像を表す光を射出する。投影光学系170は、液晶パネル160から射出された光をスクリーンに投影する光学系である。これにより液晶パネル160に形成された第2の画像Pic0’は、画像Pic1’としてスクリーン20に投影される。光源175、液晶パネル160及び投影光学系170は、画像を投影する投影部を構成する。   The image output unit 150 outputs the second image Pic <b> 0 ′ subjected to the perspective transformation and the filtering process to the liquid crystal panel 160. The output second image Pic0 'is a distorted rectangle as shown in FIG. The light source 175 emits light to the liquid crystal panel 160. The liquid crystal panel 160 modulates the light emitted from the light source 175 according to the image signal, and emits light representing an image corresponding to the image signal. The projection optical system 170 is an optical system that projects light emitted from the liquid crystal panel 160 onto a screen. As a result, the second image Pic0 'formed on the liquid crystal panel 160 is projected onto the screen 20 as an image Pic1'. The light source 175, the liquid crystal panel 160, and the projection optical system 170 constitute a projection unit that projects an image.

図11は、フィルタ係数算出のフローチャートである。ステップS100では、縮小率算出部126は、透視変換における画像の最小縮小率εminを算出する。上述したように、透視変換では、画像の4つの頂点のいずれかにおいて、縮小率εが最小となるので、縮小率算出部126は、4つの頂点P0、Q0、R0、S0の縮小率εを算出し、最小縮小率εminを求めればよい。なお、最小縮小率εminは、横方向、縦方向に関してそれぞれ決定される。 FIG. 11 is a flowchart of filter coefficient calculation. In step S100, the reduction ratio calculation unit 126 calculates the minimum image reduction ratio ε min in the perspective transformation. As described above, in the perspective transformation, the reduction rate ε is minimized at any of the four vertices of the image. Therefore, the reduction rate calculation unit 126 determines the reduction rates ε of the four vertices P0, Q0, R0, and S0. The minimum reduction rate ε min may be obtained by calculation. The minimum reduction rate ε min is determined for each of the horizontal direction and the vertical direction.

ステップS110では、演算部130は、各画素のフィルタ処理に用いるフィルタ係数を算出する。各画素の縮小率εに対応して理論的に決まるカットオフ周波数をFcとし、フィルタ処理に用いられるカットオフ周波数をFc’とする。理論的なカットオフ周波数は、図3で説明したように、縮小率εの1/2である。本実施形態では、演算部130は、Fc’=Fc×αで算出される調整後のカットオフ周波数Fc’のフィルタ係数を用いる。ここでαは、カットオフ周波数調整係数であり、図12に示すグラフから決められる。   In step S110, the calculation unit 130 calculates a filter coefficient used for the filter processing of each pixel. The cutoff frequency theoretically determined corresponding to the reduction ratio ε of each pixel is Fc, and the cutoff frequency used for the filter processing is Fc ′. The theoretical cutoff frequency is ½ of the reduction ratio ε as described in FIG. In the present embodiment, the calculation unit 130 uses the filter coefficient of the adjusted cutoff frequency Fc ′ calculated by Fc ′ = Fc × α. Here, α is a cutoff frequency adjustment coefficient, and is determined from the graph shown in FIG.

図12は、最小縮小率εminとカットオフ周波数調整係数αとの関係を示す説明図である。横軸が最小縮小率εminであり、縦軸がカットオフ周波数調整係数αである。最小縮小率εminが予め定められた閾値S未満の場合には、カットオフ周波数調整係数αは0.5である。最小縮小率εminが閾値S以上の場合には、最小縮小率εminが閾値Sのときのカットオフ周波数調整係数αは0.5であり、最小縮小率εminの値に比例してカットオフ周波数調整係数αが増加するように設定されている。最小縮小率εminが1.0のときカットオフ周波数調整係数αは1.0である。 FIG. 12 is an explanatory diagram showing the relationship between the minimum reduction rate ε min and the cutoff frequency adjustment coefficient α. The horizontal axis is the minimum reduction ratio ε min , and the vertical axis is the cut-off frequency adjustment coefficient α. When the minimum reduction ratio ε min is less than a predetermined threshold value S, the cutoff frequency adjustment coefficient α is 0.5. When the minimum reduction rate ε min is equal to or greater than the threshold value S, the cutoff frequency adjustment coefficient α when the minimum reduction rate ε min is the threshold value S is 0.5, and the cut is performed in proportion to the value of the minimum reduction rate ε min. The off-frequency adjustment coefficient α is set to increase. When the minimum reduction ratio ε min is 1.0, the cutoff frequency adjustment coefficient α is 1.0.

