JP6816352B2 - 投影装置、投影システム及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、投影装置、投影システム及びプログラムに関する。

従来より、入力された画像データに基づいて画像を投影するプロジェクタが知られている。

プロジェクタの有力な市場として教育分野があり、学校等の黒板や電子黒板にプロジェクタで投影するシーンが増加すると考えられている。

学校の教室で黒板に投影する場合、黒板は反射率が低いため、白色の専用スクリーンを使用するケースが多い。しかしながら、専用スクリーンはコストや運用面でのデメリットがあるため、視認性を極力改善して、黒板に直接投影できるようになることが最良であると考えられる。

黒板へ直接投影する際、視認性をカバーする方策として、例えば、撮影画像が有する各画素値のヒストグラム（ｈｉｓｔｏｇｒａｍ）に基づいて、白色と黒色とを反転する方法が知られている。具体的には、まず、ヒストグラムに基づいて、撮影画像全体で、白色及び白色に近い色が多いか、黒色及び黒色に近い色が多いかのいずれであるかが判断される。次に、黒色及び黒色に近い色が多いと判断されると、撮影画像の内容を白黒反転する方法が知られている（特許文献１参照）。

しかしながら、従来の方法では、反転が行われると、色相等までが反転し、視聴者が見にくい画像が投影されることが課題となる。

本発明の１つの側面は、黒板等の反射率が低い投影面においても、視聴者が見やすい画像を投影できる投影装置を提供することを目的とする。

一態様における、画像を投影する投影装置は、前記画像を示す画像データを入力する入力部と、前記画像データが有する画素値を、明るさを示す第１パラメータと、色に係る情報を示す第２パラメータとにする変換を行う変換部と、前記第１パラメータの反転を行うか否かを判断する判断部と、前記判断によって反転を行うと判断されると、前記第１パラメータを反転させて第３パラメータを計算する反転部と、前記第２パラメータ及び前記第３パラメータに基づいて反転データを生成する生成部と、前記反転データに基づいて前記画像を投影する投影部とを備え、前記画像の画像全体を計算の範囲とし、前記判断部は、前記第１パラメータの分散、若しくは、標準偏差を計算して前記分散、若しくは、前記標準偏差が第１閾値以下であると、前記反転を行うと判断する、前記第１パラメータの平均値が更に計算して前記平均値が第２閾値以上であると、前記反転を行うと判断する、又は、前記画像データが有する白色を示す画素をカウントした白画素数と、前記画像データが有する黒色を示す画素をカウントした黒画素数とをそれぞれ算出して前記白画素数が前記黒画素数より多いと、前記反転を行うと判断する。

黒板等の反射率が低い投影面においても、視聴者が見やすい画像を投影できる。

本発明の一実施形態に係る投影装置の利用例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る投影装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る投影装置による全体処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る投影装置によって１６フレームごとに判断値の計算及び判断が行われる例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る投影装置によるガンマ補正の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る投影装置によるＳ字補正の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る投影装置による重み付け加算の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る画像データの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る投影装置による全体処理における反転の処理結果の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るガンマ補正及びＳ字補正の処理結果例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る投影装置による全体処理における判断値を用いた判断の処理結果の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る主観評価結果の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る投影装置の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る投影装置の一例を示す外観図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

（全体構成例）
図１は、本発明の一実施形態に係る投影装置の利用例を示す図である。図示するように、投影装置の例であるプロジェクタＰＲは、視聴者１に見せる画像ＩＭＧを黒板２等に投影する。このように、画像ＩＭＧが投影されると、視聴者１は、画像ＩＭＧが示す文字等を見ることができる。なお、黒板２は、画像ＩＭＧが投影される投影先の例であり、投影先は、スクリーン又は壁等でもよい。以下、図示するように、プロジェクタＰＲが画像ＩＭＧを黒板２に投影する例で説明する。

