JP6798163B2 - プロジェクションシステム、及び、プロジェクションシステムの調整方法 - Google Patents

プロジェクションシステム、及び、プロジェクションシステムの調整方法 Download PDF

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Description

本発明は、プロジェクションシステム、及び、プロジェクションシステムの調整方法に関する。
従来、複数のプロジェクターを並べて配置してタイリング画像を投射するシステムが知られている。この種のシステムでは、それぞれのプロジェクターの投射画像の一部分を、隣接するプロジェクターの投射画像と重ね合わせ、投射画像が重なる重畳領域で輝度や色のむらが目立たないように調整がなされる(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の構成では、むら補正LUT(ルックアップテーブル)を利用して、重畳領域における投射画像の輝度を調整する。より詳細には、重畳領域とその周辺における輝度の差と色差とを加味し、重畳領域における輝度や色のむら、及び、重畳領域以外の投射画像と重畳領域との差異を低減する。
特開2013−25076号公報
重畳領域に対する調整の効果は、重畳領域に投射画像を投射するそれぞれのプロジェクターの輝度特性に制約される。このため、重畳領域におけるむらを、より効果的に調整する手法が望まれていた。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、複数のプロジェクターの投射画像を組み合わせてタイリング画像を投射する場合に、投射画像が重畳する重畳領域におけるむらを、効果的に調整することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、3以上のプロジェクターを有するプロジェクションシステムであって、前記プロジェクターは、画像光を投射して投射面に投射画像を形成する投射部を備え、前記プロジェクターは、3以上の前記プロジェクターが投射する3以上の前記投射画像がタイリング画像を構成するように並べて配置され、前記プロジェクターが投射する投射画像は、隣接する前記プロジェクターの投射画像と重畳する重畳領域を形成し、いずれかの前記重畳領域が他の前記重畳領域とは異なる大きさであること、を特徴とする。
本発明によれば、3以上のプロジェクターの投射画像を、重畳領域を設けて配置してタイリング画像を投射する場合に、重畳領域の大きさに差を設けることで、一部の重畳領域に対して高精度で調整することが可能となる。このため、例えば、タイリング画像において目立ちやすい位置にある重畳領域のむらを高精度で調整することができる。従って、タイリング画像における重畳領域のむらを効果的に補正できる。
また、本発明は、いずれかの前記重畳領域が、前記プロジェクターが並ぶ所定方向における大きさに関して、前記投射画像の他の前記重畳領域とは異なる大きさであること、を特徴とする。
本発明によれば、プロジェクターが並ぶ所定方向における重畳領域の大きさに差を設けることで、所定方向におけるむら補正を、一部の重畳領域に対して高精度で調整可能となる。
また、本発明は、4以上の前記プロジェクターを有し、前記タイリング画像において所定方向に3以上の前記重畳領域が並ぶように前記プロジェクターが並べて配置され、前記所定方向において前記タイリング画像の中央側に位置する前記重畳領域が、前記タイリング画像の端部側に位置する前記重畳領域より大きいこと、を特徴とする。
本発明によれば、4以上のプロジェクターの投射画像を、重畳領域を設けて配置してタイリング画像を投射する場合に、重畳領域の大きさに差を設けることで、一部の重畳領域に対して高精度で調整することが可能となる。このため、例えば、3以上の重畳領域を含むタイリング画像において、中央寄りに位置する重畳領域のむらを高精度で調整することができる。従って、タイリング画像における重畳領域のむらを効果的に補正できる。
また、本発明は、前記所定方向において前記タイリング画像の中央側に位置する前記重畳領域が、前記プロジェクターが並ぶ所定方向における大きさに関して、前記タイリング画像の端部側に位置する前記重畳領域より大きいこと、を特徴とする。
本発明によれば、プロジェクターが並ぶ所定方向における重畳領域の大きさに差を設けることで、所定方向におけるむら補正を、一部の重畳領域に対して高精度で調整可能となる。
また、本発明は、複数の前記プロジェクターは、複数の前記投射画像のうち前記タイリング画像の中央側に位置する1以上の前記投射画像の輝度が、前記タイリング画像の端部側に位置する他の前記投射画像より高輝度となるよう配置されること、を特徴とする。
本発明によれば、タイリング画像において目立ちやすい位置の重畳領域に対し、高精度の調整を行うことができる。
また、本発明は、各々の前記プロジェクターの特性に基づいて複数の前記プロジェクターの配置を決定する配置決定部と、前記配置決定部が決定した配置に従って前記プロジェクターの設置状態を示す画像を前記プロジェクターに投射させるガイド表示制御部と、を有する画像処理装置を備えること、を特徴とする。
本発明によれば、プロジェクターの特性に基づき配置を決定し、決定した配置に従ってプロジェクターを設置する作業をガイドすることができる。これにより、タイリング画像に含まれるいずれか1以上の重畳領域のむらを、より高精度で調整できる。さらに、プロジェクターを設置する作業を支援できる。
また、本発明は、前記画像処理装置は、投射対象の画像を分割して前記プロジェクターが投射する分割画像を生成する分割部と、補正データを記憶する記憶部と、前記記憶部が記憶する補正データに基づき、前記分割部が生成する分割画像を補正する補正部と、前記補正部が補正した前記分割画像を、それぞれの前記プロジェクターに出力する出力部と、を備えること、を特徴とする。
本発明によれば、プロジェクターの特性に基づき決定された配置により設置された複数のプロジェクターに対し、重畳領域におけるむらを補正した画像を出力することで、重畳領域が高精度で調整されたタイリング画像を投射できる。
また、本発明は、前記ガイド表示制御部は、前記配置決定部が決定した配置に従って前記プロジェクターの設置状態を示す画像を生成し、前記出力部は、前記ガイド表示制御部が生成する画像をそれぞれの前記プロジェクターに出力すること、を特徴とする。
本発明によれば、画像処理装置の機能により、プロジェクターを設置する作業を支援できる。
また、本発明は、前記配置決定部により決定された複数の前記プロジェクターの配置に基づき、前記重畳領域におけるむらを補正する前記補正データを生成する補正データ生成部を備え、前記記憶部は前記補正データ生成部が生成する前記補正データを記憶すること、を特徴とする。
本発明によれば、画像処理装置の機能により、重畳領域を調整するための補正データを生成して、調整された画像をプロジェクターに供給できる。
また、本発明は、前記重畳領域のうち、前記タイリング画像の中央側に位置する前記重畳領域は、前記補正部によって前記重畳領域における輝度差を設定された範囲内に補正可能な大きさであること、を特徴とする。
本発明によれば、タイリング画像において、むらが目立ちやすい中央側に位置する重畳領域を、より高精度で補正できる。
また、本発明は、前記タイリング画像は前記重畳領域として第1の重畳領域を含み、前記配置決定部は、前記第1の重畳領域を投射する第1の前記プロジェクター及び第2の前記プロジェクターの輝度に基づき、前記第1の重畳領域のサイズを決定するサイズ決定処理を行い、前記サイズ決定処理で、第1の前記プロジェクターの前記投射画像および第2の前記プロジェクターの前記投射画像のそれぞれについて、前記投射画像のピーク輝度に対する前記第1の重畳領域の境界における輝度との比を求めて、求めた比をもとに前記第1の重畳領域のサイズを決定すること、を特徴とする。
本発明によれば、重畳領域のサイズを、むらの調整に適したサイズに決定することができる。これにより、タイリング画像の重畳領域のむらを、より高精度で補正できる。
また、上記目的を達成するために、本発明は、3以上のプロジェクターを有し、前記プロジェクターが投射する投射画像を含むタイリング画像を投射するプロジェクションシステムの調整方法であって、前記プロジェクターを、3以上の前記プロジェクターが投射する3以上の前記投射画像がタイリング画像を構成するように並べて配置し、前記プロジェクターが投射する投射画像が隣接する前記プロジェクターの投射画像と重畳する重畳領域を形成し、いずれかの前記重畳領域が他の前記重畳領域とは異なる大きさとなるように、前記プロジェクターの投射方向を調整すること、を特徴とする。
本発明によれば、3以上のプロジェクターの投射画像を、重畳領域を設けて配置してタイリング画像を投射する場合に、重畳領域の大きさに差を設けることで、一部の重畳領域に対して高精度で調整することが可能となる。このため、例えば、タイリング画像において目立ちやすい位置にある重畳領域のむらを高精度で調整することができる。従って、タイリング画像における重畳領域のむらを効果的に補正できる。
第1実施形態のプロジェクションシステムの概略構成を示す図。 タイリング画像の構成を示す図。 タイリング画像の輝度分布を示す模式図。 タイリング画像の輝度の補正の様子を示す模式図。 画像処理装置の機能ブロック図。 プロジェクターの機能ブロック図。 プロジェクションシステムの動作を示すフローチャート。 プロジェクター特性測定処理を示すフローチャート。 配置決定処理を示すフローチャート。 設置ガイド処理を示すフローチャート。 補正LUT生成処理を示すフローチャート。 ブレンド投射処理を示すフローチャート。 補正状態判定処理を示すフローチャート。 第2実施形態の構成を示す機能ブロック図。
