JP6362468B2 - Gradation conversion characteristic / shading correction value calculation method, program, apparatus, and image display apparatus - Google Patents

Gradation conversion characteristic / shading correction value calculation method, program, apparatus, and image display apparatus Download PDF

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本発明は、画像投射装置や直視型表示装置によって表示される画像の輝度むらおよび色むら、すなわちシェーディングを補正するために用いられる装置および方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and method used for correcting luminance unevenness and color unevenness, that is, shading, of an image displayed by an image projection apparatus or a direct-view display apparatus.

画像投射装置(以下、プロジェクタという)や直視型表示装置(以下、直視ディスプレイという)によって表示された画像の輝度むらや色むらを含むシェーディングを自動的に補正する方法として、以下のようなものがある。   As a method for automatically correcting shading including luminance unevenness and color unevenness of an image displayed by an image projection apparatus (hereinafter referred to as a projector) or a direct-view display device (hereinafter referred to as a direct-view display), the following is possible. is there.

例えば、特許文献1には、プロジェクタまたは直視ディスプレイによる表示画像を撮影した撮像装置により得られる撮影画像を用いて、表示画像のシェーディングを抑制する方法が開示されている。また、特許文献2には、プロジェクタによる表示画像を撮影した撮像装置から得られる撮影画像を用いて、表示画像における特に筋状のシェーディングを補正する方法が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a method for suppressing shading of a display image using a captured image obtained by an imaging device that captures a display image by a projector or a direct-view display. Patent Document 2 discloses a method for correcting particularly shading in a display image using a captured image obtained from an imaging device that captured a display image by a projector.

特開2011−150349号公報JP 2011-150349 A 特開2005−017715号公報JP 2005-017715 A

しかしながら、特許文献1,2にて開示された方法は、表示画像が表示される表示面と表示画像を撮影する撮像装置との間に物体が設置され、撮像装置によって得られた撮影画像に該物体が写り込んでいる場合までを考慮した方法ではない。例えば、表示面の前(撮像装置側)に色彩照度計等の色度を測定できる測定器を配置し、この測定器により測定された表示画像の色度を用いてガンマ特性を設定する方法があるが、この場合、物体しての測定器が撮影画像に写り込む。また、プロジェクタの表示面である被投射面に形成された穴の裏側に測定器を配置する場合も、撮影画像に物体としての測定器が写り込む。   However, in the methods disclosed in Patent Documents 1 and 2, an object is installed between a display surface on which a display image is displayed and an imaging device that captures the display image. It is not a method that considers even the case where an object is reflected. For example, a measuring device that can measure chromaticity such as a color illuminometer is arranged in front of the display surface (on the imaging device side), and a method of setting gamma characteristics using the chromaticity of the display image measured by this measuring device. In this case, a measuring instrument as an object appears in the captured image. In addition, when a measuring instrument is arranged behind a hole formed in a projection surface that is a display surface of a projector, the measuring instrument as an object is reflected in the captured image.

特許文献1にて開示された方法では、撮像装置により得られた撮影画像全体に対してバンドパスフィルタをかけるため、撮影画像内から物体が消えるほどの強度のフィルタを用いると、撮影画像からシェーディングに関する情報までが損なわれる。この結果、撮影画像から表示画像のシェーディングを良好に補正するための補正値を生成することができなくなる。また、フィルタの強度が弱いと、撮影画像中に残存する物体に対応して補正値が生成されるため、この補正値を表示画像における対応画像部分に適用すると、不要な補正が強くかかることになる。   In the method disclosed in Patent Document 1, a bandpass filter is applied to the entire captured image obtained by the imaging device. Therefore, if a filter with such an intensity that an object disappears from the captured image is used, shading from the captured image is performed. Even information about is lost. As a result, it becomes impossible to generate a correction value for favorably correcting the shading of the display image from the captured image. In addition, if the filter strength is weak, a correction value is generated corresponding to the object remaining in the captured image. Therefore, if this correction value is applied to the corresponding image portion in the display image, unnecessary correction is strongly applied. Become.

シェーディング補正を行う補正回路は、通常はプロジェクタにおいて光を画像変調する光変調素子(液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイス〈DMD〉等)の解像度に比べてかなり低い解像度を持つように構成されている。このため、補間処理によって補正回路の解像度を光変調素子の解像度に合わせる。このような補正回路によって高周波部分を含む表示画像の補正を行うと、高周波部分の補正が不十分になるとともに、低周波部分が物体に引っ張られて逆に色が付いてしまったり、補間処理によって意図しない色が生成されてしまったりするおそれがある。   A correction circuit that performs shading correction is generally configured to have a resolution that is considerably lower than the resolution of a light modulation element (such as a liquid crystal panel or a digital micromirror device <DMD>) that modulates light in a projector. For this reason, the resolution of the correction circuit is adjusted to the resolution of the light modulation element by interpolation processing. When a display image including a high frequency part is corrected by such a correction circuit, the correction of the high frequency part becomes insufficient, and the low frequency part is pulled by the object, and the color is reversed. An unintended color may be generated.

また、特許文献2に開示された方法において、撮影画像に物体が写り込んでいる場合にも、同様の問題が生じてしまう。   Further, in the method disclosed in Patent Document 2, the same problem occurs when an object is reflected in a captured image.

本発明は、表示画像を撮影して得られた撮影画像に色度を測定する測定器が写り込んでいる場合でも、表示画像に対するシェーディングを良好に補正するための補正値を求めることができるようにした装置および方法を提供する。   The present invention can obtain a correction value for satisfactorily correcting shading for a display image even when a measuring device for measuring chromaticity is reflected in the captured image obtained by capturing the display image. An apparatus and method are provided.

本発明の一側面としての階調変換特性/シェーディング補正値算出方法は、画像表示装置において入力画像信号の階調を表示画像の階調に変換するための階調変換特性を算出するとともに、画像表示装置により表示された表示画像を撮像装置により撮影して取得した撮影画像を用いて該画像表示装置においてシェーディング補正を行うための補正値を算出する。該方法は、色度測定手段により表示画像の色度を測定して得られた色度情報を用いて表示画像の目標色度を得るための前記階調変換特性を算出し、画像表示装置により表示された第1の表示画像を撮影した撮像装置から第1の撮影画像を取得し、第1の撮影画像を用いて、撮像装置の撮影座標系から画像表示装置のシェーディング補正座標系への写像の関係を示す第1の写像関係を求め、上記階調変換特性に基づいて階調が設定されて画像表示装置により表示された第2の表示画像を撮影した撮像装置から第2の撮影画像を取得し、第1の写像関係のうち第2の撮影画像に写り込んだ色度測定手段に対応する部分を検出して除去することで又はユーザにより指定された該部分を除去することで第2の写像関係を求め、第2の撮影画像に対して第2の写像関係を用いた写像変換を行ってシェーディング補正座標系の一部の階調値である第1の階調値を求め、シェーディング補正座標系のうち上記写像変換により階調値が得られない部分の階調値である第2の階調値を第1の階調値を用いた補間処理により求め、第1および第2の階調値を用いて補正値を算出することを特徴とする。   A gradation conversion characteristic / shading correction value calculation method as one aspect of the present invention calculates a gradation conversion characteristic for converting a gradation of an input image signal into a gradation of a display image in an image display device, and A correction value for performing shading correction in the image display device is calculated using a captured image acquired by photographing the display image displayed on the display device with the imaging device. The method calculates the gradation conversion characteristics for obtaining the target chromaticity of the display image using chromaticity information obtained by measuring the chromaticity of the display image by the chromaticity measuring means, and the image display device A first captured image is acquired from the imaging device that captured the displayed first display image, and mapping from the imaging coordinate system of the imaging device to the shading correction coordinate system of the image display device is performed using the first captured image. A first mapping relationship is obtained, and a second captured image is obtained from an imaging device that has captured a second display image displayed by the image display device with gradations set based on the gradation conversion characteristics. The second part is obtained by detecting and removing the part corresponding to the chromaticity measuring means that is acquired and reflected in the second photographed image from the first mapping relation, or by removing the part specified by the user. For the second captured image The first gradation value, which is a part of the shading correction coordinate system, is obtained by performing mapping conversion using the mapping relationship of the two, and the gradation value is obtained by the mapping conversion in the shading correction coordinate system. A second gradation value which is a gradation value of an unexisting portion is obtained by an interpolation process using the first gradation value, and a correction value is calculated using the first and second gradation values. To do.

本発明の他の一側面としての階調変換特性/シェーディング補正値算出方法は、画像表示装置において入力画像信号の階調を表示画像の階調に変換するための階調変換特性を算出するとともに、画像表示装置により表示された表示画像を撮像装置により撮影して取得した撮影画像を用いて該画像表示装置においてシェーディング補正を行うための補正値を算出する。該方法は、色度測定手段により表示画像の色度を測定して得られた色度情報を用いて表示画像の目標色度を得るための階調変換特性を算出し、画像表示装置により表示された第1の表示画像を撮影した撮像装置から第1の撮影画像を取得し、第1の撮影画像を用いて、撮像装置の撮影座標系から画像表示装置のシェーディング補正座標系への写像の関係を示す第1の写像関係を求め、上記階調変換特性に基づいて階調が設定されて画像表示装置により表示された第2の表示画像を撮影した撮像装置から第2の撮影画像を取得し、第1の写像関係のうち第2の撮影画像に写り込んだ色度測定手段に対応する部分を検出して除去することで又はユーザにより指定された該部分を除去することで第2の写像関係を求め、第2の撮影画像に対して第2の写像関係を用いた写像変換を行ってシェーディング補正座標系の一部の階調値を求め、該階調値からシェーディング補正座標系の一部の補正値である第1の補正値を求め、シェーディング補正座標系のうち上記写像変換により階調値が得られない部分に対する補正値である第2の補正値を第1の補正値を用いた補間処理により求めることを特徴とする。   A gradation conversion characteristic / shading correction value calculation method according to another aspect of the present invention calculates a gradation conversion characteristic for converting a gradation of an input image signal into a gradation of a display image in an image display apparatus. Then, a correction value for performing shading correction in the image display device is calculated using a captured image obtained by photographing the display image displayed by the image display device with the imaging device. The method calculates a gradation conversion characteristic for obtaining a target chromaticity of a display image using chromaticity information obtained by measuring the chromaticity of a display image by a chromaticity measuring unit, and displays it by an image display device. A first captured image is acquired from the imaging device that captured the first display image, and a mapping of the imaging coordinate system of the imaging device to the shading correction coordinate system of the image display device is performed using the first captured image. A first mapping relationship indicating the relationship is obtained, and a second captured image is obtained from an imaging device that has captured the second display image displayed by the image display device with gradations set based on the gradation conversion characteristics. Then, by detecting and removing a portion corresponding to the chromaticity measuring means reflected in the second photographed image in the first mapping relationship, or by removing the portion designated by the user, the second The mapping relationship is obtained, and the second is obtained for the second photographed image. Mapping conversion using mapping relation is performed to obtain a partial gradation value of the shading correction coordinate system, a first correction value which is a partial correction value of the shading correction coordinate system is obtained from the gradation value, and shading is performed. A second correction value, which is a correction value for a portion of the correction coordinate system in which a gradation value cannot be obtained by the mapping conversion, is obtained by interpolation processing using the first correction value.

なお、コンピュータに上記階調変換特性/シェーディング補正値算出方法を実行させるコンピュータプログラムとしての階調変換特性/シェーディング補正値算出プログラムも、本発明の他の側面を構成する。   Note that a gradation conversion characteristic / shading correction value calculation program as a computer program for causing a computer to execute the gradation conversion characteristic / shading correction value calculation method also constitutes another aspect of the present invention.

また、本発明の他の一側面としての階調変換特性/シェーディング補正値算出装置は、画像表示装置において入力画像信号の階調を表示画像の階調に変換するための階調変換特性を算出するとともに、画像表示装置により表示された表示画像を撮像装置により撮影して取得した撮影画像を用いて該画像表示装置においてシェーディング補正を行うための補正値を算出する。該算出装置は、色度測定手段により表示画像の色度を測定して得られた色度情報を用いて表示画像の目標色度を得るための階調変換特性を算出する手段と、画像表示装置により表示された第1の表示画像を撮影した撮像装置から第1の撮影画像を取得する手段と、第1の撮影画像を用いて、撮像装置の撮影座標系から画像表示装置のシェーディング補正座標系への写像の関係を示す第1の写像関係を求める手段と、上記階調変換特性に基づいて階調が設定されて画像表示装置により表示された第2の表示画像を撮影した撮像装置から第2の撮影画像を取得する手段と、第1の写像関係のうち第2の撮影画像に写り込んだ色度測定手段に対応する部分を検出して除去することで又はユーザにより指定された該部分を除去することで第2の写像関係を求める手段と、第2の撮影画像に対して第2の写像関係を用いた写像変換を行ってシェーディング補正座標系の一部の階調値である第1の階調値を求める手段と、シェーディング補正座標系のうち上記写像変換により階調値が得られない部分の階調値である第2の階調値を第1の階調値を用いた補間処理により求める手段と、第1および第2の階調値を用いて補正値を算出する手段とを有することを特徴とする。   A gradation conversion characteristic / shading correction value calculation apparatus according to another aspect of the present invention calculates a gradation conversion characteristic for converting a gradation of an input image signal into a gradation of a display image in an image display apparatus. In addition, a correction value for performing shading correction in the image display device is calculated using a captured image obtained by photographing the display image displayed on the image display device with the imaging device. The calculation device includes means for calculating a gradation conversion characteristic for obtaining a target chromaticity of the display image using chromaticity information obtained by measuring the chromaticity of the display image by the chromaticity measuring means, and an image display Means for acquiring a first captured image from an imaging device that captured the first display image displayed by the device, and shading correction coordinates of the image display device from the imaging coordinate system of the imaging device using the first captured image Means for obtaining a first mapping relationship indicating the relationship of mapping to the system, and an imaging device that captures a second display image displayed on the image display device with gradations set based on the gradation conversion characteristics. Means for acquiring the second photographed image, and detecting and removing a portion corresponding to the chromaticity measuring means reflected in the second photographed image in the first mapping relationship or the user specified by the user By removing the part, the second mapping function Means for obtaining a first gradation value which is a part of the shading correction coordinate system by performing mapping conversion using the second mapping relationship on the second photographed image; Means for obtaining a second gradation value, which is a gradation value of a portion where a gradation value cannot be obtained by the mapping conversion in the shading correction coordinate system, by an interpolation process using the first gradation value; And means for calculating a correction value using the second gradation value.