最小縮小率εminとカットオフ周波数Fc’の関係は、以下の式(6)(7)で示すことができる。
最小縮小率εminが閾値S未満: Fc’=(ε/2)×0.5 …(6)
最小縮小率εminが閾値S以上: Fc’=(ε/2)×α …(7)
The relationship between the minimum reduction ratio ε min and the cutoff frequency Fc ′ can be expressed by the following equations (6) and (7).
Minimum reduction ratio ε min is less than threshold S: Fc ′ = (ε / 2) × 0.5 (6)
Minimum reduction ratio ε min is equal to or greater than threshold S: Fc ′ = (ε / 2) × α (7)

上式(6)(7)からわかるように、最小縮小率εminが閾値S以上の場合、すなわち台形補正において画像があまり縮小されない場合には、カットオフ周波数Fc’は、式(7)で算出されるので、式(6)で算出されるカットオフ周波数Fc’よりも大きい。その結果、画像に対して補間フィルタが弱く掛けられる。具体的には、演算部130は、最小縮小率εminが閾値S以上の場合、縮小率を(ε×α)として、フィルタ係数テーブル124からフィルタ係数を取得し、最小縮小率εminが閾値S未満の場合、縮小率を(ε×0.5)として、フィルタ係数テーブル124からフィルタ係数を取得する。演算部130は、このフィルタ係数を用いてフィルタ処理を行う。 As can be seen from the above equations (6) and (7), when the minimum reduction ratio ε min is equal to or larger than the threshold value S, that is, when the image is not reduced much in the trapezoidal correction, the cutoff frequency Fc ′ is expressed by the equation (7). Since it is calculated, it is larger than the cutoff frequency Fc ′ calculated by the equation (6). As a result, the interpolation filter is weakly applied to the image. Specifically, when the minimum reduction rate ε min is equal to or greater than the threshold S, the calculation unit 130 acquires the filter coefficient from the filter coefficient table 124 with the reduction rate as (ε × α), and the minimum reduction rate ε min is the threshold value. If it is less than S, the filter coefficient is obtained from the filter coefficient table 124 with the reduction ratio (ε × 0.5). The calculation unit 130 performs filter processing using the filter coefficient.

以上、本実施形態によれば、最小縮小率εminが閾値S以上の場合、すなわち台形補正において画像があまり縮小されない場合には、比較例よりもカットオフ周波数調整係数が大きく、フィルタ処理が弱く行われる。すなわち、図8に示すように、正規化周波数における高周波成分ほど強度(頻度)が少ないので、無補正の状態からわずかな台形補正で済むような台形補正の変形量が少ない場合(縮小率εが1に近い場合)には、補間フィルタによってカットオフすべき周波数成分は画像に多く含まれておらずモアレが発生し難い。したがって、台形補正において画像があまり縮小されない場合には、補間フィルタによる帯域制限を緩和して画像の鮮鋭性を保つことが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, when the minimum reduction ratio ε min is equal to or larger than the threshold S, that is, when the image is not reduced much in the trapezoidal correction, the cutoff frequency adjustment coefficient is larger than that of the comparative example, and the filter processing is weak. Done. That is, as shown in FIG. 8, since the intensity (frequency) of the high frequency component at the normalized frequency is smaller, the amount of deformation of the trapezoid correction that requires only a slight trapezoid correction from the uncorrected state is small (the reduction ratio ε is When the frequency is close to 1), the frequency component to be cut off by the interpolation filter is not included in the image, and moire is unlikely to occur. Therefore, when the image is not reduced very much in the trapezoidal correction, it is possible to relax the band limitation by the interpolation filter and maintain the sharpness of the image.