[第1実施形態]
図1は、本発明を適用した第1実施形態に係るプロジェクションシステム1の構成を示すブロック図である。
プロジェクションシステム1は、マルチプロジェクションシステムを構成する複数のプロジェクター10を備える。プロジェクター10は、3台以上であることが好ましく、より好ましくは4台以上であり、本実施形態では一例として、4台のプロジェクター10A、10B、10C、10Dを備える場合を説明する。
4台のプロジェクター10A、10B、10C、10Dは、それぞれ、スクリーンSC(投射面)に投射画像2A、2B、2C、2Dを投射する。スクリーンSCには、投射画像2A、2B、2C、2Dが全体として大きなタイリング画像5を形成する。なお、図1にはスクリーンSCを平面視で示し、図の上側がスクリーンSCの左端LEに相当し、図の下側がスクリーンSCの右端REに相当する。4つの投射画像2は隣接する投射画像2と重なって重畳領域3を形成する。図1の例では、投射画像2Aと投射画像2Bとが重畳する重畳領域3A、投射画像2Bと投射画像2Cとが重畳する重畳領域3B、及び、投射画像2Cと投射画像2Dとが重畳する重畳領域3Cが形成される。
以下の説明では、プロジェクター10A、10B、10C、10Dを区別する必要のない場合はプロジェクター10と表記する。投射画像2A、2B、2C、2Dを区別する必要のない場合は、投射画像2と表記する。重畳領域3についても、重畳領域3A、3B、3Cを区別する必要のない場合は重畳領域3と表記する。
プロジェクター10A、10B、10C、10Dのそれぞれには、画像処理装置100が接続される。画像処理装置100は、画像供給装置20が出力する画像を分割して、プロジェクター10Aが投射する画像、プロジェクター10Bが投射する画像、プロジェクター10Cが投射する画像、及び、プロジェクター10Dが投射する画像を生成する。これらの分割された画像を分割画像と呼ぶ。画像処理装置100は、分割画像の画像データである分割画像データ6A、6B、6C、6Dを、プロジェクター10A、10B、10C、10Dのそれぞれに出力する。プロジェクター10A、10B、10C、10Dが、分割画像データ6A、6B、6C、6Dに基づき投射画像2A、2B、2C、2Dを投射することで、タイリング画像5が投射される。
図2はタイリング画像5の構成を示す図であり、スクリーンSC(図1)に投射されるタイリング画像5を正面視で示す。図2では理解の便宜のために各々の投射画像2を上下方向にずらして示しているが、実際には投射画像2は同じ高さ位置に揃う。
タイリング画像5は、左から順に、投射画像2A、2B、2C、2Dが並んで構成される。本実施形態では、重畳領域3A、3B、3Cを異なる大きさとすることが可能であり、図2の例では重畳領域3Bの幅WBが、重畳領域3Aの幅WAおよび重畳領域3Cの幅WCよりも大きい。重畳領域3Bはタイリング画像5の中央寄り(中央側)に位置しているため、重畳領域3Bにおいて輝度の低下やむらがあると、目立ちやすい。すなわち、スクリーンSCの前からタイリング画像5を見る人がいた場合、この人にとって、重畳領域3Bにおける輝度のむらが、重畳領域3A、或いは重畳領域3Cよりも顕著なむらとして知覚される。そこで、プロジェクションシステム1では、重畳領域3Bにおけるむらが目立ちにくいように、補正を行うため、重畳領域3Bの幅WBを、補正に適した幅にする。
タイリング画像5全体のサイズ(本実施形態では横幅)は予め決まっている。このため、重畳領域3A、3B、3Cのサイズの合計、すなわち幅WA、WB、WCの和は一定である。このため、幅WBを決定した後に、タイリング画像5全体のサイズの規定値に基づき、幅WA、Wが決定される。
本実施形態では、プロジェクター10A、10B、10C、10Dが水平方向に並べて配置され、水平方向に並ぶ投射画像2A、2B、2C、2Dによりタイリング画像5を形成する例を説明した。このため、重畳領域3のサイズとして、水平方向の幅WA、WB、WCを考慮する。本発明はこれに限定されず、垂直方向にプロジェクター10をスタックして、タイリング画像を投射してもよい。この場合、重畳領域のサイズは、上下方向、及び、水平(幅)方向のいずれか、或いは両方を考慮すればよい。
図1に戻り、画像処理装置100には、画像供給装置20及びむら測定装置30が接続される。
画像供給装置20は、タイリング表示を行う画像に対応する画像データを、画像処理装置100に供給する。画像供給装置20が供給する画像データは静止画像であっても動画像であってもよい。画像供給装置20の機能は、DVD(Digital Versatile Disc)装置等の媒体再生装置やパーソナルコンピューター(Personal Computer:PC)等により実現される。なお、画像供給装置20の機能の一部又は全部を、画像処理装置100が有していてもよい。
むら測定装置30は、スクリーンSCを含む範囲を撮像する撮像部を備え、撮像画像データを解析することにより、スクリーンSCに投射される画像におけるむらの補正に係る測定を行う。むら測定装置30が備える撮像部は、CCD(Charge Coupled Device)センサー、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサー等のイメージセンサーを備える。この撮像部は、スクリーンSCを含む画角を撮像して、撮像画像データを生成する。むら測定装置30は、撮像画像データを解析することにより、スクリーンSCに投射された画像の輝度を、スクリーンSCにおける位置毎に検出する。
むら測定装置30による測定を行う場合、画像供給装置20は、むら測定パターンの画像データを画像処理装置100に出力する。プロジェクションシステム1は、スクリーンSCにべた画像(後述する測定用パターン)を投射する。むら測定装置30は、べた画像で構成される投射画像2A、2B、2C、2Dの少なくともいずれかが投射された状態で、スクリーンSCを撮像する。むら測定装置30は、撮像画像データに基づき、面内におけるXYZ三刺激値の2次元分布情報を取得する。むら測定パターンは、グレイ画像及びRGBの各色成分の階調を0パーセントから100パーセントまで変化させた中間調を含むべた画像(全画素が同一画素値の画像)とすることができる。このようなむら測定装置30として、例えばxyz等色関数で近似された分光感度を有するフィルターを用いて撮影し、マトリクス補正演算によりXYZ三刺激値を得るもの(Radiant Imaging社のProMetric等)がある。むら測定装置30により撮影されたデータはむら測定値として、画像処理装置100に送られる。画像処理装置100は、むら測定装置30によるむら測定処理を制御するための制御部を内蔵していてもよい。むら測定装置30の測定値により、プロジェクションシステム1は、例えば後述するように、投射画像2A、2B、2C、2Dのピーク輝度、投射画像2A、2B、2C、2Dの特定の位置における輝度を検出できる。また、例えば、投射画像2A、2B、2C、2Dの輝度むらの検出、重畳領域3A、3B、3Cにおける輝度むらの検出等を行うことができる。
画像処理装置100は、単体表示用又はタイリング画像5を表示するための画像の解像度の種別や各プロジェクター10の色特性(表示特性)に応じて、画像供給装置20から入力される入力画像データに対してむら補正処理等の画像補正処理を行う。むら補正処理は、重畳領域3における輝度のむらを低減あるいは解消する画像処理である。画像処理装置100は、画像供給装置20から入力される入力画像データを分割してむら補正処理を行う。画像処理装置100は、処理後の画像データを、4台のプロジェクター10のそれぞれに、分割画像データ6A、6B、6C、6Dとして出力する。このような画像処理装置100の機能は、中央演算処理装置(Central Processing Unit:CPU)及びメモリーを有する構成により実現されるソフトウェア処理や、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のロジック回路により実現される。
図3は、タイリング画像5の輝度分布を示す模式図である。図4は、タイリング画像5の輝度の補正の様子を示す模式図である。
図3及び図4は、スクリーンSCに投射されるタイリング画像5の左右方向に対応する横軸と、輝度を示す縦軸とを有する図表である。横軸の右端、及び左端(原点)は、スクリーンSCの右端REと左端LEに対応する。つまり、図3及び図4は、スクリーンSCの水平方向における位置と輝度との相関を示すグラフである。なお、図3及び図4は、タイリング画像5を構成する水平方向のラインから選択される1つのラインにおける輝度分布を示す。他のラインでは、図3または図4に示す輝度分布と等しいか、或いは、異なる輝度分布を有する。図3、図4及び以下の説明では、スクリーンSCのタイリング画像5の全てのラインが図3または図4に示す同一の輝度分布を示すことを意味しない。
図3及び図4に示す輝度は、例えば、むら測定装置30が撮像画像データに基づき検出することができる。
図3において曲線C1は、プロジェクター10Aが投射する投射画像2Aの輝度を示す。曲線C2はプロジェクター10Bが投射する投射画像2Bの輝度を示し、曲線C3はプロジェクター10Cが投射する投射画像2Cの輝度を示す。また、曲線C4はプロジェクター10が投射する投射画像2Dの輝度を示す。一般的なプロジェクターは、曲線C1〜C4と同様に、中央付近に輝度のピークがあり、投射画像2の端部の輝度が低くなるという特性を有する。また、曲線C1〜C4は、輝度のピーク位置、最大輝度、位置と輝度の相関が異なっている。これは、4台のプロジェクター10の輝度特性の個体差を示している。