また、本発明の他の一側面としての階調変換特性/シェーディング補正値算出装置は、画像表示装置において入力画像信号の階調を表示画像の階調に変換するための階調変換特性を算出するとともに、画像表示装置により表示された表示画像を撮像装置により撮影して取得した撮影画像を用いて該画像表示装置においてシェーディング補正を行うための補正値を算出する。該算出装置は、色度測定手段により表示画像の色度を測定して得られた色度情報を用いて表示画像の目標色度を得るための階調変換特性を算出する手段と、画像表示装置により表示された第1の表示画像を撮影した撮像装置から第1の撮影画像を取得する手段と、第1の撮影画像を用いて、撮像装置の撮影座標系から画像表示装置のシェーディング補正座標系への写像の関係を示す第1の写像関係を求める手段と、上記階調変換特性に基づいて階調が設定されて画像表示装置により表示された第2の表示画像を撮影した撮像装置から第2の撮影画像を取得する手段と、第1の写像関係のうち第2の撮影画像に写り込んだ色度測定手段に対応する部分を検出して除去することで又はユーザにより指定された該部分を除去することで第2の写像関係を求める手段と、第2の撮影画像に対して第2の写像関係を用いた写像変換を行ってシェーディング補正座標系の一部の階調値を求める手段と、該階調値からシェーディング補正座標系の一部の補正値である第1の補正値を求める手段と、シェーディング補正座標系のうち上記写像変換により階調値が得られない部分に対する補正値である第2の補正値を第1の補正値を用いた補間処理により求める手段とを有することを特徴とする。   A gradation conversion characteristic / shading correction value calculation apparatus according to another aspect of the present invention calculates a gradation conversion characteristic for converting a gradation of an input image signal into a gradation of a display image in an image display apparatus. In addition, a correction value for performing shading correction in the image display device is calculated using a captured image obtained by photographing the display image displayed on the image display device with the imaging device. The calculation device includes means for calculating a gradation conversion characteristic for obtaining a target chromaticity of the display image using chromaticity information obtained by measuring the chromaticity of the display image by the chromaticity measuring means, and an image display Means for acquiring a first captured image from an imaging device that captured the first display image displayed by the device, and shading correction coordinates of the image display device from the imaging coordinate system of the imaging device using the first captured image Means for obtaining a first mapping relationship indicating the relationship of mapping to the system, and an imaging device that captures a second display image displayed on the image display device with gradations set based on the gradation conversion characteristics. Means for acquiring the second photographed image, and detecting and removing a portion corresponding to the chromaticity measuring means reflected in the second photographed image in the first mapping relationship or the user specified by the user By removing the part, the second mapping function Means for calculating a partial gradation value of the shading correction coordinate system by performing mapping conversion using the second mapping relation on the second photographed image, and shading correction coordinates from the gradation value. Means for obtaining a first correction value, which is a partial correction value of the system, and a second correction value, which is a correction value for a portion of the shading correction coordinate system for which no gradation value is obtained by the mapping conversion, And a means for obtaining by interpolation processing using the correction value.

なお、表示画像を被投射面に投射して表示する画像表示装置であって、表示画像を撮影する撮像装置と、上記階調変換特性/シェーディング補正値算出装置とを有する画像表示装置も、本発明の他の一側面を構成する。   An image display apparatus that projects and displays a display image on a projection surface, and includes an imaging apparatus that captures the display image and the gradation conversion characteristic / shading correction value calculation apparatus. It constitutes another aspect of the invention.

本発明によれば、表示画像を撮影して得られた撮影画像に色度測定手段が写り込んでいる場合でも、表示画像に対するシェーディングを良好に補正するための補正値を求めることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a correction value for satisfactorily correcting shading for a display image even when the chromaticity measuring means is reflected in the captured image obtained by capturing the display image.

本発明の実施例1の階調変換特性/シェーディング補正値算出装置、プロジェクタ、カメラ、スクリーンおよび色彩照度計の配置を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating an arrangement of a gradation conversion characteristic / shading correction value calculation device, a projector, a camera, a screen, and a color illuminance meter according to the first embodiment of the present invention. 実施例1のプロジェクタの構成を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the projector according to the first embodiment. 実施例1における複数のシェーディング補正プレーンおよび各シェーディング補正プレーン上での代表ポイントを示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating a plurality of shading correction planes and representative points on each shading correction plane in the first embodiment. 実施例1における補正ポイントのシェーディング補正値を算出する補間処理と補正ポイント(3,3)にシェーディング補正値を設定した画像を示す図。The figure which shows the image which set the shading correction value to the interpolation process which calculates the shading correction value of the correction point in Example 1, and a correction point (3, 3). 実施例1において1,2,4または8画素列ごとに異なるシェーディング補正値を設定した投射パターンを示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating a projection pattern in which different shading correction values are set for each of 1, 2, 4, or 8 pixel rows in the first embodiment. 実施例1において1,2,4または8画素行ごとに異なるシェーディング補正値を設定した投射パターンを示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a projection pattern in which different shading correction values are set for each 1, 2, 4, or 8 pixel row in the first embodiment. 実施例1の算出装置の処理を示すフローチャート。5 is a flowchart illustrating processing of the calculation apparatus according to the first embodiment. 実施例1において色彩照度計の測定結果(色度情報)を示す図。The figure which shows the measurement result (chromaticity information) of a color illuminometer in Example 1. FIG. 実施例1における色度情報の補間結果を示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating an interpolation result of chromaticity information in the first embodiment. 実施例1における補正値算出用撮影画像の例を示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a correction value calculation photographed image according to the first embodiment. 実施例1における補正値算出用撮影画像の階調分布(補間前と補間後)を示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating a gradation distribution (before and after interpolation) of a correction value calculation photographed image according to the first embodiment. 本発明の実施例2において階調を補間する推定対象領域を表示するガイドを示す図。The figure which shows the guide which displays the estimation object area | region which interpolates a gradation in Example 2 of this invention. 実施例2の変形例における階調変換特性/シェーディング補正値算出装置、プロジェクタ、カメラ、スクリーンおよび色彩照度計の配置を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating an arrangement of a gradation conversion characteristic / shading correction value calculation device, a projector, a camera, a screen, and a color illuminometer in a modification of the second embodiment. 実施例2において推定対象領域の階調補間の前後の階調分布を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating gradation distributions before and after gradation interpolation of an estimation target area in the second embodiment. 実施例2の変形例において推定対象領域の階調補間の前後の階調分布を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating tone distributions before and after tone interpolation of an estimation target region in a modification of Example 2; 本発明の実施例3の階調変換特性/シェーディング補正値算出装置の処理を示すフローチャート。10 is a flowchart showing processing of a gradation conversion characteristic / shading correction value calculation apparatus according to a third embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1(A),(B)は、画像表示装置としての画像投射装置(以下、プロジェクタという)101と、本発明の実施例1である階調変換特性/シェーディング補正値算出装置(以下、単に算出装置という)105と、撮像装置(以下、カメラという)104とを示す。また、同図は、被投射面(表示面)としてのスクリーンSと、該スクリーンSの中央に形成された穴106の裏側に配置された色度測定手段としての色彩照度計103も示す。これらプロジェクタ101〜色彩照度計103は画像投射システムを構成する。   1A and 1B show an image projection apparatus (hereinafter referred to as a projector) 101 as an image display apparatus and a gradation conversion characteristic / shading correction value calculation apparatus (hereinafter simply referred to as a first embodiment) of the present invention. A calculation device) 105 and an imaging device (hereinafter referred to as a camera) 104 are shown. The figure also shows a screen S as a projection surface (display surface) and a color illuminance meter 103 as chromaticity measuring means arranged on the back side of a hole 106 formed in the center of the screen S. These projector 101 to color illuminance meter 103 constitute an image projection system.

プロジェクタ101は、入力された映像信号(入力画像信号)に応じて後述する光変調素子を駆動し、該光変調素子で変調した光をスクリーンSに投射することで表示画像としての投射画像107を表示する。色彩照度計103は、スクリーンSに投射された投射画像107のほぼ中央の色度と照度を測定する
カメラ104は、スクリーンS上の投射画像107を含む撮影範囲(画角)を撮影して撮影画像を生成する。
The projector 101 drives a light modulation element, which will be described later, according to the input video signal (input image signal), and projects the light modulated by the light modulation element onto the screen S, thereby generating a projection image 107 as a display image. indicate. The color illuminance meter 103 measures the chromaticity and illuminance at the center of the projected image 107 projected on the screen S. The camera 104 captures and captures a shooting range (view angle) including the projected image 107 on the screen S. Generate an image.

算出装置105は、パーソナルコンピュータにより構成され、色彩照度計103から測定によって得られた色度情報と照度情報を取得する。算出装置105は、色度情報を用いて、入力された映像信号の階調(輝度)である入力階調を投射画像の階調に変換するための階調変換特性、言い換えれば入力階調を後述する光変調パネルの階調特性に対応する階調に変換するためのガンマ補正特性を算出する。また、算出装置105は、カメラ104から取得した撮影画像を用いて、投射画像107に含まれる輝度むらや色むらを含むシェーディングを補正するための補正値(以下、シェーディング補正値)を算出する。   The calculation device 105 is configured by a personal computer, and acquires chromaticity information and illuminance information obtained by measurement from the color illuminance meter 103. The calculation device 105 uses the chromaticity information to determine a gradation conversion characteristic for converting the input gradation, which is the gradation (luminance) of the input video signal, into a projection image gradation, in other words, the input gradation. A gamma correction characteristic for converting to a gradation corresponding to a gradation characteristic of a light modulation panel described later is calculated. In addition, the calculation device 105 calculates a correction value (hereinafter referred to as a shading correction value) for correcting shading including luminance unevenness and color unevenness included in the projection image 107 using the captured image acquired from the camera 104.

図に示すように、シェーディング補正値を算出するためにはスクリーンSに投射された投射画像を撮像装置104により撮影する必要がある。その一方、ガンマ特性を算出するためには色彩照度計103を使用し、色彩照度計103にプロジェクタから投射された投射画像107を受光させなければならない。このため、図に示すように、スクリーンSに穴106を形成し、スクリーンSの裏側に配置した色彩照度計103の受光部(センサ部)103aを穴106から露出させる。また、色彩照度計103をスクリーンSの前(スクリーンSとカメラ104との間)に配置してもよい。しかし、これらの場合、カメラ104により得られる撮影画像には色彩照度計103が写り込むため、その撮影画像を用いても、色彩照度計103が写り込んだ部分では、投射画像のシェーディングを良好に補正可能なシェーディング補正値を算出することができない。   As shown in the figure, in order to calculate the shading correction value, it is necessary to capture the projection image projected on the screen S by the imaging device 104. On the other hand, in order to calculate the gamma characteristic, the color illuminance meter 103 must be used, and the projection image 107 projected from the projector must be received by the color illuminance meter 103. For this reason, as shown in the figure, a hole 106 is formed in the screen S, and the light receiving part (sensor part) 103a of the color illuminance meter 103 arranged on the back side of the screen S is exposed from the hole 106. The color illuminance meter 103 may be disposed in front of the screen S (between the screen S and the camera 104). However, in these cases, since the color illuminance meter 103 is reflected in the captured image obtained by the camera 104, even if the captured image is used, the shading of the projected image is improved in the portion where the color illuminance meter 103 is reflected. A correctable shading correction value cannot be calculated.

このため本実施例では、シェーディング補正値を算出する際には、撮影画像に写り込んだ色彩照度計103に対応する部分のシェーディング補正値を推定(補間)する。これにより、色彩照度計103を取り除くことなく(取り除く手間を省いて)、すなわち効率良く短時間で投射画像のシェーディングを良好に補正可能なシェーディング補正値を算出することができる。   For this reason, in this embodiment, when the shading correction value is calculated, the shading correction value of the portion corresponding to the color illuminance meter 103 reflected in the photographed image is estimated (interpolated). Accordingly, it is possible to calculate a shading correction value that can satisfactorily correct the shading of the projection image without removing the color illuminance meter 103 (saving the trouble of removing), that is, efficiently and in a short time.

なお、本実施例では、算出装置105、カメラ102およびプロジェクタ101がそれぞれ独立した装置として構成されている。ただし、これらが一体の装置(プロジェクタ)として構成されていてもよい。   In this embodiment, the calculation device 105, the camera 102, and the projector 101 are configured as independent devices. However, these may be configured as an integrated apparatus (projector).