（ハードウェア構成例）
図２は、本発明の一実施形態に係る投影装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。具体的には、プロジェクタＰＲは、入力Ｉ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ＰＲＨ１と、投影装置ＰＲＨ２と、記憶装置ＰＲＨ３と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）ＰＲＨ４と、入力装置ＰＲＨ５とをそれぞれ有する。

入力Ｉ／ＦＰＲＨ１は、プロジェクタＰＲに、記録媒体又は外部装置等から、データ又は信号等を入力するインタフェースである。具体的には、入力Ｉ／ＦＰＲＨ１は、コネクタ、ドライバ及び処理ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等である。入力Ｉ／ＦＰＲＨ１によって、画像ＩＭＧを示す画像データＤ１等のデータがプロジェクタＰＲに入力される。

投影装置ＰＲＨ２は、レンズ等の光学部品及び光源等である。また、投影装置ＰＲＨ２は、入力されるデータ又は信号等に基づいて発光して、画像を黒板２等の投影先に投影する。

記憶装置ＰＲＨ３は、データ、プログラム及び設定値等を記憶する。また、記憶装置ＰＲＨ３は、メモリ等の主記憶装置、ハードディスク等の補助記憶装置又はこれらの組み合わせ等である。

ＣＰＵＰＲＨ４は、各種処理及び各種データの加工を行う演算装置並びに各ハードウェア等を制御する制御装置である。なお、ＣＰＵＰＲＨ４は、ＣＰＵＰＲＨ４を補助する演算装置又は制御装置を更に有し、複数の装置で構成されてもよい。

入力装置ＰＲＨ５は、コマンド等による操作及びデータを入力する装置である。具体的には、入力装置ＰＲＨ５は、例えば、スイッチ、キーボード及びマウス等である。

（全体処理例）
図３は、本発明の一実施形態に係る投影装置による全体処理の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ０１では、プロジェクタは、画像データを入力する。以下、画像データがＲＧＢ値である画素値を有し、かつ、画素値は、８ビット（０乃至２５５のいずれかの値である。）である例で説明する。

ステップＳ０２では、プロジェクタは、入力される画像データの色空間を変換する。例えば、ステップＳ０２では、画像データの色空間は、ＲＧＢの色空間からＹＣｂＣｒの色空間に変換される。

具体的には、色空間の変換は、例えば、下記（１）式乃至下記（３）式に基づいて行われる。

Ｙ ＝ ０．２５７Ｒ＋０．５０４Ｇ＋０．０９８Ｂ＋１６ （１）
Ｃｂ＝−０．１４８Ｒ−０．２９１Ｇ＋０．４３９Ｂ＋１２８ （２）
Ｃｒ＝ ０．４３９Ｒ−０．３６８Ｇ−０．０７１Ｂ＋１２８ （３）

なお、上記（１）式による変換によって、算出される「Ｙ」は、いわゆる輝度信号であり、明るさを示す第１パラメータの例である。また、上記（２）式及び上記（３）式による変換によって、それぞれ算出される「Ｃｂ」及び「Ｃｒ」は色差信号で、いわゆる色相及び彩度等に相当する値であり、色に係る情報を示す第２パラメータの例である。

ステップＳ０３では、プロジェクタは、判断値を計算する。即ち、ステップＳ０３では、プロジェクタは、後段の反転を行うか否かの判断に用いられる値を計算する。

ステップＳ０４では、プロジェクタは、判断値に基づいて、反転を行うか否かを判断する。次に、反転を行うと判断されると（ステップＳ０４でＹＥＳ）、プロジェクタは、ステップＳ０５に進む。一方、反転を行わないと判断されると（ステップＳ０４でＮＯ）、プロジェクタは、ステップＳ１０に進む。