画像処理装置100は、4台のプロジェクター10の配置を決定する処理において、最大輝度値が高い2台のプロジェクター10(ここではプロジェクター10B、10C)を選び、タイリング画像5の中央側に配置する。そして、重畳領域3Bの大きさを、重畳領域3A、3Cよりも大きく設定する。これらは重畳領域3Bの輝度むら、及び、重畳領域3Bと重畳領域3B以外の領域との輝度差を低減するために好適である。
図4には画像処理装置100がむら補正処理を実行した場合の輝度と位置の相関を示す。曲線C11は重畳領域3Aの補正後の輝度を示し、曲線C12は重畳領域3Bの補正後の輝度を示し、曲線C13は重畳領域3Cの補正後の輝度を示す。重畳領域3Bのサイズを大きくすることで、曲線C12の輝度の低下を抑えることができ、曲線C12は、曲線C2及び曲線C3になめらかに繋がる特性となっている。この場合、タイリング画像5を見る人に、重畳領域3Bにおける輝度変化や輝度のむらに起因する違和感を与えず、高品位のタイリング画像5を投射できる。
図5は、画像処理装置100の機能ブロック図である。
図5では、説明の便宜上、図1の画像供給装置20、むら測定装置30、及び4台のプロジェクター10も合わせて図示する。
画像処理装置100は、画像分割処理部110、補正LUT(ルックアップテーブル)選択部120、補正目標値算出部130、補正LUT生成部140、通知処理部150、及び配置決定部180を備える。また、画像処理装置100は、補正処理部161〜164、及び、補正LUT記憶部171〜174を備える。補正処理部161及び補正LUT記憶部171はプロジェクター10Aに対応する。補正処理部162及び補正LUT記憶部172はプロジェクター10Bに対応し、補正処理部163及び補正LUT記憶部173はプロジェクター10Cに対応する。また、補正処理部164及び補正LUT記憶部174は、プロジェクター10Dに対応する。
配置決定部180は、むら測定装置30の測定値に基づき、プロジェクター10A、10B、10C、10Dの配置を決定する。配置決定部180は、プロジェクター10A、10B、10C、10Dの配置の順序を決定する。具体的には、配置決定部180は、投射画像2A、2B、2C、2Dの最大輝度値を比較して、最大輝度値が高い順にプロジェクター10A、10B、10C、10Dの順序を決定する。配置決定部180は、最大輝度値が高いプロジェクター10を、4台のプロジェクター10の配列において中央寄りに配置する。本実施形態では、4台のプロジェクター10を一列に配置する。そして、重畳領域3A、3B、3Cのうち中央寄りに位置する重畳領域3Bが、最大輝度値が最も高いプロジェクター10及び2番目に高いプロジェクター10の投射画像で構成されるように、配置順を決定する。
また、配置決定部180は、重畳領域3A、3B、3Cのサイズを決定する。配置決定部180は、タイリング画像5のサイズ及び画像供給装置20から入力される入力画像データの解像度に基づき、重畳領域3A、3B、3Cに割り当て可能なサイズを求める。また、配置決定部180は、操作部300(図1)の操作によって、重畳領域3A、3B、3Cのサイズに関する条件が入力された場合、この条件に従って、重畳領域3A、3B、3Cに割り当て可能なサイズを求める。ここで、重畳領域3のサイズとは、本実施形態では、スクリーンSCの水平方向における解像度(画素数)で表すことができる。配置決定部180は、中央側に位置する重畳領域3Bのサイズが、端部側に位置する重畳領域3A、3Cよりも大きく、かつ、重畳領域3A、3Cのサイズが0以下とならないように、各重畳領域3のサイズを決定する。
画像分割処理部110(分割部)は、配置決定部180により決定された重畳領域の設定内容に従って、画像供給装置20からの画像信号に対して画像の分割処理を行う。分割処理後の画像信号は、補正処理部161〜164のそれぞれに出力される。
また、画像分割処理部110(ガイド表示制御部)は、配置決定部180が決定したプロジェクター10の配置順序、及び、重畳領域3のサイズに従って、4台のプロジェクター10を設置するためのガイド画像を生成する。ガイド画像は、プロジェクター10により投射される画像であり、スクリーンSC上に、プロジェクター10を配置する位置または配置順序を表示するための画像である。また、ガイド画像は、隣接するプロジェクター10の投射画像2の位置を合わせる位置合わせ用の図形を含む。
本実施形態で示す例では、図2に示したように、プロジェクター10Aが投射する投射画像2Aは左端に位置し、投射画像2B、2C、2Dの順に、右に向かって配置される。これに対応して、プロジェクター10B、10C、10Dは、プロジェクター10Aの右側に並べて配置される。
例えば、画像分割処理部110は、プロジェクター10A用のガイド画像の画像データを生成して、補正処理部161に出力する。プロジェクター10A用のガイド画像は、4台のプロジェクター10の列におけるプロジェクター10Aの位置を示す文字(数字を含む)或いは画像を表示する。また、プロジェクター10A用のガイド画像は、投射画像2Aと投射画像2Bとを重ねる位置を示す直線、記号、ドット等の画像を含む。これらの画像は、例えば、投射画像2Aにおける重畳領域3Aの端位置を示す画像である。また、例えば、投射画像2Bにおける重畳領域3Aの端位置、及び、重畳領域3Bの端位置を、それぞれ示す画像である。
プロジェクションシステム1を設置するユーザーは、プロジェクター10A〜10Dがそれぞれ投射するガイド画像(投射画像2)が示す順に、プロジェクター10A〜10Dを配置する。そして、ユーザーは、投射画像2Aに含まれる画像と、投射画像2Bに含まれる画像とが重なるように、プロジェクター10A及びプロジェクター10Bの位置/投射方向を調整する。同様に、ユーザーは、投射画像2Bに含まれる画像と、投射画像2Cに含まれる画像とが重なるようにプロジェクター10Cの位置/投射方向を調整する。ユーザーは、投射画像2Cに含まれる画像と、投射画像2Dに含まれる画像とが重なるようにプロジェクター10Dの位置/投射方向を調整する。
補正LUT選択部120は、補正LUT記憶部171に記憶される複数のむら補正LUT(補正データ)の1つを選択する。補正LUT選択部120は、画像供給装置20からの画像信号の種別(単体表示又はタイリング表示)やプロジェクターの配置に応じてむら補正LUTを選択してもよい。また、補正LUT選択部120は、操作部300からの操作情報に基づいてむら補正LUTを選択してもよい。また、補正LUT選択部120は、画像供給装置20からの画像信号自体に含まれる情報や、入力画像の解析結果に基づいて、むら補正LUTを選択してもよい。
同様に、補正LUT選択部120は、補正LUT記憶部172に記憶される複数のむら補正LUTの1つを選択する。また、補正LUT選択部120は、補正LUT記憶部173に記憶される複数のむら補正LUT、及び、補正LUT記憶部174に記憶される複数のむら補正LUTから、それぞれ1つを選択する。
補正目標値算出部130は、むら測定装置30により測定された各投射画像2のむら測定値に基づいて、むら補正処理の目標値を演算する。ここで、補正目標値算出部130は、操作部300により設定された重畳領域3の設定内容に従って、重畳領域3A、3B、3Cの少なくとも一部におけるむら補正目標値を演算する。
補正LUT生成部140(補正データ生成部)は、補正目標値算出部130により演算されたむら補正目標値に基づいて、むら補正処理を行うためのむら補正値をテーブル化したむら補正LUTを生成する。補正LUT生成部140は、プロジェクター10A、10B、10C、10Dのそれぞれについてむら補正LUTを生成する。補正LUT生成部140は、生成したむら補正LUTを、補正LUT記憶部171、172、173、174のそれぞれに出力して記憶させる。
補正LUT記憶部171〜174は、それぞれ、SRAM(Static Random Access Memory)等のメモリーと、該メモリーに対する書き込み制御及び読み出し制御を行う制御部とにより構成される。
補正LUT記憶部171は、プロジェクター10Aに対応して補正LUT生成部140が生成したむら補正LUTを記憶する。補正LUT記憶部172は、プロジェクター10Bに対応して補正LUT生成部140が生成したむら補正LUTを記憶する。補正LUT記憶部173は、プロジェクター10Cに対応して補正LUT生成部140が生成したむら補正LUTを記憶する。補正LUT記憶部174は、プロジェクター10Dに対応して補正LUT生成部140が生成したむら補正LUTを記憶する。
通知処理部150は、補正目標値算出部130における演算結果に基づき、所与の通知処理を行う。例えば、画像処理装置100がむら補正処理を行った後で、むら測定装置30により測定を行った結果、タイリング画像5の画質が基準を満たさない場合に、通知処理部150は、タイリング画像5の表示条件の変更を促す画面を表示する処理を行う。具体的には、通知処理部150は、重畳領域3の再設定を促す画面をスクリーンSCに表示する処理を行う。タイリング画像5の画質が基準を満たすか否かの判定は、通知処理部150が行ってもよい。また、この判定の基準値は、操作部300により入力される値、或いは、予め設定され通知処理部150が記憶する値とすることができる。