図2には、プロジェクタ101の構成を示している。プロジェクタ101は、シェーディング補正に関する機能として、補正値算出装置105からの制御に応じて後述する特定画像を投射する。また、同機能として、プロジェクタ101は、赤(R)用のシェーディング補正回路201、緑(G)用のシェーディング補正回路202および青(B)用のシェーディング補正回路203にシェーディング補正値を書き込む。さらに、これらシェーディング補正回路201〜203の初期シェーディング補正値を記憶する。   FIG. 2 shows the configuration of the projector 101. The projector 101 projects a specific image, which will be described later, in accordance with control from the correction value calculation device 105 as a function related to shading correction. Further, as the same function, the projector 101 writes the shading correction value in the shading correction circuit 201 for red (R), the shading correction circuit 202 for green (G), and the shading correction circuit 203 for blue (B). Further, initial shading correction values of these shading correction circuits 201 to 203 are stored.

シェーディング補正回路201〜203はそれぞれ、これらに入力されたRGBの各画像(映像信号)の画素の階調値(以下、入力階調値という)とその入力階調値を有する画素位置(以下、ポイントという)とからRGBごとのシェーディング補正値を算出する。この際、予め保持した代表的なポイント(以下、代表ポイントという)でのシェーディング補正値を用いた補間処理を行って、代表ポイント以外のポイントでのシェーディング補正値を算出する。それぞれシェーディング補正値が設けられる代表ポイントおよびそれ以外のポイントをまとめて補正ポイントという。そして、補正ポイントのうち代表ポイントの入力階調値に対してはその代表ポイントでの代表シェーディング補正値を、補正ポイントのうち代表ポイント以外のポイントの入力階調値に対しては補間処理により算出したシェーディング補正値をそれぞれ加算する。   Each of the shading correction circuits 201 to 203 has a gradation value (hereinafter referred to as an input gradation value) of a pixel of each of RGB images (video signals) input thereto and a pixel position (hereinafter referred to as an input gradation value) having the input gradation value. The shading correction value for each RGB is calculated from the above. At this time, an interpolation process using a shading correction value at a representative point held in advance (hereinafter referred to as a representative point) is performed to calculate a shading correction value at a point other than the representative point. The representative point where the shading correction value is provided and the other points are collectively referred to as a correction point. The representative shading correction value at the representative point is calculated for the input tone value of the representative point among the correction points, and the interpolation processing is performed for the input tone value of the point other than the representative point among the correction points. Each shading correction value is added.

このように各シェーディング補正回路は、全てのポイントに対するシェーディング補正値を予め保持するのではなく、所定数の代表ポイントでのシェーディング補正値を保持し、それを用いて他の補正ポイントでのシェーディング補正値を算出する。代表ポイントおよびそこでのシェーディング補正値はレジスタと呼ばれる揮発領域に保存され、バスを介してレジスタに対するシェーディング補正値の書き込みと読み出しが可能である。   In this way, each shading correction circuit does not hold shading correction values for all points in advance, but holds shading correction values at a predetermined number of representative points, and uses them to perform shading correction at other correction points. Calculate the value. The representative point and the shading correction value there are stored in a volatile area called a register, and the shading correction value can be written to and read from the register via the bus.

R用のガンマ補正回路204、G用のガンマ補正回路205およびB用のガンマ補正回路206はそれぞれ、これらに入力された階調値を、1次元ルックアップテーブル(1DLUT)のかたちで保存されたガンマ補正特性に応じた階調値に変換する。各ガンマ補正回路は1DLUTをレジスタに有しており、バスを介して1DLUTの情報を読み出したり書き換えたりすることが可能である。   Each of the R gamma correction circuit 204, the G gamma correction circuit 205, and the B gamma correction circuit 206 stores the gradation values input thereto in the form of a one-dimensional lookup table (1DLUT). The tone value is converted according to the gamma correction characteristic. Each gamma correction circuit has a 1DLUT in a register, and can read or rewrite the 1DLUT information via a bus.

光変調素子としてのR用の光変調パネル207、G用の光変調パネル208、B用の光変調パネル209はそれぞれ複数の画素を有し、画素ごとに不図示の光源からの光を変調する。光変調パネルとしては、透過型液晶パネル、反射型液晶パネルおよびDMD等が用いられる。光の変調は、透過型液晶パネルでは透過率を変化させることで、反射型液晶パネルでは反射率を変化させることで、DMDではONデューティー比を変化させることで行われる。これら光変調パネル207〜209により変調された光が、不図示の投射光学系を介して被投射面Sに投射される。なお、以下の説明では、光変調パネル207〜209として反射型液晶パネルを用いた場合について説明する。   Each of the R light modulation panel 207, the G light modulation panel 208, and the B light modulation panel 209 as a light modulation element has a plurality of pixels, and modulates light from a light source (not shown) for each pixel. . As the light modulation panel, a transmissive liquid crystal panel, a reflective liquid crystal panel, DMD, or the like is used. The light is modulated by changing the transmittance in the transmissive liquid crystal panel, changing the reflectance in the reflective liquid crystal panel, and changing the ON duty ratio in the DMD. The light modulated by these light modulation panels 207 to 209 is projected onto the projection surface S via a projection optical system (not shown). In the following description, a case where a reflective liquid crystal panel is used as the light modulation panels 207 to 209 will be described.

映像処理回路210は、不図示の映像入力端子から入力された映像信号をRGBのそれぞれの階調値に変換する。映像処理回路210には、ラスタ生成回路211が内蔵されている。ラスタ生成回路211は、RGBのそれぞれにおいて任意の階調を有する特定画像としてのラスタ画像を生成し、これを映像処理回路210から出力することができる。   The video processing circuit 210 converts a video signal input from a video input terminal (not shown) into RGB gradation values. The video processing circuit 210 includes a raster generation circuit 211. The raster generation circuit 211 can generate a raster image as a specific image having an arbitrary gradation in each of RGB and output it from the video processing circuit 210.

情報記録回路212は、ガンマ補正回路204〜206に入力される階調値に対して、光変調パネル207〜209の階調、つまりは反射率(以下、パネル反射率という)をリニア等の所定の関係で変化させるためのガンマ補正特性の1DLUTを保存する。また、情報記録回路212は、算出装置105によって算出されるR,G,B用のシェーディング補正値も保存する。これらのシェーディング補正値は、プロジェクタ101の起動時に、R,G,B用のシェーディング補正回路201〜203のそれぞれに設定される。   The information recording circuit 212 sets the gradation of the light modulation panels 207 to 209, that is, the reflectance (hereinafter referred to as panel reflectance) to a predetermined value such as linear with respect to the gradation values input to the gamma correction circuits 204 to 206. The 1DLUT of the gamma correction characteristic for changing the relationship is stored. The information recording circuit 212 also stores R, G, and B shading correction values calculated by the calculation device 105. These shading correction values are set in each of the R, G, and B shading correction circuits 201 to 203 when the projector 101 is activated.

通信回路213は、補正値算出装置105からプロジェクタ101を制御する際のコマンドの通信を行う。補正値算出装置105からプロジェクタ101へのコマンドには、ラスタ階調設定コマンド、ガンマ設定コマンド、シェーディング補正値書込みコマンドおよび初期シェーディング補正値書換えコマンド等がある。ラスタ階調設定コマンドは、ラスタ生成回路211に対してRGBの階調を設定し、映像処理回路210から該階調を有するラスタ画像を出力させるためのコマンドである。ガンマ設定コマンドは、情報記録回路212に記録されている1DLUTを、ガンマ補正回路204,205,206に設定させるためのコマンドである。シェーディング補正値書込みコマンドは、シェーディング補正回路201,202,203にシェーディング補正値を書き込ませるコマンドである。初期シェーディング補正値書換えコマンドは、シェーディング補正回路201,202,203に設定されるシェーディング補正値の初期値として情報記録回路212に保存されている初期シェーディング補正値を書き換えさせるコマンドである。   The communication circuit 213 communicates commands when controlling the projector 101 from the correction value calculation device 105. Commands from the correction value calculation device 105 to the projector 101 include a raster gradation setting command, a gamma setting command, a shading correction value write command, an initial shading correction value rewrite command, and the like. The raster gradation setting command is a command for setting RGB gradations to the raster generation circuit 211 and causing the video processing circuit 210 to output a raster image having the gradations. The gamma setting command is a command for setting the 1DLUT recorded in the information recording circuit 212 to the gamma correction circuits 204, 205, and 206. The shading correction value write command is a command that causes the shading correction circuits 201, 202, and 203 to write shading correction values. The initial shading correction value rewrite command is a command for rewriting the initial shading correction value stored in the information recording circuit 212 as the initial value of the shading correction value set in the shading correction circuits 201, 202, and 203.

制御回路214は、補正値算出装置105からの上記コマンドを受けて、該コマンドに対応する処理を実行させるための制御を行う。また、制御回路214は、プロジェクタ101の画像投射開始時に、各回路の初期値を情報記録回路212から読み出して各回路に設定する。   The control circuit 214 receives the command from the correction value calculation device 105 and performs control for executing processing corresponding to the command. Further, the control circuit 214 reads the initial value of each circuit from the information recording circuit 212 and sets it in each circuit when the projector 101 starts image projection.

図3(A)には、シェーディング補正回路201〜203での処理を模式的に示している。xは画像(映像信号)の水平方向でのポイントの座標を示し、yは画像の垂直方向でのポイントの座標を示す。また、図3(A)における高さは階調を示している。図中に示されている平行四辺形は、各シェーディング補正回路のレジスタに保持された、複数の特定階調に配置されたシェーディング補正プレーンを示している。各シェーディング補正プレーンでは、画像の全画素数より少ない所定数の代表ポイントのそれぞれに対してシェーディング補正値(以下、代表シェーディング補正値という)が保持されている。   FIG. 3A schematically shows processing in the shading correction circuits 201 to 203. x represents the coordinates of the point in the horizontal direction of the image (video signal), and y represents the coordinates of the point in the vertical direction of the image. Further, the height in FIG. 3A indicates a gradation. The parallelograms shown in the figure indicate shading correction planes arranged in a plurality of specific gradations held in the registers of each shading correction circuit. In each shading correction plane, a shading correction value (hereinafter referred to as a representative shading correction value) is held for each of a predetermined number of representative points that is smaller than the total number of pixels of the image.

特定階調における代表ポイント以外の補正ポイントでのシェーディング補正値は、その特定階調においてその補正ポイントに近い2つ以上(例えば4つ)の代表ポイントでの代表シェーディング補正値を用いた補間処理により算出される。   The shading correction value at the correction point other than the representative point in the specific gradation is obtained by interpolation processing using the representative shading correction value at two or more (for example, four) representative points close to the correction point in the specific gradation. Calculated.

また、特定階調以外の補正対象階調における補正ポイントでのシェーディング補正値は、以下のよう算出される。まず、補正対象階調を挟む2つの特定階調のシェーディング補正プレーンが選択される。次に、選択された2つのシェーディング補正プレーンのそれぞれにおいて補正ポイントに対応するポイントでのシェーディング補正値(代表シェーディング補正値または同プレーン上での補間処理により算出されたシェーディング補正値)が選択される。そして、選択された2つのシェーディング補正値およびこれらシェーディング補正値の階調である2つの特定階調と補正対象階調との比を用いた線形補間によって、補正対象階調における補正ポイントでのシェーディング補正値が算出される。   Further, the shading correction value at the correction point in the correction target gradation other than the specific gradation is calculated as follows. First, the shading correction planes of two specific gradations sandwiching the correction target gradation are selected. Next, in each of the two selected shading correction planes, a shading correction value at a point corresponding to the correction point (a representative shading correction value or a shading correction value calculated by interpolation processing on the same plane) is selected. . Then, the shading at the correction point in the correction target gradation is performed by linear interpolation using the two selected shading correction values and the ratio between the two specific gradations that are the gradations of these shading correction values and the correction target gradation. A correction value is calculated.

なお、最も低い特定階調のシェーディング補正プレーンより低い補正対象階調に対しては、最も低い階調のシェーディング補正値を0とした線形補間によってシェーディング補正値を求める。最も高い特定階調のシェーディング補正プレーンより高い補正対象階調に対しても、同様である。   Note that for the correction target gradation lower than the shading correction plane of the lowest specific gradation, the shading correction value is obtained by linear interpolation with the shading correction value of the lowest gradation being 0. The same applies to the correction target gradation higher than the shading correction plane of the highest specific gradation.

図3(B)には、各シェーディング補正回路に設けられた1つのシェーディング補正プレーンを示している。図中においてメッシュで囲まれた領域には、白色の部分と灰色の部分とが含まれ、灰色の部分が光変調パネルの有効画素領域を示し、灰色の部分と白色の部分とを合わせた領域がシェーディング補正回路にてシェーディング補正値の算出が可能な領域を示す。白色の部分は、シェーディング補正値を演算するにあたって必要のない余分な領域と考えることもできるが、多くの場合、代表ポイントはメッシュ状に等間隔に配置されるため、必ずしも代表ポイントの間隔の整数倍が有効画素領域にならない。このため、一般的には有効画素領域よりも広い領域をシェーディング補正領域として準備することが多い。ここで示しているメッシュ状の線は、代表ポイントを明示するために示したものであり、実際に光変調パネル上に表示されるわけではない。メッシュの交点それぞれが代表ポイントの位置である。   FIG. 3B shows one shading correction plane provided in each shading correction circuit. In the figure, the area surrounded by the mesh includes a white part and a gray part. The gray part indicates the effective pixel area of the light modulation panel, and the gray part and the white part are combined. Indicates a region where the shading correction value can be calculated by the shading correction circuit. The white part can be thought of as an extra area that is not necessary for calculating the shading correction value, but in many cases, the representative points are arranged at regular intervals in a mesh shape, so it is not necessarily an integer between the representative points. Double is not an effective pixel area. For this reason, generally, an area wider than the effective pixel area is often prepared as a shading correction area. The mesh-like lines shown here are shown for clearly indicating the representative points, and are not actually displayed on the light modulation panel. Each intersection of meshes is a representative point position.