上記形態において、演算部130は、最小縮小率εminが閾値S未満の場合には、式(6)、最小縮小率εminが閾値S以上の場合には、式(7)を用いたが、閾値Sを設けずに、全ての縮小率εに対して、式(7)を適用しても良い。この場合、カットオフ周波数調整係数αは、最小縮小率εminが大きいほど大きい値であればよい。また、最小縮小率εminとカットオフ周波数調整係数αとは、必ずしも直線関係に無くても良く、例えば、二次曲線を形成してもよい。このように、閾値Sを設けない場合であっても、最小縮小率εminが大きいほど補間フィルタの帯域制限を弱めるようにフィルタ係数が選択されるので、台形補正をかける時のぼやけを目立たなくすると共に、モアレを抑えることが可能となる。 In the above embodiment, the arithmetic unit 130, when the minimum reduction ratio epsilon min is less than the threshold value S of the formula (6), when the minimum reduction ratio epsilon min is equal to or larger than the threshold S has been using the equation (7) The equation (7) may be applied to all the reduction ratios ε without providing the threshold S. In this case, the cut-off frequency adjustment coefficient α may be a larger value as the minimum reduction ratio ε min is larger. Further, the minimum reduction ratio ε min and the cutoff frequency adjustment coefficient α do not necessarily have a linear relationship, and for example, a quadratic curve may be formed. As described above, even when the threshold value S is not provided, the filter coefficient is selected so that the band limitation of the interpolation filter is weakened as the minimum reduction ratio ε min is large. In addition, moire can be suppressed.

閾値Sの値は、プロジェクター10が有する複数の投影モード、例えば、風景、プレゼンテーションなどの投影される画像の内容に応じた投影モード、あるいは、静止画、動画などの投影モードに対して異なる値に設定されていても良い。図8に示す画像の周波数特性は、画像の内容により異なる。例えば、画像の周波数特性をフーリエ変換により取得し、高周波成分の強度(頻度)が小さい場合には、高周波成分の強度(頻度)が大きい場合よりも、閾値Sの値を下げても良い。すなわち、高周波成分の強度(頻度)の大きさに応じて高周波成分の強度(頻度)が小さいほど閾値Sの値が大きくなるように設定しても良い。   The value of the threshold S is different from a plurality of projection modes of the projector 10, for example, a projection mode according to the content of an image to be projected such as landscape or presentation, or a projection mode such as a still image or a moving image. It may be set. The frequency characteristics of the image shown in FIG. 8 vary depending on the content of the image. For example, when the frequency characteristic of the image is acquired by Fourier transform and the intensity (frequency) of the high frequency component is small, the value of the threshold S may be lowered as compared with the case where the intensity (frequency) of the high frequency component is large. In other words, the threshold value S may be set to increase as the strength (frequency) of the high-frequency component decreases according to the strength (frequency) of the high-frequency component.

本実施形態では、横方向と縦方向とを分離してそれぞれの縮小率に基づいて一次元の補間フィルタを適用したが、横方向、縦方向を分離せず、二次元の補間フィルタを用いてもよい。この場合、最小縮小率εminとして、4つの頂点のそれぞれの横方向の縮小率、縦方向の縮小率合計8個の縮小率の最も小さな値が用いられても良い。 In this embodiment, the horizontal direction and the vertical direction are separated and the one-dimensional interpolation filter is applied based on the respective reduction ratios. However, the horizontal direction and the vertical direction are not separated, and a two-dimensional interpolation filter is used. Also good. In this case, as the minimum reduction ratio ε min , the smallest value of the reduction ratios in the horizontal direction and the reduction ratio in the vertical direction of each of the four vertices may be used.

本実施形態では、一次元の補間フィルタについて、タップ数が4つの場合を例にとって説明したが、タップ数は、例えば3つであってもよい。この場合、帯域制限をかけた後の画素NのRGB階調値は、画素(N−1)、N、(N+1)の3つの画素のRGB階調値の加重平均となる。また、タップ数は、5つ以上であってもよい。タップ数が5つの場合、帯域制限をかけた後の画素NのRGB階調値は、画素(N−2)、(N−1)、N、(N+1)、(N+2)の5つの画素のRGB階調値の加重平均となる。   In the present embodiment, the case where the number of taps is four has been described as an example for the one-dimensional interpolation filter, but the number of taps may be three, for example. In this case, the RGB gradation value of the pixel N after band limitation is a weighted average of the RGB gradation values of the three pixels (N−1), N, and (N + 1). Further, the number of taps may be five or more. When the number of taps is 5, the RGB gradation value of the pixel N after band limitation is applied to the five pixels of the pixels (N−2), (N−1), N, (N + 1), and (N + 2). This is a weighted average of RGB gradation values.