補正処理部161〜164(補正部、出力部)は、補正LUT記憶部171〜174(記憶部)が記憶するむら補正LUTを用いて、画像分割処理部110が分割した画像データを補正する。補正処理部161は、補正LUT記憶部171が記憶するむら補正LUTのうち、補正LUT選択部120により選択されたむら補正LUTを取得する。補正処理部161は、補正LUT記憶部171から取得したむら補正LUTを用いてむら補正処理を行う。むら補正LUTは、補正LUT記憶部171の記憶容量を削減するため、画面の縦方向×画面の横方向×階調方向の3軸における所与の数の格子点において、対応するむら補正値を含む。補正処理部161は、格子点におけるむら補正値から線形補間や曲線補間等の公知の補間演算により格子点間のむら補正値を求め、該むら補正値を用いてむら補正処理後の画像信号を得る。
同様に、補正処理部162は、補正LUT選択部120が選択したむら補正LUTを補正LUT記憶部172から読み出して取得し、むら補正処理を行う。補正処理部163は、補正LUT選択部120が選択したむら補正LUTを補正LUT記憶部173から読み出して取得し、むら補正処理を行う。補正処理部164は、補正LUT選択部120が選択したむら補正LUTを補正LUT記憶部174から読み出して取得し、むら補正処理を行う。
操作部300は、画像処理装置100と一体に構成され、或いは画像処理装置100に接続される入力装置である。操作部300は、単体表示やタイリング表示等の表示モードの設定、タイリング画像5を表示する場合のタイリング画像5の大きさ、解像度、重畳領域3の大きさや位置等に関するユーザーの入力を受け付ける。
図6は、プロジェクター10の機能ブロック図である。第1実施形態において、プロジェクター10A、10B、10C、10Dは共通の構成を有するので、これらを区別せず図6を参照して説明する。
プロジェクター10は、プロジェクター10を制御する制御部11を備え、投射部12、インターフェイス部16、画像処理部17、及び操作部18を備える。
制御部11は、プログラムを実行してプロジェクター10を制御するCPUを備える。また、制御部11は、CPUが実行するプログラムを不揮発的に記憶するROM(Read Only Memory)、及び、CPUのワークエリアを形成するRAM(Random Access Memory)を備える。
投射部12は、光源13、変調部14、及び投射光学系15を備える。光源13は、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ、LED(Light Emitting Diode)又はレーザー光源等を備える。変調部14は、光源13が発する光を変調して画像光を生成して、投射光学系15に照射する。変調部14は、例えば、RGBの三原色に対応した3枚の透過型液晶パネルまたは反射型液晶パネルを備える。また、変調部14は、DMD(Digital Mirror Device)及びカラーホイールを備える構成としてもよい。
投射光学系15は、変調部14で変調された画像光をスクリーンSC方向へ導き、スクリーンSC上に結像させる。投射光学系15は、スクリーンSCの表示画像の拡大・縮小を行うズーム機構、フォーカスの調整を行うフォーカス調整機構を備えてもよい。
インターフェイス(I/F)部16は、画像処理装置100に接続され、画像処理装置100から入力される分割画像データ6を取得する。
画像処理部17は、制御部11の制御に従って、インターフェイス部16に入力される分割画像データ6に対し、画像処理を実行する。画像処理部17が実行する処理は、3D(立体)画像と2D(平面)画像の判別処理、解像度変換処理、フレームレート変換処理、歪み補正処理、デジタルズーム処理、色調補正処理、輝度補正処理等である。画像処理部17は、制御部11により指定された処理を実行し、必要に応じて、制御部11から入力されるパラメーターを使用して処理を行う。また、上記のうち複数の処理を組み合わせて実行することも勿論可能である。画像処理部17は、処理後の画像を表示するための画像信号を、変調部14に出力し、変調部14により描画を実行させる。
制御部11は、インターフェイス部16に入力される分割画像データ6を検出して、画像処理部17によって画像処理を実行させる。制御部11は、投射部12の光源13の発光/停止を制御し、変調部14による描画処理を制御することにより、分割画像データ6に基づく投射画像2を、投射部12によって投射する。また、制御部11には操作部18が接続される。操作部18は、各種のスイッチを備え、例えばプロジェクター10の筐体(図示略)に設けられる操作パネルである。操作部18は、例えば、プロジェクター10の電源オン/オフを指示する電源スイッチ、投射開始を指示するスイッチ、設定用のメニューを呼び出すスイッチ等を備える。また、操作部18は、プロジェクター10の動作状態に応じて点灯、点滅あるいは消灯するインジケーターを備えてもよい。この場合、制御部11は、操作部18のインジケーターの発光を制御してもよい。
図7は、プロジェクションシステム1の動作を示すフローチャートである。
操作部300の操作に従って、画像処理装置100はむら測定装置30を動作させて、プロジェクター特性測定処理を実行する(ステップS1)。
図8は、プロジェクター特性測定処理を詳細に示すフローチャートである。
プロジェクター特性測定処理では、複数のプロジェクター10について同時に特性を測定してもよいが、本実施形態では、4台のプロジェクター10の特性を1台ずつ測定する。プロジェクター特性測定処理は、例えば、画像処理装置100の画像分割処理部110による制御に従って実行される。
画像分割処理部110は、測定対象のプロジェクター10を選択する(ステップS21)。画像分割処理部110は、選択したプロジェクター10に対し、特性測定用パターンの画像データを出力して、特性測定用パターンを投射させる(ステップS22)。このステップS22で、画像処理装置100は、特性測定用パターンを投射するプロジェクター10に対応する補正処理部161〜164におけるむら補正処理をオフにする。これにより、本来のプロジェクター10の特性を測定可能となる。ここで、画像供給装置20が画像処理装置100に、特性測定用パターンの画像データを供給してもよい。また、画像分割処理部110が、画像供給装置20から供給される画像データまたは予め記憶する画像データに基づき、特性測定用パターンの画像データを生成してもよい。測定対象がプロジェクター10Aである場合、画像処理装置100は補正処理部161からプロジェクター10Aに特性測定用パターンの画像データを出力する。測定対象がプロジェクター10B〜10Dである場合、画像処理装置100は補正処理部162〜164からプロジェクター10B〜10Dに特性測定用パターンの画像データを出力する。
測定用パターンは、例えば、W(白)、R(赤)、G(緑)、B(青)の、全画面が均一色、均一階調の全面ラスター画像である。階調値が異なる測定用パターンが使用され、例えば、階調値が8ビット(0〜255)である場合、W255(Wの階調値が255のラスター画像)が用いられる。この場合、他にW224、W192、W160、W128、W096、W064、W032、W000(黒)が用いられる。また、R、G、Bについても同様である。例えば、R255、R224、…、R64、R32、G255、…、G64、G32、B255、…、B64、B32等のラスター画像が測定用パターンとして用いられる。これら各階調、各色の測定用パターンが順次、画像分割処理部110により生成され、補正処理部161〜164に出力される。
ステップS22では、測定対象のプロジェクター10による投射を開始する。続いて、画像分割処理部110は、プロジェクター10に出力する測定用パターンの階調を、測定対象の階調に設定し(ステップS23)、むら測定装置30によりスクリーンSC上の投射画像2の測定を実行する(ステップS24)。画像処理装置100は、むら測定装置30から入力される測定値を取得して、図示しないRAMに一時的に記憶する(ステップS25)。画像処理装置100は、測定対象として予め設定された全階調について測定が完了したか否かを判定し(ステップS26)、測定していない階調がある場合(ステップS26;No)、ステップS23に戻る。
画像分割処理部110は、測定対象として予め設定された全階調について測定が完了した場合(ステップS26;Yes)、全てのプロジェクター10について測定を終了したか否かを判定する(ステップS27)。測定していないプロジェクター10がある場合(ステップS27;No)、画像分割処理部110はステップS21に戻る。全てのプロジェクター10について測定を終了した場合(ステップS27;Yes)、画像処理装置100は、図7の処理に戻る。
ステップS23〜S26では、測定対象のプロジェクター10に対して階調の異なる測定用パターンの画像データを順に出力し、測定を行うことにより、設定された複数の測定階調について測定を行う。測定用パターンは、上述したように、W、R、G、Bのラスター画像である。
プロジェクター特性測定処理により、むら測定装置30の測定値として、面内におけるXYZ三刺激値の2次元分布情報を取得できる。この測定値は、それぞれのプロジェクター10の投射画像2について得られ、W、R、G、Bの複数の階調値に対応して得られる。
図7に戻り、プロジェクター特性測定処理の後、画像処理装置100は、配置決定処理を実行する(ステップS3)。
図9は、配置決定処理を詳細に示すフローチャートである。
配置決定部180は、プロジェクター特性測定処理(図8)の測定結果、すなわちむら測定装置30の測定値を取得する(ステップS31)。配置決定部180は、取得した測定結果に基づき、それぞれのプロジェクター10の順位付けを行う(ステップS32)。ステップS32では、例えばW255の測定用パターンの測定値(面内における最大値)を最大輝度値とみなして、最大輝度値が高い順に順位付ける。