この図では、1つのシェーディング補正プレーン上に、横16個、縦12個の計192個の代表ポイントが設けられ、それぞれの代表ポイントに対して代表シェーディング補正値が保持されている。前述したように、シェーディング補正プレーン上での代表ポイント以外の補正ポイントに対するシェーディング補正値は、この補正ポイントを囲む4つの代表ポイントでの代表シェーディング補正値から線形補間によって算出される。   In this figure, a total of 192 representative points of 16 horizontal and 12 vertical are provided on one shading correction plane, and the representative shading correction value is held for each representative point. As described above, the shading correction values for correction points other than the representative points on the shading correction plane are calculated by linear interpolation from the representative shading correction values at the four representative points surrounding this correction point.

図4(A)は、シェーディング補正プレーン上での4つの代表ポイントでの代表シェーディング補正値から線形補間によって算出されるシェーディング補正値を示している。   FIG. 4A shows shading correction values calculated by linear interpolation from representative shading correction values at four representative points on the shading correction plane.

i,j,ci+1,j,ci,j+1,ci+1,j+1は、4つの代表ポイント(i,j),(i+1,j),(i,j+1),(i+1,j+1)での代表シェーディング補正値を示している。Hは水平方向における代表ポイントの配置間隔を、Vは垂直方向における代表ポイントの配置間隔をそれぞれ示している。x′,y′は、代表ポイントに対する補正ポイントの相対的なポイントを示している。この補正ポイントでのシェーディング補正値は、 c i, j , c i + 1, j , c i, j + 1 , c i + 1, j + 1 are four representative points (i, j), (i + 1, j), (i, j + 1). , (I + 1, j + 1) are representative shading correction values. H indicates the arrangement interval of the representative points in the horizontal direction, and V indicates the arrangement interval of the representative points in the vertical direction. x ′ and y ′ indicate relative points of the correction point with respect to the representative point. The shading correction value at this correction point is

により算出することができる。 Can be calculated.

図4(B)には、任意の補正ポイントの階調に対するシェーディング補正値を示している。シェーディング補正プレーン上における補正ポイントでのシェーディング補正値は前述の計算によって求まる。図では、複数(ここでは5つとする)のシェーディング補正プレーンが配置された特定階調をそれぞれ、p,p,p,p,pとし、それぞれの補正プレーンでのあるポイントでのシェーディング補正値を、c,c,c,c,cとしている。また、補正ポイントの階調をpとし、この階調pを挟む2つのシェーディング補正プレーンの階調をp,pn+1(p<p<pn+1)とする。さらに、これら2つのシェーディング補正プレーンから得られたシェーディング補正値をc,cn+1とする。
このとき、補正ポイントに対するシェーディング補正値は、
FIG. 4B shows a shading correction value for a gradation at an arbitrary correction point. The shading correction value at the correction point on the shading correction plane is obtained by the above-described calculation. In the figure, specific gradations in which a plurality of (here, five) shading correction planes are arranged are p 1 , p 2 , p 3 , p 4 , and p 5 , respectively. The shading correction values are c 1 , c 2 , c 3 , c 4 , and c 5 . Further, the gradation of the correction point is p, and the gradations of the two shading correction planes sandwiching the gradation p are pn and pn + 1 ( pn <p < pn + 1 ). Further, let the shading correction values obtained from these two shading correction planes be c n and c n + 1 .
At this time, the shading correction value for the correction point is

により算出される。 Is calculated by

図4(C)には、補正ポイント(3,3)にプラスのシェーディング補正値を設定した際のシェーディング補正後の画像を示している。この画像は、ラスタ生成回路211から出力されたパネル反射率が50%となる階調を有するラスタ画像の補正ポイント(3,3)にシェーディング補正値を加算した様子をシミュレーションしたものである。   FIG. 4C shows an image after shading correction when a positive shading correction value is set at the correction point (3, 3). This image is a simulation of adding a shading correction value to the correction point (3, 3) of a raster image having a gradation at which the panel reflectivity output from the raster generation circuit 211 is 50%.

図5(A)〜(E)と図6(A)〜(E)には、撮影画像の座標と補正ポイントとの対応関係を確定するためにプロジェクタ101が画像を投射する際に各シェーディング補正回路に設定されるシェーディング補正値のパターン、つまりは投射パターンの例を示す。補正値算出装置105は、これら投射パターンを有する投射画像をプロジェクタ101に投射させてカメラ104に撮影させ、撮影画像を分析する。これにより、撮影画像の座標を示すカメラ104の撮影座標系と、補正ポイントの座標を示すシェーディング補正回路の座標系(シェーディング補正座標系)との対応関係を確定することが可能となる。   5A to 5E and FIGS. 6A to 6E show shading corrections when the projector 101 projects an image in order to determine the correspondence between the coordinates of the captured image and the correction points. An example of a shading correction value pattern set in the circuit, that is, a projection pattern is shown. The correction value calculation device 105 projects a projection image having these projection patterns on the projector 101, causes the camera 104 to capture the image, and analyzes the captured image. This makes it possible to determine the correspondence between the shooting coordinate system of the camera 104 indicating the coordinates of the captured image and the coordinate system (shading correction coordinate system) of the shading correction circuit indicating the coordinates of the correction point.

この手法に近い手法として、グレイ・コード・パターンと呼ばれる2値画像から座標の対応関係を算出する手法が知られている。しかし、本実施例では既に実装されているシェーディング補正回路を使って投射パターンを表示することにより、簡単に複数の投射パターンを表示することができる。また、最終的にシェーディング補正値を求めたい補正ポイントと確実に対応がとれている画像を投射することもできる。さらに、シェーディング補正回路からの出力がなだらかに変化する投射パターンを有するため、背景差分によって得られた階調分布がそのまま確率と対応する。このため、どの補正ポイントと対応する領域かを分析する際に誤りを少なくすることができる。上記確率として不明確となった領域は、明確に属すると判定された部分からの距離を算出することにより、更に高精度に属する領域の判定が可能となる。本手法を用いることにより、シェーディング補正を施す際に必ずしも被投射面は平面である必要がなくなり、曲面や不連続面に投射する場合でも良好なシェーディング補正を行うことが可能となる。また、補正ポイントに対応した階調分布が得られることから、撮影画像に色彩照度計103が写り込んだ場合でも補間処理によって該色彩照度計103が写り込んだ領域での本来の階調を推定することが可能となる。   As a method close to this method, a method of calculating a coordinate correspondence from a binary image called a gray code pattern is known. However, in this embodiment, a plurality of projection patterns can be easily displayed by displaying the projection patterns using the already mounted shading correction circuit. It is also possible to project an image that is surely associated with a correction point for which a shading correction value is finally obtained. Furthermore, since the output from the shading correction circuit has a projection pattern that changes gently, the gradation distribution obtained by the background difference directly corresponds to the probability. For this reason, errors can be reduced when analyzing which correction point corresponds to the region. The area that is unclear as the probability can be determined with higher accuracy by calculating the distance from the part that is clearly determined to belong. By using this method, the surface to be projected does not necessarily have to be a flat surface when performing shading correction, and good shading correction can be performed even when projected onto a curved surface or a discontinuous surface. In addition, since the gradation distribution corresponding to the correction point is obtained, even when the color illuminance meter 103 is reflected in the photographed image, the original gradation in the area where the color illuminance meter 103 is reflected is estimated by interpolation processing. It becomes possible to do.

図7のフローチャートには、本実施例において算出装置105が行う処理(階調変換特性/シェーディング補正値算出方法)の流れを示している。算出装置105は、コンピュータプログラムとしての階調変換特性/シェーディング補正値算出プログラムに従って動作して本処理を行う。   The flowchart of FIG. 7 shows the flow of processing (gradation conversion characteristics / shading correction value calculation method) performed by the calculation device 105 in this embodiment. The calculation device 105 performs this processing by operating in accordance with a gradation conversion characteristic / shading correction value calculation program as a computer program.

本処理の全体的な流れは、以下の通りである。まず、算出装置105は、色彩照度計103から取得した色度情報とカメラ104から取得した撮影画像とから、ガンマ補正回路204〜206に与える情報とシェーディング補正回路201〜203に与える情報とを生成する。ガンマ補正回路204〜206に与える情報は、sRGBモード等のイメージモードの設定に応じて与えられるガンマ補正テーブルや2.2特性テーブル等のガンマ補正特性を示す情報であり、情報記録回路212に保存される。前述したように、本実施例では、1DLUTによってガンマ補正特性を保存しているが、3DLUTによって保存してもよい。シェーディング補正回路201〜203に与える情報は、光変調パネル207〜209およびプロジェクタ101内の光学部材により発生するスクリーンS上での部分的な色付きを低減させるシェーディング補正値の情報であり、情報記録回路212に保存される。また、シェーディング補正値には、基準となるシェーディング外形に対する実際のシェーディング外形の誤差を低減させるものも含まれる。   The overall flow of this process is as follows. First, the calculation device 105 generates information to be given to the gamma correction circuits 204 to 206 and information to be given to the shading correction circuits 201 to 203 from the chromaticity information acquired from the color illuminometer 103 and the captured image acquired from the camera 104. To do. Information given to the gamma correction circuits 204 to 206 is information indicating gamma correction characteristics such as a gamma correction table and a 2.2 characteristic table given according to the setting of the image mode such as the sRGB mode, and is stored in the information recording circuit 212. Is done. As described above, in this embodiment, the gamma correction characteristics are stored by 1DLUT, but may be stored by 3DLUT. Information given to the shading correction circuits 201 to 203 is information on shading correction values for reducing partial coloring on the screen S generated by the light modulation panels 207 to 209 and the optical members in the projector 101, and is an information recording circuit. 212 is stored. Further, the shading correction value includes a value that reduces an error of an actual shading outline with respect to a reference shading outline.

シェーディング補正値の生成手順の概要は、以下の通りである。まず投射画像107とその撮影画像、つまりはシェーディング補正値が設定される補正ポイントと撮影画像を構成する画素との対応関係(第1の写像関係)を分析する。次に、この分析結果から、撮影画像において色彩照度計103(および穴106)が写り込んだ領域である推定対象領域での上記対応関係を除去し、該除去後の対応関係(第2の写像関係)を用いて推定対象領域内の補正ポイントの階調値を補間処理により推定する。そして、全ての補正ポイントの階調値から各補正ポイントに与えるシェーディング補正値を算出する。以下、本処理の詳細について説明する。   The outline of the procedure for generating the shading correction value is as follows. First, the correspondence relationship (first mapping relationship) between the projection image 107 and its captured image, that is, the correction point where the shading correction value is set, and the pixels constituting the captured image is analyzed. Next, from the analysis result, the correspondence relationship in the estimation target region that is the region where the color illuminance meter 103 (and the hole 106) is reflected in the photographed image is removed, and the correspondence relationship after the removal (second mapping) Relationship) is used to estimate the gradation value of the correction point in the estimation target area by interpolation processing. Then, a shading correction value to be given to each correction point is calculated from the gradation values of all correction points. Details of this process will be described below.

ステップS701で処理を開始した算出装置105は、ステップS702において、プロジェクタ101に指定した階調のラスタ画像を生成させ、該ラスタ画像を投射させる。そして、算出装置105は、投射されたラスタ画像の色度を色彩照度計103に測定させ、その測定結果である色度情報を色彩照度計103から取得する。この際、ガンマ補正回路204〜206とシェーディング補正回路201〜203による変換は無効に設定される。これにより、光変調パネル207〜209のそれぞれを駆動するパネルドライバ(図示せず)にそのまま又は適宜ビットシフトされたデジタル値が供給される。本実施例では、算出装置105は、RGBそれぞれのパネルドライバに与える階調値(以下、駆動階調という)を変更しながら複数のラスタ画像を投射させ、それぞれのラスタ画像の色度情報を取得する。この際、1つの光変調パネルの駆動階調に対する色度情報を取得する際には、他の光変調パネルの駆動階調は所定の駆動階調(例えば、0)を設定したままとする。例えば、R用のパネルドライバに与えられる駆動階調に対する色彩照度計103からの色度情報を取得する際には、GとB用のパネルドライバに対しては駆動階調を0とする。   In step S702, the calculation apparatus 105 that has started the processing in step S701 causes the projector 101 to generate a raster image with the designated gradation and project the raster image. Then, the calculation device 105 causes the chromatic illuminance meter 103 to measure the chromaticity of the projected raster image, and acquires chromaticity information as a measurement result from the chromatic illuminance meter 103. At this time, conversion by the gamma correction circuits 204 to 206 and the shading correction circuits 201 to 203 is set to be invalid. As a result, a digital value as it is or appropriately bit-shifted is supplied to a panel driver (not shown) for driving each of the light modulation panels 207 to 209. In the present embodiment, the calculation device 105 projects a plurality of raster images while changing gradation values (hereinafter referred to as drive gradations) given to the RGB panel drivers, and acquires chromaticity information of each raster image. To do. At this time, when acquiring the chromaticity information for the drive gradation of one light modulation panel, the drive gradation of the other light modulation panel is set to a predetermined drive gradation (for example, 0). For example, when acquiring chromaticity information from the color illuminance meter 103 for the drive gradation given to the R panel driver, the drive gradation is set to 0 for the G and B panel drivers.