また、ステップＳ０４では、プロジェクタは、ステップＳ０３で計算される判断値に基づいて判断する。まず、ステップＳ０３では、判断値は、例えば、上記（１）式で算出される「Ｙ」の標準偏差「σ」等である。即ち、標準偏差「σ」は、画像データが有する画素のそれぞれの「Ｙ」の値に基づいて計算される。この場合には、ステップＳ０４では、プロジェクタは、標準偏差「σ」が所定の閾値（以下「第１閾値」という。）以下であるか否かで、反転を行うか否かを判断する。なお、第１閾値は、あらかじめ設定される値である。また、８ビットである場合には、第１閾値に、例えば、「３０」程度の値が設定されるのが望ましい。

標準偏差「σ」が大きい値となる場合は、画像データが、自然画像を多く含むコンテンツである場合が多い。一方で、標準偏差「σ」が小さい値となる場合は、画像データが、文字等を多く含むコンテンツである場合が多い。したがって、標準偏差「σ」が大きい値である場合には、プロジェクタは、反転を行わないと判断する（ステップＳ０４でＮＯ）。また、標準偏差「σ」が小さい値である場合には、プロジェクタは、反転を行うと判断する（ステップＳ０４でＹＥＳ）。

また、判断値には、「Ｙ」の平均値「ＡＶＧ」が更に用いられるのが望ましい。画像データ、即ち、入力された状態で、黒色の背景に、白色の文字が入力されている場合には、反転させると、かえって見にくい状態になってしまう場合が多い。これに対して、標準偏差「σ」のみを判断値にして判断が行われると、黒色の背景に、白色の文字が入力されている場合であっても、プロジェクタは、反転を行うと判断する（ステップＳ０４でＹＥＳ）場合がある。

一方で、白色の背景である場合には、平均値「ＡＶＧ」が大きい値になりやすい。このため、例えば、プロジェクタは、平均値「ＡＶＧ」が所定の閾値（以下「第２閾値」という。）以上であり、かつ、標準偏差「σ」が第１閾値以下であるか否かで、反転を行うか否かを判断する。つまり、平均値「ＡＶＧ」が第２閾値以上であり、かつ、標準偏差「σ」が第１閾値以下であると、白色の背景に、文字等が入力されている可能性が高いため、プロジェクタは、反転を行うと判断する（ステップＳ０４でＹＥＳ）。なお、第２閾値は、あらかじめ設定される値である。また、８ビットである場合には、第２閾値に、例えば、「１８０」程度の値が設定されるのが望ましい。

また、判断値には、画像データが有する白色を示す画素をカウントした値（以下「白画素数」という。）と、画像データが有する黒色を示す画素をカウントした値（以下「黒画素数」という。）とが更に用いられるのがより望ましい。画像データが文字又は罫線等を多く含む二値画像等であっても、標準偏差「σ」が大きい値となる場合がある。そこで、プロジェクタは、画像データの白画素数と、黒画素数とをそれぞれ算出して、白画素数が黒画素数より多いか否かを更に判断する。そして、白画素数が黒画素数より多い場合には、プロジェクタは、反転を行うと判断する（ステップＳ０４でＹＥＳ）。なお、白色を示す画素は、白色の近傍の色である明るいグレー等を示す画素であってもよい。例えば、８ビットである場合には、白色を示す画素は、画素値が「２５５」の画素に限られず、画素値が「２３０」以上となる画素等であってもよい。また、黒色を示す画素は、黒色の近傍の色である暗いグレー等を示す画素であってもよい。例えば、８ビットである場合には、黒色を示す画素は、画素値が「０」の画素に限られず、画素値が「１５」以下となる画素等であってもよい。

また、判断値には、画像データが有する色数を用いるのも好適であり、色数が所定値より少なく、モノクロに比較的近い場合には反転を行い、所定値より多く、比較的カラフルな場合には反転を行わないようにしてもよい。

このように判断値に基づいて判断が行われると、プロジェクタは、文字等が投影される画像を反転すると精度良く判断できる。一方で、プロジェクタは、写真又はアニメーション等が投影される画像を反転しないと精度良く判断できる。