配置決定部180は、プロジェクター10の輝度特性の順位に従って、プロジェクター10の配置を決定する(ステップS33)。例えば、輝度の高いプロジェクター10から順に、投射画像2がスクリーンSCの中央に近い位置となるように配置する。図2〜図4に示した例では、プロジェクター10Cが最も高輝度であり、プロジェクター10B、プロジェクター10A、プロジェクター10Dの順に輝度が高い。
配置決定部180は、タイリング画像5に含まれる重畳領域3A、3B、3Cのサイズに関する条件を取得する(ステップS34)。この条件は、タイリング画像5のサイズ、画像供給装置20から入力される入力画像データの解像度等である。また、当該条件は、重畳領域に割り当てられるサイズの最低値を含んでもよい。
配置決定部180は、ステップS34で取得した条件に従い、ステップS31で取得した測定値を用いて、タイリング画像5に含まれるいずれかの重畳領域3のサイズを決定する(ステップS35)。配置決定部180は、タイリング画像5に含まれる全ての重畳領域3のサイズを決定したか否かを判定し(ステップS36)、サイズを決定していない重畳領域3がある場合は(ステップS36;No)、ステップS35の処理を再度実行する。全ての重畳領域3についてサイズを決定した場合(ステップS36;Yes)、画像処理装置100は図7の処理に戻る。
なお、配置決定部180は、ステップS35の処理を1回行うことにより、タイリング画像5に含まれる複数の重畳領域3のサイズを算出してもよい。
ステップS35で、まず、配置決定部180は、中央側(中央寄り)に位置する重畳領域3である重畳領域3Bのサイズを決定する。この場合、重畳領域3Bにおける輝度のむら、或いは波打ちが所定以下のレベルに補正できるように、重畳領域3Bのサイズを決定することが好ましい。
図3において、曲線C1のピーク輝度をYp1、曲線C2のピーク輝度をYp2、曲線C3のピーク輝度をYp3、曲線C4のピーク輝度をYp4とする。また、ピーク輝度に対応する位置を、それぞれ、P1、P2、P3、P4とする。
また、投射画像2Bにおける重畳領域3Bの境界位置をB2Rとし、B2Rにおける曲線C2の輝度をYb2rとする。投射画像2Cにおける重畳領域3Bの境界位置をB3Lとし、B3Lにおける曲線C3の輝度をYb3lとする。
図3では重畳領域3Bの中央において曲線C2,C3がいずれもピーク輝度に比べて大きく落ち込む。この落ち込みを補正しない場合、タイリング画像5の中央に暗い領域が出現するので、タイリング画像5の表示品位の低下が懸念される。重畳領域3Bの輝度を、ピーク輝度Yp2、Yp3に比べて違和感のない程度に補正するためには、重畳領域3Bの両端位置、すなわち位置B2R、B3Lにおける輝度Yb2r、Yb3lが、ピーク輝度Yp2、Yp3に比べて低すぎないことが好ましい。このため、配置決定部180は、ピーク輝度Yp2、Yp3を基準として、輝度Yb2r、Yb3lが、好ましい補正が可能な範囲になるように、位置B2R、B3Lを決定する。
好ましい補正が可能な範囲は、例えば、輝度の比により特定できる。
例えば、下記式(1)、(2)を満たすような、位置B2R、B3Lを決定すればよい。但し、αは、ピーク輝度に対する重畳領域3Bの輝度の基準値であり、予め設定され、画像処理装置100が記憶する値である。
Yb2r/Yp2>α …(1)
Yb3l/Yp3>α …(2)
ここで、図3に示すように、対象の重畳領域3(ここでは重畳領域3B)を構成する2つの投射画像2のピーク輝度に差がある場合には、上記式(1)、(2)のいずれかの条件を満たすように、境界位置を決定してもよい。図3の重畳領域3Bでは、ピーク輝度Yp3とピーク輝度Yp2との差から、位置P3から位置P2にかけて輝度が低下することが明らかである。このような場合は、仮に重畳領域3Bの輝度むらを解消できたとしても、輝度の変化(位置P3から位置P2にかけての輝度の低下)が生じる。このため、上記(2)の制約を設けなくても、違和感を与えるような輝度むらを防ぐことができる。
配置決定部180は、ステップS35で、最も大きくすべき中央側の重畳領域3(ここでは重畳領域3B)のサイズを決定した後、他の重畳領域3のサイズを決定する。上述したように、タイリング画像5における重畳領域3のサイズの総和は既定である。プロジェクター10の数をN、プロジェクター10の投射画像2の水平方向の画素数をW、タイリング画像5の水平方向の画素数をHとすると、重畳領域3のサイズの総和Zは、下記式(3)で求められる。
Z=W×N−H …(3)
ここで、中央側の重畳領域3のサイズが大きく、これが原因で他の重畳領域3のサイズが極端に小さくなることを防止することも可能である。すなわち、全ての重畳領域3に適用される最小サイズを予め設定することができる。重畳領域3の最小サイズをSminとすると、重畳領域3のサイズを増減できる調整幅Sは、下記式(4)で求められる。
S=(W×N−H)−(N−1)×Smin …(4)
この場合、最大である重畳領域3(重畳領域3B)のサイズは、(Smin+S)ドットが上限となる。
図7に戻り、配置決定処理の後、画像処理装置100は、設置ガイド処理を実行する(ステップS5)。
図10は、設置ガイド処理を詳細に示すフローチャートである。
画像分割処理部110は、配置決定部180が決定したプロジェクター10の配置順序、及び、重畳領域3のサイズを取得する(ステップS41)。画像分割処理部110は、プロジェクター10の配置順序と重畳領域3の位置を示すガイド画像を生成する(ステップS42)。補正処理部161〜164は、それぞれガイド画像をプロジェクター10に出力し、それぞれのプロジェクター10によりガイド画像を投射させる(ステップS43)。
ステップS42で、画像分割処理部110は、プロジェクター10Aの位置を示す文字等の情報、及び、投射画像2Aにおける重畳領域3Aの境界(図3の位置A1R)を示す直線等の画像を含むガイド画像を生成する。ステップS43で、画像分割処理部110は、生成したガイド画像を補正処理部161に出力し、補正処理部161は、ガイド画像の画像データを分割画像データ6Aとしてプロジェクター10Aに出力する。
同様に、ステップS42で、画像分割処理部110は、プロジェクター10Bの位置を示す情報、及び、投射画像2Bにおける重畳領域3Aの境界(図3の位置A2L)及び位置B2Rを示す画像を含むガイド画像を生成する。ステップS43で、画像分割処理部110は、生成したガイド画像を補正処理部162に出力し、補正処理部162は、ガイド画像の画像データを分割画像データ6Bとしてプロジェクター10Bに出力する。
また、画像分割処理部110は、ステップS42で、プロジェクター10Cの位置を示す情報、及び、投射画像2Cにおける位置B3L、及び、重畳領域3Cの境界(図3の位置C3R)を示す画像を含むガイド画像を生成する。ステップS43で、画像分割処理部110は、生成したガイド画像を補正処理部163に出力し、補正処理部163は、ガイド画像の画像データを分割画像データ6Cとしてプロジェクター10Cに出力する。
また、画像分割処理部110は、ステップS42で、プロジェクター10Dの位置を示す情報、及び、投射画像2Dにおける重畳領域3Cの境界(図3の位置C4L)を示す画像を含むガイド画像を生成する。ステップS43で、画像分割処理部110は、生成したガイド画像を補正処理部164に出力し、補正処理部164は、ガイド画像の画像データを分割画像データ6Dとしてプロジェクター10Dに出力する。
ステップS43で投射されるガイド画像に従って、ユーザーが設置作業を行う。画像分割処理部110は、操作部300によって、設置完了を指示する入力が行われるまで待機し(ステップS44;No)、設置完了を指示する入力が行われた場合(ステップS44;Yes)、画像処理装置100は、図7の処理に戻る。
図7に戻り、画像処理装置100は、補正LUT生成処理を実行して、プロジェクター10A、10B、10C、10Dのそれぞれに対応するむら補正LUTを生成する(ステップS7)。続いて、画像処理装置100は、ブレンド投射処理を実行する(ステップS9)。ブレンド投射処理で、画像処理装置100は、測定用パターンをステップS7で生成したむら補正LUTを用いて補正し、プロジェクター10A、10B、10C、10Dにより投射させる。
その後、画像処理装置100は、むら測定装置30を制御して、補正状態判定処理を実行する(ステップS11)。補正状態判定処理で、画像処理装置100は、タイリング画像5における重畳領域3の投射状態を測定し、重畳領域3の輝度のむらが設定された範囲内に補正されたか否かを判定する。
図11は、補正LUT生成処理を詳細に示すフローチャートである。
補正LUT作成処理において、補正目標値算出部130は、むら補正目標値算出処理を開始する(ステップS51)。補正目標値算出部130は、プロジェクター特性測定処理(ステップS1)で測定された各プロジェクター10の特性に係る測定値、及び、目標色空間を取得する(ステップS52)。ステップS52で取得するプロジェクター10の特性に係る測定値とは、各プロジェクター10について、RGBの各階調の色特性値(XYZ値)である。
補正目標値算出部130は、ステップS52で取得した各プロジェクター10の投射画像2の色特性値に基づいて、目標色空間における各プロジェクターの白色目標値を演算する(ステップS53)。補正目標値算出部130は、ステップS52で演算した各プロジェクター10の白色目標値を用いて、各プロジェクター10の中間調目標値を算出する(ステップS54)。