図8には、本ステップにて取得された色度情報の例を示している。各パネルドライバは12ビットのDACを有しており、横軸で示す階調0〜4095のデジタルデータを対応するアナログ電圧に変換することによってパネル反射率を制御する。光変調パネルとしてDMDを用いる場合は、上記デジタルデータに対応するデューティー比でこれを駆動する。   FIG. 8 shows an example of the chromaticity information acquired in this step. Each panel driver has a 12-bit DAC, and controls the panel reflectivity by converting digital data of gradations 0 to 4095 shown on the horizontal axis into corresponding analog voltages. When a DMD is used as the light modulation panel, it is driven with a duty ratio corresponding to the digital data.

図8では、階調0〜4095まで128階調おきに駆動階調を変化させて、色彩照度計103から縦軸で示す色度情報(XYZ表色系における三刺激値X,Y,Z)を取得した例を示している。ただし、階調4096は、階調4095で代用している。前述したように、1つの光変調パネルの駆動階調に対する色度情報を取得する際には、他の光変調パネルの駆動階調は0としている。   In FIG. 8, chromaticity information (tristimulus values X, Y, and Z in the XYZ color system) indicated by the vertical axis from the color illuminometer 103 is changed every 128 gradations from gradation 0 to 4095. The example which acquired is shown. However, the gradation 4096 is substituted with the gradation 4095. As described above, when obtaining chromaticity information for the drive gradation of one light modulation panel, the drive gradations of the other light modulation panels are set to zero.

ステップS703では、算出装置105は、ステップS702で光変調パネルごとの各駆動階調に対して色彩照度計103から得た色度情報(測定色度)を用いて、この測定色度を所望の目標色度に変換するためのガンマ補正特性を示すデータテーブルを作成する。以下の説明において、ガンマ補正特性を示すデータテーブルをガンマ補正テーブルという。そして、これらガンマ補正テーブルを情報記録回路212に保存する。   In step S703, the calculation device 105 uses the chromaticity information (measured chromaticity) obtained from the chromatic illuminance meter 103 for each drive gradation for each light modulation panel in step S702 to obtain the measured chromaticity as desired. A data table indicating gamma correction characteristics for conversion to the target chromaticity is created. In the following description, a data table indicating gamma correction characteristics is referred to as a gamma correction table. These gamma correction tables are stored in the information recording circuit 212.

ここで、算出装置105は、先のステップS702において、補間処理を行うことにより、光変調パネルの駆動が可能なすべての駆動階調に対する色度情報を生成する。この際、色彩照度計103から取得した色度情報は必ず誤差を持っているため、取得した色度情報を用いてスプライン補間等を用いた区分的な補間ではなく、推定モデルを用いた滑らかな補間を行うことが望ましい。本実施例では、歪み量とサンプリングした値との誤差に適当な重みを付けることで滑らかな補間を実現する。すなわち、本実施例では、評価値を、   Here, the calculation device 105 generates chromaticity information for all drive gradations capable of driving the light modulation panel by performing an interpolation process in the previous step S702. At this time, since the chromaticity information acquired from the color illuminance meter 103 always has an error, it is not a piecewise interpolation using spline interpolation or the like using the acquired chromaticity information, but a smooth operation using an estimation model. It is desirable to perform interpolation. In this embodiment, smooth interpolation is realized by assigning an appropriate weight to the error between the distortion amount and the sampled value. That is, in this embodiment, the evaluation value is

とおき、この評価値が最少となる推定値を色度情報の補間値とする。なお、色度情報の補間方法は、これに限られない。 The estimated value that minimizes the evaluation value is used as the interpolated value of the chromaticity information. Note that the interpolation method of chromaticity information is not limited to this.

図9は、上記補間処理によって生成された駆動階調に対する色度情報をXYZ色度座標により示すグラフである。横軸はR用の光変調パネルの駆動階調を、縦軸は照度計から得られた刺激値Xである。   FIG. 9 is a graph showing chromaticity information with respect to the drive gradation generated by the interpolation processing in XYZ chromaticity coordinates. The horizontal axis represents the drive gradation of the R light modulation panel, and the vertical axis represents the stimulus value X obtained from the illuminometer.

算出装置105は、ステップS703において、このようにして得られた光変調パネルの駆動階調に対する色度情報の応答特性から、目標色度を得るためのガンマ補正特性を実現する階調値の組み合わせを検索する。この検索において、それぞれの光変調パネルの駆動階調に対する照度(Y)の逆関数を求めておくと、簡単な行列演算によって大まかにではあるが階調値の組み合わせを求めることができる。そして、この処理を繰り返すことによって、より正確な階調値の組み合わせを求めることができ、ほとんどの場合に、この繰り返し処理で求めた解によって十分な精度のガンマ補正特性を得ることができる。より高精度にガンマ補正特性を求める場合には、前述した解の近傍において実現可能な階調値の組み合わせをできるだけ細かく検索し、誤差の最も少ない組み合わせを解としてもよい。   In step S703, the calculation device 105 combines the gradation values for realizing the gamma correction characteristic for obtaining the target chromaticity from the response characteristic of the chromaticity information with respect to the driving gradation of the light modulation panel thus obtained. Search for. In this search, if an inverse function of illuminance (Y) with respect to the driving gradation of each light modulation panel is obtained, a rough combination of gradation values can be obtained by a simple matrix operation. By repeating this process, a more accurate combination of gradation values can be obtained. In most cases, sufficiently accurate gamma correction characteristics can be obtained by the solution obtained by this repeated process. When obtaining gamma correction characteristics with higher accuracy, it is possible to search for combinations of gradation values that can be realized in the vicinity of the above-described solution as finely as possible, and use the combination with the least error as the solution.

以上の検索を得たいガンマ補正特性に対して離散的に行った後、スプライン補間等の補間処理を行うことによって最終的なガンマ補正テーブルを作成することができる。算出装置105は、作成したガンマ補正テーブルを情報記録回路212に書き込み、ステップS703を終了する。   After performing the above search discretely for the gamma correction characteristics to be obtained, a final gamma correction table can be created by performing interpolation processing such as spline interpolation. The calculation device 105 writes the created gamma correction table in the information recording circuit 212, and ends step S703.

ステップS704では、算出装置105は、カメラ104の撮影座標系、すなわちカメラ104により生成される撮影画像の座標系と、シェーディング補正回路によるシェーディング補正座標系との対応関係である第1の写像関係を確定する処理を行う。具体的には、算出装置105は、まずプロジェクタ101に、図5(A)〜(E)と図6(A)〜(E)で示した投射パターンを有する複数の投射画像を投射させ、該複数の投射画像をカメラ104に撮影させる。そして、算出装置105は、カメラ104からこれら複数の投射画像の撮影により生成された複数の撮影画像(第1の撮影画像)を取得する。また、算出装置105は、プロジェクタ101に、全ての補正ポイントのシェーディング補正値が0に設定されることで得られる投射パターンを有する投射画像も投射させ、これをカメラ104に撮影させて0補正値画像を取得する。さらに、算出装置105は、プロジェクタ101に、全ての補正ポイントのシェーディング補正値が0以外の特定値に設定されることで得られる投射パターンを有する投射画像も投射させ、これをカメラ104に撮影させて特定補正値画像を取得する。これら0補正値画像および特定補正値画像も第1の撮影画像に含まれる。投射パターンおよびその数は、シェーディング補正回路201〜203の分解能によって変わる。   In step S704, the calculation apparatus 105 obtains a first mapping relationship that is a correspondence relationship between the shooting coordinate system of the camera 104, that is, the coordinate system of the shot image generated by the camera 104, and the shading correction coordinate system by the shading correction circuit. Perform the process to confirm. Specifically, the calculation device 105 first causes the projector 101 to project a plurality of projection images having the projection patterns shown in FIGS. 5 (A) to (E) and FIGS. 6 (A) to (E). The camera 104 is caused to capture a plurality of projection images. Then, the calculation device 105 acquires a plurality of photographed images (first photographed images) generated by photographing the plurality of projection images from the camera 104. The calculation device 105 also causes the projector 101 to project a projection image having a projection pattern obtained by setting the shading correction values of all correction points to 0, and causes the camera 104 to capture the projected image, thereby correcting the 0 correction value. Get an image. Furthermore, the calculation device 105 causes the projector 101 to project a projection image having a projection pattern obtained by setting the shading correction values of all correction points to a specific value other than 0, and causes the camera 104 to capture the projection image. To obtain a specific correction value image. These 0 correction value image and specific correction value image are also included in the first captured image. The projection pattern and the number thereof vary depending on the resolution of the shading correction circuits 201 to 203.

算出装置105は、第1の写像関係を求めるために、図5(A)〜(E)と図6(A)〜(E)で示した投射パターンを有する投射画像を撮影して得られた撮影画像の各画素値を、0補正値画像と特定補正値画像を用いて0.0から1.0までの値に正規化する。この正規化された画素値0に近い値と1に近い値をとるため、それらを組み合わせたビットパターンから、撮影画像の座標系(撮影画素位置)とシェーディング補正座標系(補正ポイント)との対応関係を示す第1の写像関係を確定することができる。   The calculation device 105 was obtained by photographing the projection images having the projection patterns shown in FIGS. 5A to 5E and FIGS. 6A to 6E in order to obtain the first mapping relationship. Each pixel value of the captured image is normalized to a value from 0.0 to 1.0 using the 0 correction value image and the specific correction value image. Since the normalized pixel value takes a value close to 0 and a value close to 1, the correspondence between the coordinate system of the captured image (captured pixel position) and the shading correction coordinate system (correction point) is determined from the bit pattern that combines them. A first mapping relationship indicating the relationship can be determined.

ステップS705では、算出装置105は、ステップS703で作成したガンマ補正テーブルに基づいて階調を設定した少なくとも1つの補正値算出用画像を生成する。そして、算出装置105は、プロジェクタ101にこの補正値算出用画像を投射させ、投射された補正値算出用画像をカメラ104に撮影させる。   In step S705, the calculation device 105 generates at least one correction value calculation image in which gradation is set based on the gamma correction table created in step S703. Then, the calculation device 105 causes the projector 101 to project the correction value calculation image, and causes the camera 104 to capture the projected correction value calculation image.

この際、ステップS703において、それぞれの光変調パネルに与えられる駆動階調に対する照度(Y)が明確になっている。このため、算出装置105は、この駆動階調と照度の関係を示す情報から、それぞれの光変調パネルのパネル反射率がほぼ同一となるように設定した補正値算出用画像を少なくとも1つ生成してプロジェクタ101に投射させる。そして、投射された補正値算出用画像をカメラ104に撮影させる。複数の補正値算出用画像を生成するとともに撮影させる場合は、これらの補正値算出用画像における駆動階調を異ならせる。算出装置105は、カメラ104から撮影画像(第2の撮影画像:以下、補正値算出用撮影画像という)を取得する。   At this time, in step S703, the illuminance (Y) with respect to the drive gradation given to each light modulation panel is clarified. Therefore, the calculation device 105 generates at least one correction value calculation image that is set so that the panel reflectances of the respective light modulation panels are substantially the same, based on the information indicating the relationship between the drive gradation and the illuminance. To be projected on the projector 101. Then, the camera 104 is caused to capture the projected correction value calculation image. When a plurality of correction value calculation images are generated and photographed, the drive gradations in these correction value calculation images are made different. The calculation device 105 acquires a captured image (second captured image: hereinafter referred to as a correction value calculating captured image) from the camera 104.

ここで、カメラ104から取得する補正値算出用撮影画像には、本処理の開始時から用いられている色彩照度計103が写り込んでいる。このため、前述したように、該撮影画像のうち色彩照度計103が写り込んだ部分では、良好なシェーディング補正を可能とするシェーディング補正値を求めることができない。   Here, the color illuminance meter 103 that has been used since the start of this process is reflected in the correction value calculation captured image acquired from the camera 104. For this reason, as described above, in a portion where the color illuminance meter 103 is reflected in the photographed image, it is not possible to obtain a shading correction value that enables good shading correction.

図10には、図1(A),(B)に示したようにスクリーンに形成した穴から色彩照度計のセンサ部が露出している状態で補正値算出用投射画像としての無彩色画像を投射し、その撮影により得られた補正値算出用撮影画像を示している。   FIG. 10 shows an achromatic image as a correction value calculation projection image in a state where the sensor unit of the color illuminance meter is exposed from the hole formed in the screen as shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B). A correction value calculation photographed image obtained by projecting and photographing is shown.

ステップS706では、算出装置105は、ステップS705で取得した少なくとも1つの補正値算出用撮影画像を、ステップS704で確定した第1の写像関係に基づいて、シェーディング補正回路201〜203の分解能に合う(対応する)ように変換する。算出装置105は、この変換を補正値算出用撮影画像のRGBの色ごとに独立に施して、色ごとの階調分布(輝度分布)を取得する。   In step S706, the calculation device 105 matches the resolution of the shading correction circuits 201 to 203 based on the first mapping relationship determined in step S704, with respect to the at least one captured image for calculating the correction value acquired in step S705 ( Corresponding). The calculation device 105 performs this conversion independently for each RGB color of the correction value calculation photographic image, and acquires a gradation distribution (luminance distribution) for each color.