なお、判断値には、例えば、分散等が用いられてもよい。

また、判断値の算出及び判断は、画像データが有する全画素を用いなくともよい。即ち、例えば、画像データの縦方向及び横方向について、それぞれ１６画素おきにスキャンして、標準偏差「σ」又は平均値「ＡＶＧ」等が計算されてもよい。このように、計算対象が間引かれると、プロジェクタは、判断値を計算する負荷を軽減することができる。

さらに、判断値の算出及び判断は、動画である場合には、全フレームに対して行われなくともよい。

図４は、本発明の一実施形態に係る投影装置によって１６フレームごとに判断値の計算及び判断が行われる例を示す図である。図示するように、判断値の算出及び判断は、例えば、１６フレームごとに行われてもよい。即ち、１６フレームのうち、最初のフレームで判断値の算出及び判断が行われ、後の１５フレームは、最初のフレームでの判断に基づいて反転が行われる。このように、計算対象となるフレームが間引かれると、プロジェクタは、判断値を計算する負荷を軽減することができ、処理の精度が低下するようなこともない。

図３に戻り、ステップＳ０５では、プロジェクタは、第１パラメータを反転させて第３パラメータを計算する。具体的には、反転は、８ビットの場合には、下記（４）式に基づいて行われる。

Ｙ' ＝２５５−Ｙ （４）

上記（４）式における「Ｙ」は、上記（１）式で算出される輝度値等である。これに対して、第３パラメータの例である「Ｙ'」は、上記（４）式が示すように、８ビットの最大値である「２５５」から「Ｙ」を減算すると求まる。

ステップＳ０６では、プロジェクタは、第３パラメータをガンマ補正する。投影先が黒色等であると、反射率は、ホワイトスクリーン等と比較すると、１０分の１程度となる場合が多い。そのため、投影先が黒色等であると、コントラストが低くなる場合が多い。その結果、投影先が黒色等であると、投影された文字等が見にくい場合がある。そこで、第３パラメータをガンマ補正して、明るさが強調されるようにするのが望ましい。例えば、ガンマ補正は、下記（５）式に基づいて行われる。

Ｙ"＝Ｙ'^γ （５）

図５は、本発明の一実施形態に係る投影装置によるガンマ補正の一例を示す図である。上記（５）式に基づくガンマ補正が行われると、上記（４）式に基づく反転によって計算される「Ｙ'」は、図示するように、「Ｙ"」に補正される。このように、ガンマ補正が行われると、明るさを強調でき、プロジェクタは、見やすい画像を投影できる。

なお、ガンマ補正は、ＹＣｂＣｒの色空間又はＨＳＶの色空間等のように、明るさと、色とが分離される色空間で行われるのが望ましい。明るさと、色とが分離されている色空間でガンマ補正が行われると、プロジェクタは、ガンマ補正によって生成される画像の画質を良くすることができる。

また、ガンマ補正が行われた後、反転した画像をより明るく見せるため、あらかじめ設定される所定の定数であるオフセット値が更に各画素値に加算されてもよい。即ち、例えば、下記（６）式で示すように、上記（５）式に基づくガンマ補正によって計算される「Ｙ"」に定数Ｃが加算されてもよい。

Ｙ'''＝Ｙ"＋Ｃ （６）

上記（６）式のように、各画素値が定数Ｃ分だけ加算されると、明るさを示す値がそれぞれ大きくなるため、プロジェクタは、明るい画像を投影することができる。

図３に戻り、ステップＳ０７では、プロジェクタは、第２パラメータをＳ字補正する。具体的には、この例では、プロジェクタは、「Ｃｂ」及び「Ｃｒ」をそれぞれＳ字補正する。なお、Ｓ字補正は、第２パラメータを強調する強調補正の例である。