詳細には、ステップS53において、補正目標値算出部130は、白色べた画像である測定用パターンを投射した場合の輝度を基準として、重畳領域3を投射する2台のプロジェクター10の目標値を算出する。重畳領域3Bについて白色目標値を求める場合、補正目標値算出部130は、まず、図の位置B2Rにおける輝度Yb2r及び位置B3Lにおける輝度Yb3lのうち、低い方の輝度に対応するプロジェクター10をむら補正処理対象とする。図3の例では、Yb2r<Yb3lであるため、輝度Yb2rに対応するプロジェクター10Bを、むら補正処理対象とする。つまり、プロジェクター10Bの位置B2Rにおける輝度を上げることで、位置B2R,B3Lにおける明るさの谷を目立たなくすることができる。
次に、補正目標値算出部130は、修正対象のプロジェクター10Bの投射画像2Bにおいて、修正対象でないプロジェクター10Cの投射画像2Cの位置B3Lにおける輝度Yb3lと等しい画素位置(Y2とする)を検出する。補正目標値算出部130は、投射画像2Bにおいて、画素位置Y2から投射画像2Bの端である位置B3Lにかけての領域が、目標値であるYb3lとなるように、白色目標値を求める。この処理を、全ての重畳領域3について実行することにより、各プロジェクター10の白色目標値が求められる。
補正目標値算出部130は、ステップS54において、中間調の測定用パターンを投射した場合の輝度を基準として、ステップS53と同様の処理を行い、目標値を算出する。
続いて、画像処理装置100は、補正LUT生成部140によって、むら補正LUT生成処理を開始する(ステップS55)。
補正LUT生成部140は、補正用LUTを作成するプロジェクター10、及び、このプロジェクター10の投射画像2に含まれる重畳領域3のうち、対象の重畳領域3を選択する(ステップS56)。
補正LUT生成部140は、ステップS56で選択した重畳領域3について、配置決定部180が決定したサイズを取得し、このサイズに応じて格子点を設定する(ステップS57)。補正LUT生成部140は、各格子点の入力値に対応する色目標値を算出する(ステップS58)。
補正LUT生成部140は、ステップS58で算出した色目標値を出力可能な入力値を、むら測定装置30により測定されたプロジェクター10の色特性値から探索する(ステップS59)。補正LUT生成部140は、ステップS59で探索した結果を格子点のLUT値として決定する(ステップS60)。補正LUT生成部140は、むら補正LUTの全格子点についてLUT値を決定して、これらのLUT値を含むむら補正LUTを作成し、ステップS56で選択したプロジェクター10に対応する補正LUT記憶部171〜174に記憶させる(ステップS61)。
補正LUT生成部140は、ステップS56〜S61の処理を、全てのプロジェクター10、及び、全ての重畳領域3について実行したか否かを判定する(ステップS62)。いずれかのプロジェクター10、或いはいずれかの重畳領域3について処理を実行していないと判定した場合(ステップS62;No)、補正LUT生成部140はステップS56に戻る。全てのプロジェクター10、及び、全ての重畳領域3について処理が終了した場合(ステップS62;Yes)、補正LUT生成部140は補正LUT作成処理を終了する。
補正LUT作成処理では、例えば、本出願人による特願2011−159627(特開2013−25076号公報)に記載した手法を適用することができる。
図12は、ブレンド投射処理を詳細に示すフローチャートである。
画像処理装置100は、補正LUT記憶部171が記憶する複数のむら補正LUTの中から、補正LUT選択部120により1つのむら補正LUTを選択する(ステップS71)。補正LUT選択部120は、画像供給装置20から入力される入力画像データに適合するむら補正LUTを選択することができる。また、補正LUT選択部120は、操作部300により受け付けた操作により指定されるむら補正LUTを選択できる。本実施形態で説明するブレンド投射処理では、後述する補正状態判定処理のために投射を行うので、プロジェクター10が補正用パターン或いはガイド画像を表示する。このため、補正LUT選択部120は、予め補正状態判定処理に対応して設定されたむら補正用LUTを選択する。同様に、補正LUT選択部120は、補正LUT記憶部172、173、174がそれぞれ記憶する複数のむら補正LUTから、それぞれ1つのむら補正LUTを選択する。
補正処理部161は、補正LUT選択部120により選択されたむら補正LUTを補正LUT記憶部171から取得する(ステップS72)。補正処理部161は、取得したむら補正LUTに基づき、画像分割処理部110から入力される画像データの階調値を補正する(ステップS73)。
同様に、補正処理部162、163、16は、補正LUT選択部120により選択されたむら補正LUTを補正LUT記憶部172,173、17からそれぞれ取得する(ステップS72)。補正処理部162、163、16は、取得したむら補正LUTに基づき、画像分割処理部110から入力される画像データの階調値を補正する(ステップS73)。
図13は、補正状態判定処理を詳細に示すフローチャートである。
画像処理装置100は、むら測定装置30を制御してスクリーンSCを撮像させ、撮像画像データに基づき測定値を算出させる(ステップS81)。画像処理装置100は、むら測定装置30が出力する測定値を取得し(ステップS82)、測定値に基づき、タイリング画像5に含まれる重畳領域3のむら補正の状態を判定する(ステップS83)。
ステップS83で、画像処理装置100は、配置決定部180により、例えば、タイリング画像5に含まれる重畳領域3のいずれかを対象とし、対象の重畳領域3の測定値を取得する。配置決定部180は、例えば、対象の重畳領域3における輝度の最低値と最大値との差が設定された基準値より小さいか否かに基づき、判定を行う。また、配置決定部180は、例えば、対象の重畳領域3における輝度の極小値と極大値との差が設定された基準値より小さいか否かに基づき、判定を行う。
ステップS84で、画像処理装置100は、基準を満たさない重畳領域3があるか否かを判定する(ステップS84)。基準を満たさない重畳領域3がある場合(ステップS84;Yes)、画像処理装置100は、再調整を推奨する結果を出力する(ステップS85)。また、基準を満たさない重畳領域3がない場合(ステップS84;No)、画像処理装置100は、調整完了を示す結果を出力する(ステップS86)。
ステップS85及びS86で、画像処理装置100は、例えば、プロジェクター10により判定結果を示す文字列や画像を投射させる。また、画像処理装置100は、通知処理部150によって、判定結果に対応する通知を行ってもよい。
以上説明したように、本発明を適用した第1の実施形態に係るプロジェクションシステム1は、3以上のプロジェクター10を有し、プロジェクター10は、画像光を投射して投射面に投射画像2を形成する投射部12を備える。プロジェクター10は、3以上のプロジェクター10が投射する3以上の投射画像2がタイリング画像5を構成するように並べて配置される。プロジェクター10が投射する投射画像2は、隣接するプロジェクター10の投射画像2と重畳する重畳領域3を形成し、いずれかの重畳領域3が他の重畳領域3とは異なる大きさである。これにより、3以上のプロジェクター10の投射画像2を、重畳領域3を設けて配置してタイリング画像5を投射する場合に、重畳領域3の大きさに差を設けることで、一部の重畳領域3に対して高精度で調整することが可能となる。このため、例えば、タイリング画像5において目立ちやすい位置にある重畳領域3のむらを高精度で調整することができる。従って、タイリング画像5における重畳領域3のむらを効果的に補正できる。
また、好ましくは、プロジェクションシステム1は、4以上のプロジェクター10を有し、タイリング画像5において所定方向に3以上の重畳領域3が並ぶようにプロジェクター10が並べて配置される。所定方向(例えば、タイリング画像5の水平方向)においてタイリング画像5の中央側に位置する重畳領域3が、タイリング画像5の端部側に位置する重畳領域3より大きい。これにより、4以上のプロジェクター10の投射画像2を、重畳領域3を設けて配置してタイリング画像5を投射する場合に、重畳領域3の大きさに差を設けることで、一部の重畳領域3に対して高精度で調整することが可能となる。このため、例えば、3以上の重畳領域3を含むタイリング画像5において、中央寄りに位置する重畳領域3のむらを高精度で調整することができる。従って、タイリング画像5における重畳領域3のむらを効果的に補正できる。また、プロジェクター10を、垂直方向に並べて配置してもよく、上記所定方向は、水平、垂直及びその他の方向であってよい。
また、好ましくは、複数のプロジェクター10が並ぶ所定方向における重畳領域3の大きさに関して、いずれかの重畳領域3が、他の重畳領域3とは異なる大きさである。本実施形態では、プロジェクター10が水平方向に並んでおり、この水平方向に沿った重畳領域3の幅、或いはサイズが、他の重畳領域とは異なる。この構成により、プロジェクター10が並ぶ方向における重畳領域3の大きさに差を設けることで、この所定方向におけるむら補正を、一部の重畳領域3に対して高精度で調整可能となる。例えば、複数のプロジェクター10が、鉛直方向に並べて配置された場合、この鉛直方向における重畳領域3のサイズ(高さ)が、他の重畳領域3のサイズより大きく設定されてもよい。鉛直方向、或いは水平方向は、重力を基準に定めてもよいしスクリーンSCのタイリング画像5を基準として定められる方向であってもよい。
また、複数のプロジェクター10は、複数の投射画像2のうちタイリング画像5の中央側に位置する1以上の投射画像2の輝度が、タイリング画像5の端部側に位置する他の投射画像2より高輝度となるよう配置される。これにより、タイリング画像5において目立ちやすい位置の重畳領域3に対し、高精度の調整を行うことができる。