この際、各シェーディング補正回路における補正ポイントのそれぞれに写像される撮影画像の画素数が異なる。このため、算出装置105は、各補正ポイントに写像される画素数に対する閾値を設定(算出)する。そして、補正ポイントに対する写像画素数がこの閾値以下である場合には、該補正ポイントにおける階調値を後述する補間処理によって算出する。   At this time, the number of pixels of the photographed image mapped to each correction point in each shading correction circuit is different. For this reason, the calculation device 105 sets (calculates) a threshold value for the number of pixels mapped to each correction point. If the number of mapping pixels for the correction point is less than or equal to this threshold value, the gradation value at the correction point is calculated by interpolation processing described later.

一方、補正ポイントに対する写像画素数が閾値より多い場合は、算出装置105は、写像画素の階調値の分散(ばらつき度)を算出する。そして、その分散値が所定値以上であるとき又は他の部分の分散値より大きいときは、第1の写像関係のうちその補正ポイントに対する写像関係部分を除去する。これにより、第1の写像関係から上述した推定対象領域として色彩照度計103に対応する部分の写像関係が除去された第2の写像関係が求められる。なお、階調値のばらつき度を示す指標として標準偏差を用いてもよい。   On the other hand, when the number of mapping pixels for the correction point is larger than the threshold value, the calculation device 105 calculates the variance (degree of variation) of the gradation values of the mapping pixels. When the variance value is equal to or greater than the predetermined value or greater than the variance value of other portions, the mapping relationship portion for the correction point is removed from the first mapping relationship. As a result, the second mapping relationship in which the mapping relationship of the portion corresponding to the color illuminometer 103 is removed from the first mapping relationship as the estimation target region described above is obtained. Note that a standard deviation may be used as an index indicating the degree of variation in gradation values.

算出装置105は、補正値算出用撮影画像(第2の撮影画像)に対して、この第2の写像関係を用いて写像変換を行う。これにより、推定対象領域外の補正ポイント(つまりはシェーディング補正座標系の一部)の階調値である第1の階調値を求める。さらに、算出装置105は、推定対象領域内の補正ポイントに対して、第1の階調値を用いた後述する補間処理によって階調値(第2の階調値)を推定する。このようにして、全補正ポイントに対する階調値である第1および第2の階調値が、写像変換又は補間処理によって得られる。   The calculation device 105 performs mapping conversion on the correction value calculation photographic image (second photographic image) using the second mapping relationship. Thereby, the first gradation value which is the gradation value of the correction point outside the estimation target region (that is, a part of the shading correction coordinate system) is obtained. Further, the calculation device 105 estimates a gradation value (second gradation value) with respect to a correction point in the estimation target region by an interpolation process described later using the first gradation value. In this way, the first and second gradation values, which are gradation values for all correction points, are obtained by mapping conversion or interpolation processing.

このようにして求めたシェーディング補正回路の分解能に対応する階調分布の例を、図11(A)に示す。この図は、階調補間の対象となる部分の階調値を0とした階調分布を示しており、黒丸で囲んだ部分に推定対象領域が含まれる。この階調分布を作成した後に、必要に応じて推定対象領域から所定距離の範囲内にある領域の階調値も補間処理によって求めてもよい。   An example of the tone distribution corresponding to the resolution of the shading correction circuit obtained in this way is shown in FIG. This figure shows a gradation distribution in which the gradation value of a portion to be subjected to gradation interpolation is 0, and an estimation target region is included in a portion surrounded by a black circle. After creating this gradation distribution, the gradation value of an area within a predetermined distance from the estimation target area may be obtained by interpolation processing as necessary.

また、図11(A)のうち周辺側において黒い線で囲まれた部分は、シェーディング補正回路の補正ポイントに対応する階調値が決められなかった部分である。階調値は、これまで説明したようにプロジェクタ投射光のスクリーンからの反射光をカメラで撮影し、シェーディング補正回路上の補正ポイントに対応する輝度と対応する階調値を算出することで決定される。しかし、一般に、シェーディング補正回路はプロジェクタから投射される領域より広い領域を補正対象としているため、必ずしも全補正ポイントに対応した階調値が決定できるわけではない。このため、周辺側に示した黒い線で囲まれた部分も補間等の手段を用いて推定し、その階調値を算出する必要がある。   In FIG. 11A, a portion surrounded by a black line on the peripheral side is a portion where the gradation value corresponding to the correction point of the shading correction circuit cannot be determined. As described above, the gradation value is determined by photographing the reflected light of the projector projection light from the screen with the camera and calculating the gradation value corresponding to the luminance corresponding to the correction point on the shading correction circuit. The However, in general, since the shading correction circuit is intended for correction in an area wider than the area projected from the projector, the gradation values corresponding to all correction points cannot always be determined. For this reason, it is necessary to estimate the portion surrounded by the black line shown on the peripheral side using means such as interpolation, and calculate the gradation value.

図11(A)に示す階調分布に対して補間処理を行うことで得られた階調分布を図11(B)に示す。本実施例における補間処理では、評価値としての   FIG. 11B shows a gradation distribution obtained by performing the interpolation process on the gradation distribution shown in FIG. In the interpolation processing in this embodiment, the evaluation value is

を最少とする推定値を求める。上記式において、gx,yはシェーディング補正回路の分解能に対応するように変換した階調値であり、座標(x,y)での階調値を示す。?x,yは座標(x,y)での階調値の推定値を示す。ωは重み係数である。D1,D2,D3は、それぞれの演算の対象となっている画素領域の集合を示している。 Find an estimate that minimizes. In the above expression, g x, y is a gradation value converted so as to correspond to the resolution of the shading correction circuit, and indicates the gradation value at the coordinates (x, y). x and y indicate estimated values of gradation values at coordinates (x, y). ω is a weighting factor. D1, D2, and D3 indicate a set of pixel regions that are the targets of the respective calculations.

本実施例では、上記評価式によって補間による推定値を算出するが、他のどのような補間方法を用いてもよい。   In this embodiment, the estimated value by interpolation is calculated by the above evaluation formula, but any other interpolation method may be used.

ステップS707では、算出装置105は、ステップS706にてシェーディング補正回路201〜203の分解能に対応するように変換されたRGBの色ごとの階調分布の情報から色ごとのシェーディング補正値を算出する。シェーディング補正値の算出方法についての詳しい説明は省略する。   In step S707, the calculation device 105 calculates a shading correction value for each color from the information of the gradation distribution for each RGB color converted so as to correspond to the resolution of the shading correction circuits 201 to 203 in step S706. A detailed description of the method for calculating the shading correction value is omitted.

ステップS708では、算出装置105は、ステップS707にて算出したシェーディング補正値を情報記録回路212に書き込む。そして、算出装置105は、ステップS709にて本処理を終了する。   In step S708, the calculation device 105 writes the shading correction value calculated in step S707 into the information recording circuit 212. Then, the calculation device 105 ends this process in step S709.

本実施例によれば、シェーディング補正値の算出に用いられる撮影画像(補正値算出用撮影画像)のうち色彩照度計103が写り込んだ領域を自動的に検出(判定)し、該領域の階調を補間処理によって推定する。これにより、色彩照度計103を取り除くことなく、ガンマ補正テーブルおよびシェーディング補正値を連続して算出することができる。   According to the present embodiment, an area in which the color illuminance meter 103 is reflected is automatically detected (determined) in a captured image (corrected value calculation captured image) used for calculation of the shading correction value, and the level of the area is determined. The key is estimated by interpolation. Thereby, the gamma correction table and the shading correction value can be calculated continuously without removing the color illuminance meter 103.

上記実施例1では、階調を補間する領域(推定対象領域)を、階調の分散値を演算することで検出する場合について説明した。これに対して、本発明の実施例2では、該演算を省略するため、ユーザにより指定された領域の階調を補間する。なお、画像投射システムの構成要素については、実施例1と同符号を付す。   In the first embodiment, a case has been described in which a region for interpolation of gradation (estimation target region) is detected by calculating a dispersion value of the gradation. On the other hand, in Embodiment 2 of the present invention, in order to omit the calculation, the gradation of the area designated by the user is interpolated. The constituent elements of the image projection system are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment.

図12(A)には、推定対象領域を明示するように投射画像内に表示されたガイドの例を示している。スクリーンS上において、107はプロジェクタ101により投射された投射画像(ラスタ画像)であり、Gは補間により階調を算出する領域(実施例1におけるスクリーンSの穴106とその内側にて露出した色彩照度計103を含む領域)を表示するガイドを示す。このガイドGは、ガンマ補正特性およびシェーディング補正値の算出を開始する前にユーザが指定した推定対象領域を表示する。   FIG. 12A shows an example of a guide displayed in the projection image so as to clearly indicate the estimation target region. On the screen S, 107 is a projection image (raster image) projected by the projector 101, and G is a region for calculating gradation by interpolation (the hole 106 of the screen S in Example 1 and the color exposed inside thereof). The guide which displays the area | region containing the illumination meter 103 is shown. This guide G displays the estimation target area designated by the user before starting the calculation of the gamma correction characteristic and the shading correction value.

算出装置105は、ラスタ階調設定コマンドとともに、ユーザが指定した推定対象領域の情報をプロジェクタ101に出力する。プロジェクタ101では、ラスタ生成回路211がラスタ画像を生成するとともに、シェーディング補正回路201〜203が推定対象領域とそれ以外の領域とで異なるシェーディング補正値を設定する。これにより、投射されるラスタ画像内に推定対象領域を示すガイドGが表示される。   The calculation device 105 outputs information on the estimation target area designated by the user to the projector 101 together with the raster gradation setting command. In the projector 101, the raster generation circuit 211 generates a raster image, and the shading correction circuits 201 to 203 set different shading correction values for the estimation target area and other areas. As a result, the guide G indicating the estimation target area is displayed in the projected raster image.

図13(A),(B)には、実施例1と同じ構成の画像投射システムにおいて、色彩照度計103が三脚等の支持部材によってスクリーンSの前に設置された場合を示している。この場合には、図12(B)に示すように、色彩照度計103と支持部材とを含む推定対象領域がユーザによって指定され、これに対応するガイドGが投射画像(ラスタ画像)107内に表示される。   FIGS. 13A and 13B show a case where the color illuminance meter 103 is installed in front of the screen S by a support member such as a tripod in the image projection system having the same configuration as that of the first embodiment. In this case, as shown in FIG. 12B, an estimation target area including the color illuminance meter 103 and the support member is designated by the user, and a guide G corresponding to the estimation target area is included in the projection image (raster image) 107. Is displayed.

本実施例において、ガンマ補正テーブルを作成する処理と、第1および第2の写像関係を用いて第1および第2の階調値を算出してシェーディング補正値を算出する処理については、実施例1と同じである。図14(A)には図12(A)にてガイドGにより表示された推定対象領域の階調を補間する前の階調分布を示し、図14(B)には該推定対象領域の階調を補間した後の階調分布を示す。図15(A)には図12(B)にてガイドGにより表示された推定対象領域の階調を補間する前の階調分布を示し、図15(B)には該推定対象領域の階調を補間した後の階調分布を示す。   In this embodiment, the processing for creating a gamma correction table and the processing for calculating the first and second gradation values using the first and second mapping relationships to calculate the shading correction value are described in the embodiment. Same as 1. 14A shows a gradation distribution before interpolation of the gradation of the estimation target area displayed by the guide G in FIG. 12A, and FIG. 14B shows the level of the estimation target area. The gradation distribution after interpolating the key is shown. FIG. 15A shows the gradation distribution before interpolation of the gradation of the estimation target area displayed by the guide G in FIG. 12B, and FIG. 15B shows the level of the estimation target area. The gradation distribution after interpolating the key is shown.

以上説明したように、本実施例では、ユーザが階調を補間する領域、つまりは色彩照度計103が写り込んだ領域を指定するので、該領域を誤検出する可能性をなくすることができる。   As described above, in this embodiment, since the user designates the area where the gradation is interpolated, that is, the area where the color illuminance meter 103 is reflected, the possibility of erroneous detection of the area can be eliminated. .

実施例1,2では、投射画像の中央部に配置した色彩照度計103にて色度を測定してガンマ補正特性の調整を行うために、シェーディング補正値が投射画像の中央部においては無補正となるようなシェーディング補正値を算出する場合について説明した。これに対して、本発明の実施例3では、色彩照度計が投射画像の中央部以外の位置に配置される場合について説明する。なお、画像投射システムの構成要素については、実施例1と同符号を付す。   In the first and second embodiments, since the chromaticity is measured by the color illuminance meter 103 arranged in the center portion of the projection image and the gamma correction characteristic is adjusted, the shading correction value is not corrected in the center portion of the projection image. The case of calculating a shading correction value such that On the other hand, in the third embodiment of the present invention, a case where the color illuminometer is arranged at a position other than the central portion of the projection image will be described. The constituent elements of the image projection system are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment.

図16のフローチャートには、本実施例において算出装置105が行う処理(階調変換特性/シェーディング補正値算出方法)の流れを示している。ステップS1901で本処理を開始した算出装置105は、ステップS1902において、実施例1のステップS702と同様に、プロジェクタ101に複数のラスタ画像を投射させ、その色度情報を色彩照度計103から取得する。   The flowchart of FIG. 16 shows the flow of processing (gradation conversion characteristics / shading correction value calculation method) performed by the calculation device 105 in this embodiment. In Step S1902, the calculation apparatus 105 that has started the processing in Step S1901 projects a plurality of raster images on the projector 101 and acquires chromaticity information from the color illuminance meter 103 in the same manner as Step S702 in the first embodiment. .