以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。   The embodiments of the present invention have been described above based on some examples. However, the above-described embodiments of the present invention are for facilitating the understanding of the present invention and limit the present invention. It is not a thing. The present invention can be changed and improved without departing from the spirit and scope of the claims, and it is needless to say that the present invention includes equivalents thereof.

プロジェクターの光変調装置の構成は、上記実施形態で説明した構成に限定されない。本実施形態では、光変調装置は透過型の液晶パネル160として説明したが、光変調装置として液晶パネルを用いる場合、光変調装置は、本実施形態のような透過型の液晶パネルであっても良く、反射型の液晶パネルであっても良い。また、反射型の場合、光変調装置は、液晶パネルの代わりに、アレイ状に配列された複数の微小ミラーを有するデジタルミラーデバイス(DMD)であっても良い。さらに、光変調装置は有機EL等の自発光素子を用いても良い。この場合は、光変調装置を照明する光源は不要となる。   The configuration of the light modulation device of the projector is not limited to the configuration described in the above embodiment. In the present embodiment, the light modulation device has been described as the transmissive liquid crystal panel 160. However, when a liquid crystal panel is used as the light modulation device, the light modulation device may be a transmissive liquid crystal panel as in the present embodiment. A reflective liquid crystal panel may also be used. In the case of the reflection type, the light modulation device may be a digital mirror device (DMD) having a plurality of micromirrors arranged in an array instead of the liquid crystal panel. Furthermore, the light modulation device may use a self-luminous element such as an organic EL. In this case, a light source for illuminating the light modulation device is not necessary.

光源としては、キセノンランプや超高圧水銀ランプ等のランプ類、或いは、LED(Light Emitting Diode)やレーザー光源等の固体光源で構成される光源を採用することができる。本実施形態では投影面としてスクリーン20を用いたが、壁を用いても良い。   As the light source, a light source composed of a lamp such as a xenon lamp or an ultrahigh pressure mercury lamp, or a solid light source such as an LED (Light Emitting Diode) or a laser light source can be employed. In this embodiment, the screen 20 is used as the projection surface, but a wall may be used.

10…プロジェクター
20…スクリーン
100…角度情報取得部
110…台形補正パラメーター生成部
112…透視変換係数算出部
114…フィルタ係数算出部
120…台形補正部
122…透視変換係数レジスタ
124…フィルタ係数テーブル
126…縮小率算出部
128…フレームメモリー
130…演算部
140…画像入力部
150…画像出力部
160…液晶パネル(光変調装置)
170…投影光学系
175…光源
180…カメラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Projector 20 ... Screen 100 ... Angle information acquisition part 110 ... Trapezoid correction parameter generation part 112 ... Perspective conversion coefficient calculation part 114 ... Filter coefficient calculation part 120 ... Trapezoid correction part 122 ... Perspective conversion coefficient register 124 ... Filter coefficient table 126 ... Reduction ratio calculation unit 128 ... frame memory 130 ... calculation unit 140 ... image input unit 150 ... image output unit 160 ... liquid crystal panel (light modulation device)
170 ... Projection optical system 175 ... Light source 180 ... Camera

Claims (6)