図６は、本発明の一実施形態に係る投影装置によるＳ字補正の一例を示す図である。図示するように、「Ｃｂ」及び「Ｃｒ」がそれぞれＳ字補正されると、色相を保持したまま、彩度を強調することができる。

ここで、彩度が高い画像が、人には明るく見える視覚特性、いわゆるヘルムホルツ・コールラウシュ効果がある。そのため、黒板等の反射率が低い投影先に画像を投影するのに、第２パラメータがＳ字補正されると、投影された画像が人には明るく見えるため、プロジェクタは、見やすい画像が投影できる。

なお、ガンマ補正及びＳ字補正は、ルックアップテーブル（Ｌｏｏｋ ｕｐ ｔａｂｌｅ）によって実現されるのが望ましい。ガンマ補正及びＳ字補正が行われるのに、ルックアップテーブルが用いられると、プロジェクタは、高速に処理を行うことができる。

図３に戻り、ステップＳ０８では、プロジェクタは、色空間の逆変換を行う。即ち、ステップＳ０８では、プロジェクタは、上記（４）式に基づく反転によって算出される「Ｙ'」と、上記（２）式及び上記（３）式による変換で算出される「Ｃｂ」及び「Ｃｒ」をＲＧＢの色空間に変換する。具体的には、下記（７）式乃至下記（９）式に基づいて逆変換が行われる。なお、上記（５）式によるガンマ補正が行われる場合には、下記（７）式乃至下記（９）式では、「Ｙ"」が逆変換に用いられる。同様に、上記（５）式による加算が行われる場合には、下記（７）式乃至下記（９）式では、「Ｙ'''」が逆変換に用いられる。

Ｒ'＝ １．１６４（Ｙ'''−１６）＋１．５９６（Ｃｒ−１２８） （７）
Ｇ'＝ １．１６４（Ｙ'''−１６）−０．３９１（Ｃｂ−１２８）
−０．８１３（Ｃｒ−１２８) （８）
Ｂ'＝ １．１６４（Ｙ'''−１６）＋２．０１８（Ｃｂ−１２８） （９）

次に、ステップＳ０８では、プロジェクタは、上記（７）式乃至上記（９）式によって算出される「Ｒ'」、「Ｇ'」及び「Ｂ'」をそれぞれ記憶してデータ（以下「反転データ」という。）を生成する。

ステップＳ０９では、プロジェクタは、重み係数「Ｔ」、画像データ及び反転データに基づいて、投影される画像を生成する。即ち、プロジェクタは、時間の経過に伴って、投影される画像を変化させる。具体的には、まず、ステップＳ０９では、プロジェクタは、重み係数「Ｔ」の値を時間の経過に伴って変化させる。例えば、プロジェクタは、重み係数「Ｔ」の初期値を「０」とし、時間の経過に伴って、重み係数「Ｔ」を増加させ、「１」まで変化させる。次に、ステップＳ０９では、プロジェクタは、重み係数「Ｔ」、画像データ及び反転データに基づいて、下記（１０）式を計算する。

（Ｒ_ｔｍｐ,Ｇ_ｔｍｐ,Ｂ_ｔｍｐ）^ｔ＝
（１−Ｔ）×（Ｒ,Ｇ,Ｂ）^ｔ＋Ｔ×（Ｒ',Ｇ',Ｂ'）^ｔ （１０）

なお、上記（１０）式では、「^ｔ」は、転置行列を示す。また、上記（１０）式では、（Ｒ,Ｇ,Ｂ）は、画像データＤ１、即ち、反転される前のＲＧＢ値を示す。さらに、上記（１０）式では、（Ｒ',Ｇ',Ｂ'）は、反転データ、即ち、反転された後のＲＧＢ値を示す。したがって、時間の経過に伴って、反転データに基づく画像の重みが大きくなる。