ステップS1903では、算出装置105は、実施例1のステップS703と同様に、ステップS1902にて取得した色度情報からガンマ補正特性を示すガンマ補正テーブルを作成し、情報記録回路212に書き込む。   In step S1903, the calculation apparatus 105 creates a gamma correction table indicating gamma correction characteristics from the chromaticity information acquired in step S1902, and writes the gamma correction table in the information recording circuit 212, as in step S703 of the first embodiment.

ステップS1904では、算出装置105は、実施例1のステップS704と同様に、プロジェクタ101に図5(A)〜(E)および図6(A)〜(E)に示す投射パターンを有する投射画像を投射させ、これをカメラ104に撮影させて撮影画像を取得する。これと同時に、算出装置105は、色彩照度計103から色度情報を取得して、投射パターンによる階調変化をモニタする。これにより、シェーディング補正回路による補正ポイントと色彩照度計103により色度が測定される位置(以下、色彩照度計103の配置位置という)との関係を特定する。算出装置105は、後述するように、色彩照度計103の配置位置を基準としてシェーディング補正値を算出する。これにより、色彩照度計103を、スクリーンSの中央部だけでなく、自由な位置に配置することが可能となる。   In step S1904, as in step S704 of the first embodiment, the calculation apparatus 105 displays a projection image having the projection patterns illustrated in FIGS. 5A to 5E and FIGS. 6A to 6E on the projector 101. This is projected, and this is photographed by the camera 104 to obtain a photographed image. At the same time, the calculation device 105 acquires chromaticity information from the color illuminance meter 103 and monitors the gradation change due to the projection pattern. Thereby, the relationship between the correction point by the shading correction circuit and the position where the chromaticity is measured by the color illuminance meter 103 (hereinafter referred to as the arrangement position of the color illuminance meter 103) is specified. As will be described later, the calculation device 105 calculates a shading correction value based on the arrangement position of the color illuminance meter 103. As a result, the color illuminance meter 103 can be arranged not only in the central portion of the screen S but also in a free position.

ステップS1905では、算出装置105は、実施例1のステップS705と同様に、プロジェクタ101にステップS1904で作成したガンマ補正テーブルに基づいて階調を設定した少なくとも1つの補正値算出用画像を投射させる。そして、これを撮影したカメラ104から補正値算出用撮影画像を取得する。   In step S1905, as in step S705 of the first embodiment, the calculation apparatus 105 causes the projector 101 to project at least one correction value calculation image in which gradation is set based on the gamma correction table created in step S1904. Then, a captured image for correction value calculation is acquired from the camera 104 that captured the image.

ステップS1906では、算出装置105は、実施例1のステップS706と同様に、補正値算出用撮影画像をシェーディング補正回路201〜203の分解能に対応するように変換する。また、推定対象領域の階調値を補間処理により推定する。   In step S1906, the calculation apparatus 105 converts the correction value calculation photographed image so as to correspond to the resolution of the shading correction circuits 201 to 203, as in step S706 of the first embodiment. In addition, the gradation value of the estimation target area is estimated by interpolation processing.

ステップS1907では、算出装置105は、実施例1のステップS707と同様に、シェーディング補正値を算出する。本実施例では、算出装置105は、上述した色彩照度計103の配置位置を基準とし、そこでのシェーディング補正値を0とする。そして、実施例1で述べた基準となるシェーディング外形に対して、複数あるシェーディング補正値の階調のそれぞれが一定倍となるようシェーディング補正値を算出する。   In step S1907, the calculation apparatus 105 calculates a shading correction value as in step S707 of the first embodiment. In the present embodiment, the calculation device 105 sets the shading correction value at 0 on the basis of the arrangement position of the color illuminance meter 103 described above. Then, the shading correction value is calculated so that each of the gradations of the plurality of shading correction values is a fixed multiple of the reference shading outline described in the first embodiment.

より詳しく説明すると、算出装置105は、それぞれの光変調パネルの階調分布に対して、基準となる色彩照度計103による色度測定位置のシェーディング補正値を0とする。そして、算出装置105は、この基準位置と、前述した基準シェーディング外形の一定倍の外形をなすという条件とから、実現すべき階調におけるシェーディング外形を決定する。ここまででの処理により、1つの特定階調における実現すべき各光変調パネルの反射率ベースのシェーディング補正値が一意に決定される。   More specifically, the calculation device 105 sets the shading correction value at the chromaticity measurement position by the reference illuminance meter 103 to 0 for the gradation distribution of each light modulation panel. Then, the calculation device 105 determines a shading outline at a gradation to be realized from the reference position and a condition that the outline is a fixed multiple of the reference shading outline described above. By the processing so far, the reflectance-based shading correction value of each light modulation panel to be realized in one specific gradation is uniquely determined.

算出装置105は、本ステップの処理を他の特定階調のシェーディング補正プレーンの階調に対しても行う。これにより、各シェーディング補正回路に与える全シェーディング補正値が算出される。   The calculation device 105 performs the processing of this step also on the gradations of the shading correction planes of other specific gradations. Thereby, the total shading correction value to be given to each shading correction circuit is calculated.

ステップS1908では、算出装置105は、実施例1のステップS708と同様に、ステップS1907にて算出したシェーディング補正値を情報記録回路212に書き込む。そして、算出装置105は、ステップS1909にて本処理を終了する。   In step S1908, the calculation apparatus 105 writes the shading correction value calculated in step S1907 in the information recording circuit 212, as in step S708 of the first embodiment. Then, the calculation device 105 ends this process in step S1909.

本実施例によれば、色彩照度計103を任意の位置に配置しても、ガンマ補正テーブルおよびシェーディング補正値を効率良く短時間で算出することができる。   According to the present embodiment, the gamma correction table and the shading correction value can be efficiently calculated in a short time even when the color illuminance meter 103 is arranged at an arbitrary position.

上記各実施例では、補正値算出用撮影画像に対して第2の写像関係を用いた写像変換を行うことでシェーディング補正座標系の一部(推定対象領域外の領域)の第1の階調値を求め、該第1の階調値を用いた補間処理により推定対象領域の第2の階調値を求めた。しかし、第1の階調値からシェーディング補正座標系の一部(推定対象領域外の領域)のシェーディング補正値(第1の補正値)を求め、この第1の補正値を用いた補間処理により推定対象領域のシェーディング補正値(第2の補正値)を求めてもよい。   In each of the above embodiments, the first gradation of a part of the shading correction coordinate system (area outside the estimation target area) is performed by performing mapping conversion using the second mapping relation on the correction value calculation photographed image. A value was obtained, and a second gradation value of the estimation target region was obtained by interpolation processing using the first gradation value. However, a shading correction value (first correction value) of a part of the shading correction coordinate system (a region outside the estimation target region) is obtained from the first gradation value, and interpolation processing using this first correction value is performed. A shading correction value (second correction value) for the estimation target region may be obtained.

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。   Each embodiment described above is only a representative example, and various modifications and changes can be made to each embodiment in carrying out the present invention.

101 プロジェクタ(画像表示装置)
103 色彩照度計
104 カメラ(撮像装置)
105 階調変換特性/シェーディング補正値算出装置
101 Projector (image display device)
103 Color Illuminometer 104 Camera (Imaging Device)
105 Gradation conversion characteristic / shading correction value calculation device

Claims (8)