また、プロジェクションシステム1は、画像処理装置100を備える。画像処理装置100は、各々のプロジェクター10の特性に基づいて複数のプロジェクター10の配置を決定する配置決定部180を有する。また、画像処理装置100は、配置決定部180が決定した配置に従ってプロジェクター10の設置状態を示すガイド画像をプロジェクター10に投射させる画像分割処理部110を有する。これにより、プロジェクター10の特性に基づき配置を決定し、決定した配置に従ってプロジェクター10を設置する作業をガイドすることができる。これにより、タイリング画像5に含まれるいずれか1以上の重畳領域3のむらを、より高精度で調整できる。さらに、プロジェクター10を設置する作業を支援できる。
また、画像処理装置100の画像分割処理部110は、投射対象の画像を分割してプロジェクター10が投射する分割画像を生成する分割部として機能する。また、画像処理装置100は、むら補正LUTを記憶する補正LUT記憶部171〜174と、補正LUT記憶部171〜174が記憶するむら補正LUTに基づき、分割部が生成する分割画像を補正する補正処理部161〜164とを備える。補正処理部161〜164は、補正した分割画像を、それぞれのプロジェクター10に出力する出力部として機能する。これにより、プロジェクター10の特性に基づき決定された配置により設置された複数のプロジェクター10に対し、重畳領域3におけるむらを補正した画像を出力することで、重畳領域3が高精度で調整されたタイリング画像5を投射できる。
また、画像分割処理部110は、配置決定部180が決定した配置に従ってプロジェクター10の設置状態を示すガイド画像を生成し、画像分割処理部110が生成するガイド画像を補正処理部161〜164が、それぞれのプロジェクター10に出力する。これにより、画像処理装置100の機能により、プロジェクター10を設置する作業を支援できる。
また、画像処理装置100は、配置決定部180により決定された複数のプロジェクター10の配置に基づき、重畳領域3におけるむらを補正するむら補正LUTを生成する補正LUT生成部140を備える。補正LUT記憶部171〜174は補正LUT生成部140が生成するむら補正LUTを記憶する。これにより、画像処理装置100の機能により、重畳領域3を調整するためのむら補正LUTを生成して、調整された画像をプロジェクター10に供給できる。
また、重畳領域3のうち、タイリング画像5の中央側に位置する重畳領域3(例えば、重畳領域3B)は、補正処理部161〜164によって重畳領域3における輝度差を設定された範囲内に補正可能な大きさである。これにより、タイリング画像5において、むらが目立ちやすい中央側に位置する重畳領域3を、より高精度で補正できる。
また、タイリング画像5は重畳領域3として第1の重畳領域を含み、配置決定部180は、第1の重畳領域を投射する第1のプロジェクター及び第2のプロジェクターの輝度に基づき、第1の重畳領域3のサイズを決定するサイズ決定処理を行う。例えば、第1の重畳領域が重畳領域3Bである場合、配置決定部180は、配置決定処理で、重畳領域3Bを投射するプロジェクター10Bとプロジェクター10Cの輝度特性に基づき、重畳領域3Bのサイズを決定する。この場合、プロジェクター10Bは第1のプロジェクターに相当し、プロジェクター10Cは第2のプロジェクターに相当する。配置決定部180は、第1のプロジェクターの投射画像2および第2のプロジェクターの投射画像2のそれぞれについて、投射画像2のピーク輝度に対する第1の重畳領域の境界における輝度との比を求め、求めた比をもとに第1の重畳領域のサイズを決定する。これにより、重畳領域3のサイズを、むらの調整に適したサイズに決定することができる。これにより、タイリング画像5の重畳領域3のむらを、より高精度で補正できる。
以上、本発明に係るプロジェクションシステム1及びプロジェクションシステム1におけるプロジェクター10の配置の調整方法等を第1実施形態に基づいて説明した。本発明は上記第1実施形態に限定されるものではない。
[第2の実施形態]
図14は、本発明を適用した第2実施形態として、プロジェクションシステム1の画像処理装置100及びプロジェクター10Aを、プロジェクター10Fに置き換える構成を示す機能ブロック図である。
プロジェクター10Fは、プロジェクター10Aが備える制御部11、投射部12、及び画像処理部17に対応する構成として、制御部11A、投射部12A、及び画像処理部17Aを備える。制御部11A、投射部12A、及び画像処理部17Aの機能は、制御部11、投射部12、及び画像処理部17と同様である。
また、プロジェクター10Fは、画像処理装置100が備える画像分割処理部110、補正LUT選択部120、補正目標値算出部130、補正LUT生成部140、通知処理部150、及び配置決定部180を備える。また、プロジェクター10Fは、補正処理部161〜164、及び、補正LUT記憶部171〜174を備える。補正処理部162、163、164は、それぞれ、プロジェクター10B、10C、10Dに接続される。また、プロジェクター10Fは、画像供給装置20、むら測定装置30、及び、図示しない操作部300に接続される。この構成により、プロジェクター10Fは、画像処理装置100と同様に機能する。
また、プロジェクター10Fにおいて、補正処理部161は、制御部11A及び画像処理部17Aに接続される。制御部11A及び画像処理部17Aは、補正処理部161から入力される分割画像データ6Aに基づき動作する。
図14の構成では、プロジェクションシステム1が備える複数のプロジェクター10のうち、プロジェクター10Fが、画像処理装置100としても機能する。この構成では、プロジェクター10Fをマスタープロジェクターと呼ぶことができる。この構成によれば、第1実施形態で説明した作用効果を得ることができる。また、プロジェクター10の他に画像処理装置100を設ける必要がない。
このように、本発明を適用したプロジェクションシステム1は、画像処理装置100の機能を有するマスタープロジェクターであるプロジェクター10Fと、複数のプロジェクター10B、10C、10Dとを接続して実現できる。
上記の各実施形態では、4つのプロジェクター10を備える構成を例示したが、より多数のプロジェクター10を備える構成も同様に実現可能である。
また、上記各実施形態において、色空間はL*u*v*空間としてもよいし、L*a*b*空間による処理を行ってよい。
また、上記各実施形態では、複数のプロジェクター10により、スクリーンSCの正面から画像光を投射する正面投射型のプロジェクションシステムを例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、スクリーンSCの背面側にプロジェクター10を設置する背面投射型の構成であってもよい。この場合、むら測定装置30を、スクリーンSCの正面側に設置してもよい。
また、むら測定装置30を、いずれかのプロジェクター10に搭載することも可能である。すなわち、スクリーンSCに投射されるタイリング画像5を撮像可能な撮像部を、いずれかのプロジェクター10に設ける構成としてもよい。
また、図1、5、6、14に示した機能ブロックは、プロジェクター10及び画像処理装置100の機能的構成を示すものであって、具体的な実装形態を制限しない。つまり、図中の機能ブロックに対応するハードウェアが実装される必要はなく、一つのプロセッサーがプログラムを実行することで複数の機能部の機能を実現する構成とすることも勿論可能である。また、上記実施形態においてソフトウェアで実現される機能の一部をハードウェアで実現してもよく、あるいは、ハードウェアで実現される機能の一部をソフトウェアで実現してもよい。その他、プロジェクションシステム1を構成する機器の他の各部の具体的な細部構成についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更可能である。
また、本発明は、上述したプロジェクションシステム1の動作を実現するためにコンピューターが実行するプログラム、このプログラムをコンピューターで読み取り可能に記録した記録媒体、或いは、このプログラムを伝送する伝送媒体の態様で構成してもよい。すなわち、プロジェクションシステム1の制御方法、画像処理装置100またはプロジェクター10Fの制御方法、及び、プロジェクションシステム1における調整方法を実現するためのプログラムとして構成することもできる。上記記録媒体としては、磁気的、光学的記録媒体又は半導体メモリーデバイスを用いることができる。具体的には、フレキシブルディスク、HDD(Hard Disk Drive)、CD−ROM(Compact Disk Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disk)、Blu−ray(登録商標)Disc、光磁気ディスク、フラッシュメモリー、カード型記録媒体等の可搬型の、或いは固定式の記録媒体が挙げられる。また、上記記録媒体は、プロジェクションシステム1が備える各装置や、各装置に接続された外部装置が備える内部記憶装置であるRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD等の不揮発性記憶装置であってもよい。