上記（１０）式のようにすると、プロジェクタは、投影する画像を画像データが示す画像から反転データが示す画像に時間の経過に伴って徐々に変化させることができる。このように、時間の経過に伴って徐々に画像を変化させると、プロジェクタは、視聴者に違和感の少ない画像を見せることができる。また、図７のように、反転された画像としていない画像の重み付け加算を時間の経過に伴って徐々に変化させると、視聴者にとっては徐々に変化するように見えるため、プロジェクタは、視聴者の目の疲れを少なくすることができる。

図３に戻り、ステップＳ１０では、プロジェクタは、画像を投影する。

（処理結果例）
図８は、本発明の一実施形態に係る画像データの一例を示す図である。例えば、図示するような画像を示す画像データが入力される例で説明する。なお、画像データが示す画像には、灰色等で記載された文字（以下「変換前文字」という。）３が入力されるとする。

図９は、本発明の一実施形態に係る投影装置による全体処理における反転の処理結果の一例を示す図である。図９は、図８に示す画像に対して、図３に示す処理のうち、ステップＳ０５の反転が行われた処理結果を示す。図示するように、反転された画像が生成されるため、プロジェクタは、視聴者が見やすい画像を投影できる。

図１０は、本発明の一実施形態に係るガンマ補正及びＳ字補正の処理結果例を示す図である。図１０は、図８に示す画像に対して、図３に示す処理が行われた処理結果を示す。ガンマ補正及びＳ字補正等が行われると、プロジェクタは、図示するように、補正された文字（以下「補正文字」という。）４を投影できる。補正文字４は、図示するように、明りょうに表示される。ゆえに、ガンマ補正及びＳ字補正等が行われると、視聴者による文字の可読性が改善されるため、プロジェクタは、視聴者がより見やすい画像を投影できる。

また、図３に示すステップＳ０４のように、プロジェクタは、判断値に基づいて、反転を行うか否かが判断する。

図１１は、本発明の一実施形態に係る投影装置による全体処理における判断値を用いた判断の処理結果の一例を示す図である。図１１（Ａ）及び図１１（Ｄ）は、それぞれ画像データが示す画像の一例である。図１１（Ａ）のような地図、表又はグラフ等のプレゼンテーション又はドキュメントに用いられる画像は、図１１（Ｂ）に示すヒストグラムのように、画素値が離散的な分布であることが多い。一方、図１１（Ｄ）のような自然画像は、図１１（Ｅ）に示すヒストグラムのように、画素値が連続的な分布であることが多い。

投影先が黒板等である場合には、図１１（Ａ）に示す画像は、図１１（Ｃ）のように、反転されてから投影されると、プロジェクタは、視聴者がより見やすい画像を投影できる。一方、図１１（Ｄ）に示す画像は、図１１（Ｆ）のように、反転されず、コントラスト強調等が行われてから投影されると、プロジェクタは、視聴者がより見やすい画像を投影できる。このように、標準偏差、平均値、白画素数、黒画素数又はこれらを組み合わせた判断値が用いられて反転を行うか否かが判断されると、プロジェクタは、視聴者がより見やすい画像を投影できる。

本発明の優位性を定量的に明らかにするために、主観評価を行った。主観評価は、黒板に対する従来の投影モードを基準として、本発明の投影モードがどのように見えるかの相対比較とした。主観評価の評価尺度を下記（表１）に示す。