画像表示装置において入力画像信号の階調を表示画像の階調に変換するための階調変換特性を算出するとともに、前記画像表示装置により表示された前記表示画像を撮像装置により撮影して取得した撮影画像を用いて該画像表示装置においてシェーディング補正を行うための補正値を算出する階調変換特性/シェーディング補正値算出方法であって、
色度測定手段により前記表示画像の色度を測定して得られた色度情報を用いて前記表示画像の目標色度を得るための前記階調変換特性を算出し、
前記画像表示装置により表示された第1の表示画像を撮影した前記撮像装置から第1の撮影画像を取得し、
前記第1の撮影画像を用いて、前記撮像装置の撮影座標系から前記画像表示装置のシェーディング補正座標系への写像の関係を示す第1の写像関係を求め、
前記階調変換特性に基づいて階調が設定されて前記画像表示装置により表示された第2の表示画像を撮影した前記撮像装置から第2の撮影画像を取得し、
前記第1の写像関係のうち前記第2の撮影画像に写り込んだ前記色度測定手段に対応する部分を検出して除去することで又はユーザにより指定された該部分を除去することで第2の写像関係を求め、
前記第2の撮影画像に対して前記第2の写像関係を用いた写像変換を行って前記シェーディング補正座標系の一部の階調値である第1の階調値を求め、
前記シェーディング補正座標系のうち前記写像変換により前記階調値が得られない部分の階調値である第2の階調値を前記第1の階調値を用いた補間処理により求め、
前記第1および第2の階調値を用いて前記補正値を算出することを特徴とする階調変換特性/シェーディング補正値算出方法。
In the image display device, the gradation conversion characteristic for converting the gradation of the input image signal into the gradation of the display image is calculated, and the display image displayed by the image display device is captured by the imaging device and acquired. A gradation conversion characteristic / shading correction value calculation method for calculating a correction value for performing shading correction in the image display device using a captured image,
Calculating the gradation conversion characteristics for obtaining the target chromaticity of the display image using chromaticity information obtained by measuring the chromaticity of the display image by a chromaticity measuring means;
Obtaining a first captured image from the imaging device that captured the first display image displayed by the image display device;
Using the first photographed image, a first mapping relationship indicating a mapping relationship from the photographing coordinate system of the imaging device to the shading correction coordinate system of the image display device is obtained,
Acquiring a second captured image from the imaging device that has captured a second display image displayed by the image display device with gradation set based on the gradation conversion characteristics;
By detecting and removing a portion corresponding to the chromaticity measuring means reflected in the second photographed image in the first mapping relationship, or by removing the portion designated by the user. Seeking the mapping relationship of
Mapping conversion using the second mapping relationship is performed on the second captured image to obtain a first gradation value which is a partial gradation value of the shading correction coordinate system;
Obtaining a second gradation value which is a gradation value of a portion of the shading correction coordinate system where the gradation value cannot be obtained by the mapping conversion by an interpolation process using the first gradation value;
A gradation conversion characteristic / shading correction value calculation method, wherein the correction value is calculated using the first and second gradation values.
画像表示装置において入力画像信号の階調を表示画像の階調に変換するための階調変換特性を算出するとともに、前記画像表示装置により表示された前記表示画像を撮像装置により撮影して取得した撮影画像を用いて該画像表示装置においてシェーディング補正を行うための補正値を算出する階調変換特性/シェーディング補正値算出方法であって、
色度測定手段により前記表示画像の色度を測定して得られた色度情報を用いて前記表示画像の目標色度を得るための前記階調変換特性を算出し、
前記画像表示装置により表示された第1の表示画像を撮影した前記撮像装置から第1の撮影画像を取得し、
前記第1の撮影画像を用いて、前記撮像装置の撮影座標系から前記画像表示装置のシェーディング補正座標系への写像の関係を示す第1の写像関係を求め、
前記階調変換特性に基づいて階調が設定されて前記画像表示装置により表示された第2の表示画像を撮影した前記撮像装置から第2の撮影画像を取得し、
前記第1の写像関係のうち前記第2の撮影画像に写り込んだ前記色度測定手段に対応する部分を検出して除去することで又はユーザにより指定された該部分を除去することで第2の写像関係を求め、
前記第2の撮影画像に対して前記第2の写像関係を用いた写像変換を行って前記シェーディング補正座標系の一部の階調値を求め、
前記階調値から前記シェーディング補正座標系の一部の前記補正値である第1の補正値を求め、
前記シェーディング補正座標系のうち前記写像変換により前記階調値が得られない部分に対する前記補正値である第2の補正値を前記第1の補正値を用いた補間処理により求めることを特徴とする階調変換特性/シェーディング補正値算出方法。
In the image display device, the gradation conversion characteristic for converting the gradation of the input image signal into the gradation of the display image is calculated, and the display image displayed by the image display device is captured by the imaging device and acquired. A gradation conversion characteristic / shading correction value calculation method for calculating a correction value for performing shading correction in the image display device using a captured image,
Calculating the gradation conversion characteristics for obtaining the target chromaticity of the display image using chromaticity information obtained by measuring the chromaticity of the display image by a chromaticity measuring means;
Obtaining a first captured image from the imaging device that captured the first display image displayed by the image display device;
Using the first photographed image, a first mapping relationship indicating a mapping relationship from the photographing coordinate system of the imaging device to the shading correction coordinate system of the image display device is obtained,
Acquiring a second captured image from the imaging device that has captured a second display image displayed by the image display device with gradation set based on the gradation conversion characteristics;
By detecting and removing a portion corresponding to the chromaticity measuring means reflected in the second photographed image in the first mapping relationship, or by removing the portion designated by the user. Seeking the mapping relationship of
The second captured image is subjected to mapping conversion using the second mapping relationship to obtain a partial gradation value of the shading correction coordinate system,
Obtaining a first correction value that is a part of the correction value of the shading correction coordinate system from the gradation value;
A second correction value that is the correction value for a portion of the shading correction coordinate system where the gradation value cannot be obtained by the mapping conversion is obtained by an interpolation process using the first correction value. Gradation conversion characteristic / shading correction value calculation method.
前記色度測定手段に対応する部分を、前記第1の写像関係を用いた写像変換によって得られる階調値のばらつき度が所定値以上の部分または他の部分より大きい部分として求めることを特徴とする請求項1または2に記載の階調変換特性/シェーディング補正値算出方法。   The portion corresponding to the chromaticity measuring means is obtained as a portion where the degree of variation in gradation value obtained by mapping conversion using the first mapping relationship is a predetermined value or more or a portion larger than other portions. The gradation conversion characteristic / shading correction value calculation method according to claim 1 or 2. コンピュータに、画像表示装置において入力画像信号の階調を表示画像の階調に変換するための階調変換特性を算出させるとともに、前記画像表示装置により表示された前記表示画像を撮像装置により撮影して取得した撮影画像を用いて該画像表示装置においてシェーディング補正を行うための補正値を算出させるコンピュータプログラムとしての階調変換特性/シェーディング補正値算出プログラムであって、
前記コンピュータに、
色度測定手段により前記表示画像の色度を測定して得られた色度情報を用いて前記表示画像の目標色度を得るための前記階調変換特性を算出させ、
前記画像表示装置により表示された第1の表示画像を撮影した前記撮像装置から第1の撮影画像を取得させ、
前記第1の撮影画像を用いて、前記撮像装置の撮影座標系から前記画像表示装置のシェーディング補正座標系への写像の関係を示す第1の写像関係を求めさせ、
前記階調変換特性に基づいて階調が設定されて前記画像表示装置により表示された第2の表示画像を撮影した前記撮像装置から第2の撮影画像を取得させ、
前記第1の写像関係のうち前記第2の撮影画像に写り込んだ前記色度測定手段に対応する部分を検出して除去することで又はユーザにより指定された該部分を除去することで第2の写像関係を求めさせ、
前記第2の撮影画像に対して前記第2の写像関係を用いた写像変換を行って前記シェーディング補正座標系の一部の階調値である第1の階調値を求めさせ、
前記シェーディング補正座標系のうち前記写像変換により前記階調値が得られない部分の階調値である第2の階調値を前記第1の階調値を用いた補間処理により求めさせ、
前記第1および第2の階調値を用いて前記補正値を算出させることを特徴とする階調変換特性/シェーディング補正値算出プログラム。
A computer calculates a gradation conversion characteristic for converting a gradation of an input image signal into a gradation of a display image in the image display device, and the imaging image is captured by the imaging device. A gradation conversion characteristic / shading correction value calculation program as a computer program for calculating a correction value for performing shading correction in the image display device using the captured image acquired
In the computer,
Using the chromaticity information obtained by measuring the chromaticity of the display image by chromaticity measuring means, to calculate the gradation conversion characteristics for obtaining the target chromaticity of the display image,
Obtaining a first captured image from the imaging device that captured the first display image displayed by the image display device;
Using the first photographed image, a first mapping relationship indicating a mapping relationship from the photographing coordinate system of the imaging device to the shading correction coordinate system of the image display device is obtained,
A second captured image is acquired from the imaging device that has captured a second display image displayed by the image display device with a gradation set based on the gradation conversion characteristic;
By detecting and removing a portion corresponding to the chromaticity measuring means reflected in the second photographed image in the first mapping relationship, or by removing the portion designated by the user. To find the mapping relationship of
Mapping conversion using the second mapping relationship is performed on the second photographed image to obtain a first gradation value which is a partial gradation value of the shading correction coordinate system;
A second gradation value which is a gradation value of a portion of the shading correction coordinate system where the gradation value cannot be obtained by the mapping conversion is obtained by an interpolation process using the first gradation value;
A gradation conversion characteristic / shading correction value calculation program, wherein the correction value is calculated using the first and second gradation values.
コンピュータに、画像表示装置において入力画像信号の階調を表示画像の階調に変換するための階調変換特性を算出させるとともに、前記画像表示装置により表示された前記表示画像を撮像装置により撮影して取得した撮影画像を用いて該画像表示装置においてシェーディング補正を行うための補正値を算出させるコンピュータプログラムとしての階調変換特性/シェーディング補正値算出プログラムであって、
前記コンピュータに、
色度測定手段により前記表示画像の色度を測定して得られた色度情報を用いて前記表示画像の目標色度を得るための前記階調変換特性を算出させ、
前記画像表示装置により表示された第1の表示画像を撮影した前記撮像装置から第1の撮影画像を取得させ、
前記第1の撮影画像を用いて、前記撮像装置の撮影座標系から前記画像表示装置のシェーディング補正座標系への写像の関係を示す第1の写像関係を求めさせ、
前記階調変換特性に基づいて階調が設定されて前記画像表示装置により表示された第2の表示画像を撮影した前記撮像装置から第2の撮影画像を取得させ、
前記第1の写像関係のうち前記第2の撮影画像に写り込んだ前記色度測定手段に対応する部分を検出して除去することで又はユーザにより指定された該部分を除去することで第2の写像関係を求めさせ、
前記第2の撮影画像に対して前記第2の写像関係を用いた写像変換を行って前記シェーディング補正座標系の一部の階調値を求めさせ、
前記階調値から前記シェーディング補正座標系の一部の前記補正値である第1の補正値を求めさせ、
前記シェーディング補正座標系のうち前記写像変換により前記階調値が得られない部分に対する前記補正値である第2の補正値を前記第1の補正値を用いた補間処理により求めさせることを特徴とする階調変換特性/シェーディング補正値算出プログラム。
A computer calculates a gradation conversion characteristic for converting a gradation of an input image signal into a gradation of a display image in the image display device, and the imaging image is captured by the imaging device. A gradation conversion characteristic / shading correction value calculation program as a computer program for calculating a correction value for performing shading correction in the image display device using the captured image acquired
In the computer,
Using the chromaticity information obtained by measuring the chromaticity of the display image by chromaticity measuring means, to calculate the gradation conversion characteristics for obtaining the target chromaticity of the display image,
Obtaining a first captured image from the imaging device that captured the first display image displayed by the image display device;
Using the first photographed image, a first mapping relationship indicating a mapping relationship from the photographing coordinate system of the imaging device to the shading correction coordinate system of the image display device is obtained,
A second captured image is acquired from the imaging device that has captured a second display image displayed by the image display device with a gradation set based on the gradation conversion characteristic;
By detecting and removing a portion corresponding to the chromaticity measuring means reflected in the second photographed image in the first mapping relationship, or by removing the portion designated by the user. To find the mapping relationship of
Performing a mapping transformation using the second mapping relationship on the second photographed image to obtain a partial gradation value of the shading correction coordinate system;
A first correction value that is a part of the correction value of the shading correction coordinate system is obtained from the gradation value;
A second correction value that is the correction value for a portion of the shading correction coordinate system in which the gradation value cannot be obtained by the mapping conversion is obtained by an interpolation process using the first correction value. Tone conversion characteristic / shading correction value calculation program.
画像表示装置において入力画像信号の階調を表示画像の階調に変換するための階調変換特性を算出するとともに、前記画像表示装置により表示された前記表示画像を撮像装置により撮影して取得した撮影画像を用いて該画像表示装置においてシェーディング補正を行うための補正値を算出する階調変換特性/シェーディング補正値算出装置であって、
色度測定手段により前記表示画像の色度を測定して得られた色度情報を用いて前記表示画像の目標色度を得るための前記階調変換特性を算出する手段と、
前記画像表示装置により表示された第1の表示画像を撮影した前記撮像装置から第1の撮影画像を取得する手段と、
前記第1の撮影画像を用いて、前記撮像装置の撮影座標系から前記画像表示装置のシェーディング補正座標系への写像の関係を示す第1の写像関係を求める手段と、
前記階調変換特性に基づいて階調が設定されて前記画像表示装置により表示された第2の表示画像を撮影した前記撮像装置から第2の撮影画像を取得する手段と、
前記第1の写像関係のうち前記第2の撮影画像に写り込んだ前記色度測定手段に対応する部分を検出して除去することで又はユーザにより指定された該部分を除去することで第2の写像関係を求める手段と、
前記第2の撮影画像に対して前記第2の写像関係を用いた写像変換を行って前記シェーディング補正座標系の一部の階調値である第1の階調値を求める手段と、
前記シェーディング補正座標系のうち前記写像変換により前記階調値が得られない部分の階調値である第2の階調値を前記第1の階調値を用いた補間処理により求める手段と、
前記第1および第2の階調値を用いて前記補正値を算出する手段とを有することを特徴とする階調変換特性/シェーディング補正値算出装置。
In the image display device, the gradation conversion characteristic for converting the gradation of the input image signal into the gradation of the display image is calculated, and the display image displayed by the image display device is captured by the imaging device and acquired. A gradation conversion characteristic / shading correction value calculation device for calculating a correction value for performing shading correction in the image display device using a captured image,
Means for calculating the gradation conversion characteristics for obtaining target chromaticity of the display image using chromaticity information obtained by measuring chromaticity of the display image by chromaticity measuring means;
Means for acquiring a first photographed image from the imaging device that photographed the first display image displayed by the image display device;
Means for obtaining a first mapping relationship indicating a mapping relationship from a shooting coordinate system of the imaging device to a shading correction coordinate system of the image display device using the first captured image;
Means for acquiring a second photographed image from the imaging device that photographed the second display image displayed by the image display device with gradations set based on the gradation conversion characteristics;
By detecting and removing a portion corresponding to the chromaticity measuring means reflected in the second photographed image in the first mapping relationship, or by removing the portion designated by the user. A means for obtaining the mapping relationship of
Means for obtaining a first gradation value which is a partial gradation value of the shading correction coordinate system by performing mapping conversion on the second photographed image using the second mapping relationship;
Means for obtaining a second gradation value, which is a gradation value of a portion where the gradation value cannot be obtained by the mapping conversion, in the shading correction coordinate system by an interpolation process using the first gradation value;
Means for calculating the correction value using the first and second gradation values; and a gradation conversion characteristic / shading correction value calculation device.
画像表示装置において入力画像信号の階調を表示画像の階調に変換するための階調変換特性を算出するとともに、前記画像表示装置により表示された前記表示画像を撮像装置により撮影して取得した撮影画像を用いて該画像表示装置においてシェーディング補正を行うための補正値を算出する階調変換特性/シェーディング補正値算出装置であって、
色度測定手段により前記表示画像の色度を測定して得られた色度情報を用いて前記表示画像の目標色度を得るための前記階調変換特性を算出する手段と、
前記画像表示装置により表示された第1の表示画像を撮影した前記撮像装置から第1の撮影画像を取得する手段と、
前記第1の撮影画像を用いて、前記撮像装置の撮影座標系から前記画像表示装置のシェーディング補正座標系への写像の関係を示す第1の写像関係を求める手段と、
前記階調変換特性に基づいて階調が設定されて前記画像表示装置により表示された第2の表示画像を撮影した前記撮像装置から第2の撮影画像を取得する手段と、
前記第1の写像関係のうち前記第2の撮影画像に写り込んだ前記色度測定手段に対応する部分を検出して除去することで又はユーザにより指定された該部分を除去することで第2の写像関係を求める手段と、
前記第2の撮影画像に対して前記第2の写像関係を用いた写像変換を行って前記シェーディング補正座標系の一部の階調値を求める手段と、
前記階調値から前記シェーディング補正座標系の一部の前記補正値である第1の補正値を求める手段と、
前記シェーディング補正座標系のうち前記写像変換により前記階調値が得られない部分に対する前記補正値である第2の補正値を前記第1の補正値を用いた補間処理により求める手段とを有することを特徴とする階調変換特性/シェーディング補正値算出装置。
In the image display device, the gradation conversion characteristic for converting the gradation of the input image signal into the gradation of the display image is calculated, and the display image displayed by the image display device is captured by the imaging device and acquired. A gradation conversion characteristic / shading correction value calculation device for calculating a correction value for performing shading correction in the image display device using a captured image,
Means for calculating the gradation conversion characteristics for obtaining target chromaticity of the display image using chromaticity information obtained by measuring chromaticity of the display image by chromaticity measuring means;
Means for acquiring a first photographed image from the imaging device that photographed the first display image displayed by the image display device;
Means for obtaining a first mapping relationship indicating a mapping relationship from a shooting coordinate system of the imaging device to a shading correction coordinate system of the image display device using the first captured image;
Means for acquiring a second photographed image from the imaging device that photographed the second display image displayed by the image display device with gradations set based on the gradation conversion characteristics;
By detecting and removing a portion corresponding to the chromaticity measuring means reflected in the second photographed image in the first mapping relationship, or by removing the portion designated by the user. A means for obtaining the mapping relationship of
Means for obtaining a partial gradation value of the shading correction coordinate system by performing mapping conversion on the second photographed image using the second mapping relationship;
Means for obtaining a first correction value that is a part of the correction value of the shading correction coordinate system from the gradation value;
Means for obtaining a second correction value, which is the correction value for a portion of the shading correction coordinate system for which the gradation value cannot be obtained by the mapping conversion, by an interpolation process using the first correction value. A gradation conversion characteristic / shading correction value calculation device characterized by
表示画像を被投射面に投射して表示する画像表示装置であって、
前記表示画像を撮影する撮像装置と、
請求項6または請求項7に記載の階調変換特性/シェーディング補正値算出装置とを有することを特徴とする画像表示装置。
An image display device that projects and displays a display image on a projection surface,
An imaging device for capturing the display image;
An image display device comprising the gradation conversion characteristic / shading correction value calculation device according to claim 6.
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