プロジェクターであって、
第1の画像に応じて投影面に投影される画像の台形補正を行うために、前記第1の画像を変形した第2の画像を、補間フィルタを用いた補間処理によって生成する台形補正部と、
前記第2の画像を表す光を射出する光変調装置と、
前記光変調装置からの光を前記投影面に投影する投影光学系と、
を備え、
前記台形補正部は、
前記第1の画像内の所定の複数の点において、前記第1の画像から前記第2の画像に変形するときの縮小率を算出し、
前記縮小率の最小値が大きいほど前記補間フィルタの帯域制限を弱めるように前記補間フィルタを調整し、
前記縮小率の最小値が予め定められた閾値以上の場合には、前記縮小率の最小値が大きいほど、前記縮小率に対する前記補間フィルタのカットオフ周波数の比で表される調整係数を増加させて前記帯域制限を弱め、
前記縮小率の最小値が前記閾値未満の場合には、前記調整係数を予め定められた値とする、
プロジェクター。
A projector,
A trapezoidal correction unit that generates a second image obtained by deforming the first image by an interpolation process using an interpolation filter in order to perform a trapezoidal correction of the image projected on the projection surface according to the first image; ,
A light modulation device that emits light representing the second image;
A projection optical system that projects light from the light modulation device onto the projection surface;
With
The trapezoidal correction unit is
Calculating a reduction ratio when transforming from the first image to the second image at a plurality of predetermined points in the first image;
The interpolation filter is adjusted to weaken the band limitation of the interpolation filter as the minimum value of the reduction ratio is larger ,
When the minimum value of the reduction ratio is equal to or greater than a predetermined threshold, the adjustment coefficient represented by the ratio of the cutoff frequency of the interpolation filter to the reduction ratio is increased as the minimum value of the reduction ratio is larger. To reduce the bandwidth limit,
When the minimum value of the reduction ratio is less than the threshold, the adjustment coefficient is set to a predetermined value .
projector.
請求項1に記載のプロジェクターにおいて、
前記所定の複数の点は、前記第1の画像の4つの頂点である、プロジェクター。
The projector according to claim 1.
The projector, wherein the predetermined plurality of points are four vertices of the first image.
請求項1または2に記載のプロジェクターにおいて、
前記閾値は、前記プロジェクターの複数の投影モードに対して異なる値に設定されている、プロジェクター。
The projector according to claim 1 or 2 ,
The projector, wherein the threshold value is set to a different value for a plurality of projection modes of the projector.
プロジェクターにおける画像処理方法であって、
(a)第1の画像に応じて投影面に投影される画像の台形補正を行うために、前記第1の画像を変形した第2の画像を、補間フィルタを用いた補間処理によって生成する工程と、
(b)第2の画像を表す光を光変調装置から射出する工程と、
(c)前記光変調装置からの光を前記投影面に投影する工程と、
を備え、
前記工程(a)は、
(a−1)前記第1の画像内の所定の複数の点において、前記第1の画像から前記第2の画像に変形するときの縮小率を算出する工程と、
(aー2)前記縮小率の最小値が大きいほど前記補間フィルタの帯域制限を弱めるように前記補間フィルタを調整する工程と、
を備え
前記工程(aー2)において、
前記縮小率の最小値が予め定められた閾値以上の場合には、前記縮小率の最小値が大きいほど、前記縮小率に対する前記補間フィルタのカットオフ周波数の比で表される調整係数が増加されて前記帯域制限が弱められ、
前記縮小率の最小値が前記閾値未満の場合には、前記調整係数が予め定められた値とされる、画像処理方法。
An image processing method in a projector,
(A) A step of generating a second image obtained by deforming the first image by interpolation processing using an interpolation filter in order to perform trapezoidal correction of the image projected on the projection surface according to the first image. When,
(B) emitting light representing the second image from the light modulation device;
(C) projecting light from the light modulation device onto the projection surface;
With
The step (a)
(A-1) calculating a reduction ratio when the first image is transformed into the second image at a plurality of predetermined points in the first image;
(A-2) adjusting the interpolation filter so that the band limitation of the interpolation filter is weakened as the minimum value of the reduction ratio is larger;
Equipped with a,
In the step (a-2),
When the minimum value of the reduction ratio is equal to or greater than a predetermined threshold, the adjustment coefficient represented by the ratio of the cutoff frequency of the interpolation filter to the reduction ratio increases as the minimum value of the reduction ratio increases. The bandwidth limit is weakened,
Wherein when the minimum reduction ratio is smaller than the threshold value, the adjustment factor Ru is a predetermined value, the image processing method.
請求項に記載の画像処理方法において、
前記所定の複数の点は、前記第1の画像の4つの頂点である、画像処理方法。
The image processing method according to claim 4 ,
The image processing method, wherein the predetermined plurality of points are four vertices of the first image.
請求項4または5に記載の画像処理方法において、
前記閾値は、前記プロジェクターの複数の投影モードに対して異なる値に設定されている、画像処理方法。
The image processing method according to claim 4 or 5 ,
The image processing method, wherein the threshold value is set to a different value for a plurality of projection modes of the projector.
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