1…プロジェクションシステム、2、2A、2B、2C、2D…投射画像、3、3A、3B、3C、5…タイリング画像、6、6A、6B、6C、6D…分割画像データ、10、10A、10B、10C、10D…プロジェクター、10F…プロジェクター(画像処理装置)、11、11A…制御部、12、12A…投射部、13…光源、14…変調部、15…投射光学系、16…インターフェイス部、17、17A…画像処理部、18…操作部、20…画像供給装置、30…むら測定装置、40…画像処理部、100…画像処理装置、110…画像分割処理部(ガイド表示制御部)、120…補正LUT選択部、130…補正目標値算出部、140…補正LUT生成部(補正データ生成部)、150…通知処理部、161、162、163、164…補正処理部(補正部、出力部)、171、172、173、174…補正LUT記憶部(記憶部)、180…配置決定部、300…操作部、LE…左端、RE…右端、SC…スクリーン(投射面)。

Claims (14)

  1. 以上のプロジェクターを有するプロジェクションシステムであって、
    前記プロジェクターは、画像光を投射して投射面に投射画像を形成する投射部を備え、
    前記プロジェクターは、以上の前記プロジェクターが投射する以上の前記投射画像がタイリング画像を構成するように並べて配置され、
    前記プロジェクターが投射する投射画像は、隣接する前記プロジェクターの投射画像と重畳する重畳領域を形成し、
    いずれかの前記重畳領域が他の前記重畳領域とは異なる大きさであり、
    前記タイリング画像において所定方向に3以上の前記重畳領域が並ぶように前記プロジェクターが並べて配置され、
    前記所定方向において前記タイリング画像の中央側に位置する前記重畳領域が、前記タイリング画像の端部側に位置する前記重畳領域より大きいこと、
    を特徴とするプロジェクションシステム。
  2. いずれかの前記重畳領域が、前記プロジェクターが並ぶ所定方向における大きさに関して、前記投射画像の他の前記重畳領域とは異なる大きさであること、を特徴とする請求項1記載のプロジェクションシステム。
  3. 前記所定方向において前記タイリング画像の中央側に位置する前記重畳領域が、前記プロジェクターが並ぶ所定方向における大きさに関して、前記タイリング画像の端部側に位置する前記重畳領域より大きいこと、
    を特徴とする請求項1または2に記載のプロジェクションシステム。
  4. 複数の前記プロジェクターは、複数の前記投射画像のうち前記タイリング画像の中央側に位置する1以上の前記投射画像の輝度が、前記タイリング画像の端部側に位置する他の前記投射画像より高輝度となるよう配置されること、
    を特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載のプロジェクションシステム。
  5. 各々の前記プロジェクターの特性に基づいて複数の前記プロジェクターの配置を決定する配置決定部と、
    前記配置決定部が決定した配置に従って前記プロジェクターの設置状態を示す画像を前記プロジェクターに投射させるガイド表示制御部と、を有する画像処理装置を備えること、
    を特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載のプロジェクションシステム。
  6. 前記画像処理装置は、
    投射対象の画像を分割して前記プロジェクターが投射する分割画像を生成する分割部と、
    補正データを記憶する記憶部と、
    前記記憶部が記憶する前記補正データに基づき、前記分割部が生成する前記分割画像を補正する補正部と、
    前記補正部が補正した前記分割画像を、それぞれの前記プロジェクターに出力する出力部と、を備えること、
    を特徴とする請求項記載のプロジェクションシステム。
  7. 前記ガイド表示制御部は、前記配置決定部が決定した配置に従って前記プロジェクターの設置状態を示す画像を生成し、
    前記出力部は、前記ガイド表示制御部が生成する画像をそれぞれの前記プロジェクターに出力すること、
    を特徴とする請求項記載のプロジェクションシステム。
  8. 前記配置決定部により決定された複数の前記プロジェクターの配置に基づき、前記重畳領域におけるむらを補正する前記補正データを生成する補正データ生成部を備え、
    前記記憶部は前記補正データ生成部が生成する前記補正データを記憶すること、
    を特徴とする請求項6または7記載のプロジェクションシステム。
  9. 前記重畳領域のうち、前記タイリング画像の中央側に位置する前記重畳領域は、前記補正部によって前記重畳領域における輝度差を設定された範囲内に補正可能な大きさであること、
    を特徴とする請求項6から8のいずれか1項に記載のプロジェクションシステム。
  10. 前記タイリング画像は前記重畳領域として第1の重畳領域を含み、
    前記配置決定部は、
    前記第1の重畳領域を投射する第1の前記プロジェクター及び第2の前記プロジェクターの輝度に基づき、前記第1の重畳領域のサイズを決定するサイズ決定処理を行い、
    前記サイズ決定処理で、第1の前記プロジェクターの前記投射画像および第2の前記プロジェクターの前記投射画像のそれぞれについて、前記投射画像のピーク輝度に対する前記第1の重畳領域の境界における輝度との比を求めて、求めた比をもとに前記第1の重畳領域のサイズを決定すること、
    を特徴とする請求項6から9のいずれかに記載のプロジェクションシステム。
  11. 3以上のプロジェクターを有するプロジェクションシステムであって、
    前記プロジェクターは、画像光を投射して投射面に投射画像を形成する投射部を備え、
    前記プロジェクターは、3以上の前記プロジェクターが投射する3以上の前記投射画像がタイリング画像を構成するように並べて配置され、
    前記プロジェクターが投射する投射画像は、隣接する前記プロジェクターの投射画像と重畳する重畳領域を形成し、
    いずれかの前記重畳領域が他の前記重畳領域とは異なる大きさであり、
    各々の前記プロジェクターの特性に基づいて複数の前記プロジェクターの配置を決定する配置決定部を有する画像処理装置を備え、
    前記タイリング画像は前記重畳領域として第1の重畳領域を含み、
    前記配置決定部は、
    前記第1の重畳領域を投射する第1の前記プロジェクター及び第2の前記プロジェクターの輝度に基づき、前記第1の重畳領域のサイズを決定するサイズ決定処理を行い、
    前記サイズ決定処理で、第1の前記プロジェクターの前記投射画像および第2の前記プロジェクターの前記投射画像のそれぞれについて、前記投射画像のピーク輝度に対する前記第1の重畳領域の境界における輝度との比を求めて、求めた比をもとに前記第1の重畳領域のサイズを決定すること、
    を特徴とするプロジェクションシステム。
  12. 以上のプロジェクターを有し、前記プロジェクターが投射する投射画像を含むタイリング画像を投射するプロジェクションシステムの調整方法であって、
    前記プロジェクターを、以上の前記プロジェクターが投射する以上の前記投射画像がタイリング画像を構成するように並べて配置し、
    前記プロジェクターが投射する投射画像が隣接する前記プロジェクターの投射画像と重畳する重畳領域を形成し、いずれかの前記重畳領域が他の前記重畳領域とは異なる大きさとなるように、前記プロジェクターの投射方向を調整し、
    前記タイリング画像において所定方向に3以上の前記重畳領域が並ぶように前記プロジェクターが並べて配置され、前記所定方向において前記タイリング画像の中央側に位置する前記重畳領域が、前記タイリング画像の端部側に位置する前記重畳領域より大きいこと、
    を特徴とするプロジェクションシステムの調整方法。
  13. 3以上のプロジェクターを有し、前記プロジェクターが投射する投射画像を含むタイリング画像を投射するプロジェクションシステムの調整方法であって、
    前記プロジェクターを、3以上の前記プロジェクターが投射する3以上の前記投射画像がタイリング画像を構成するように並べて配置するステップと
    前記プロジェクターが投射する投射画像が隣接する前記プロジェクターの投射画像と重畳する重畳領域を形成し、いずれかの前記重畳領域が他の前記重畳領域とは異なる大きさとなるように、前記プロジェクターの投射方向を調整するステップと、を有し、
    前記タイリング画像は前記重畳領域として第1の重畳領域を含み、
    各々の前記プロジェクターの特性に基づいて複数の前記プロジェクターの配置を決定するステップと、
    前記第1の重畳領域を投射する第1の前記プロジェクター及び第2の前記プロジェクターの輝度に基づき、前記第1の重畳領域のサイズを決定するステップと、を更に有し、
    前記サイズを決定するステップは、第1の前記プロジェクターの前記投射画像および第2の前記プロジェクターの前記投射画像のそれぞれについて、前記投射画像のピーク輝度に対する前記第1の重畳領域の境界における輝度との比を求めて、求めた比をもとに前記第1の重畳領域のサイズを決定すること、
    を特徴とするプロジェクションシステムの調整方法。
  14. 前記配置を決定するステップにて決定した配置に従って前記プロジェクターの設置状態を示す画像を前記プロジェクターに投射させるステップと、
    投射対象の画像を分割して前記プロジェクターが投射する分割画像を生成するステップと、
    補正データを記憶するステップと、
    前記記憶するステップにて記憶した前記補正データに基づき、前記分割画像を生成するステップにて生成される前記分割画像を補正するステップと、
    前記補正するステップにて補正された前記分割画像を、それぞれの前記プロジェクターに出力するステップと、を更に有すること
    を特徴とする請求項13に記載のプロジェクションシステムの調整方法。
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