基準に対して好適であればプラス側の採点、劣悪であればマイナス側の採点となる。

評価に用いた画像は、表や和文、英文等、黒板への投影が想定されるコンテンツである。

評価項目には、「投影像の視認性」と「投影像の好み」を用いた。

また、本発明に対する比較例として、他機種の黒板モードも併せて主観評価した。

他機種の黒板モードの機能は本発明と異なり、投影像が黒板の色味（深緑系）に偏らず、極力白く投影されるように色補正を行う機能である。

被験者は、正常な視覚を有する男女８名とした。

それらの主観評価結果を図１２に示す。グラフにあるエラーバーは被験者ごとの評価点の標準偏差である。

この結果から、本発明の投影モードは従来よりも視認性、好みともに優れることが明らかになった。

さらに、他機種の黒板モードよりも評価点が高く、本発明の高い優位性が示された。

（機能構成例）
図１３は、本発明の一実施形態に係る投影装置の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。図示するように、プロジェクタＰＲは、入力部ＰＲＦ１と、変換部ＰＲＦ２と、判断部ＰＲＦ３と、反転部ＰＲＦ４と、生成部ＰＲＦ５と、投影部ＰＲＦ６とを備える。

入力部ＰＲＦ１は、画像を示す画像データＤ１を入力する。なお、入力部ＰＲＦ１は、例えば、入力Ｉ／ＦＰＲＨ１（図２）又は入力装置ＰＲＨ５（図２）等によって実現される。

変換部ＰＲＦ２は、画像データＤ１が有する画素値を、明るさを示す「Ｙ」等の第１パラメータＰａｒ１と、色に係る情報を示す「Ｃｂ」及び「Ｃｒ」等の第２パラメータＰａｒ２とにする変換を行う。なお、変換部ＰＲＦ２は、例えば、ＣＰＵＰＲＨ４（図２）等によって実現される。

判断部ＰＲＦ３は、第１パラメータＰａｒ１の反転を行うか否かを判断値等によって判断する。なお、判断部ＰＲＦ３は、例えば、ＣＰＵＰＲＨ４等によって実現される。

反転部ＰＲＦ４は、判断部ＰＲＦ３による判断によって反転を行うと判断されると、第１パラメータＰａｒ１を反転させて第３パラメータＰａｒ３を計算する。なお、反転部ＰＲＦ４は、例えば、ＣＰＵＰＲＨ４等によって実現される。

生成部ＰＲＦ５は、第２パラメータＰａｒ２及び第３パラメータＰａｒ３に基づいて反転データＤ２を生成する。なお、生成部ＰＲＦ５は、例えば、ＣＰＵＰＲＨ４等によって実現される。

投影部ＰＲＦ６は、反転データＤ２に基づいて画像ＩＭＧを投影する。なお、投影部ＰＲＦ６は、例えば、投影装置ＰＲＨ２（図２）等によって実現される。

図１４は、本発明の一実施形態に係る投影装置の一例を示す外観図である。例えば、図示するように、プロジェクタＰＲは、ボタンＢＴＮ等の入力装置を有する。このボタンＢＴＮは、視聴者によって投影先が黒板等であると判断された場合に、視聴者等によって押される。即ち、視聴者は、投影装置ＰＲＨ２の光軸が黒板等に向いている場合には、ボタンＢＴＮを押す操作を行う。

なお、プロジェクタＰＲは、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源ＲＭＰを有してもよい。例えば、光源ＲＭＰは、反転を行っている場合には、点灯する。このような光源ＲＭＰがあると、プロジェクタＰＲは、視聴者に、反転が行われているか否かを分かりやすく表示できる。

このボタンＢＴＮによる操作が入力されると、プロジェクタＰＲは、投影先が黒板等であるか否かがわかる。次に、プロジェクタＰＲは、入力部によって、画像データＤ１（図１３）が入力される。続いて、プロジェクタＰＲは、変換部によって、画像データＤ１が有するＲＧＢの色空間である画素値を「Ｙ」等の第１パラメータと、「Ｃｂ」及び「Ｃｒ」等の第２パラメータとにする変換を行う。即ち、変換部によって、画像データをＲＧＢの色空間からＹＣｂＣｒの色空間にする変換が行われる。

次に、プロジェクタＰＲは、判断部によって、まず、第１パラメータの平均値又は標準偏差等の判断値を計算する。続いて、プロジェクタＰＲは、判断部によって、判断値と、第１閾値又は第２閾値とを比較等して、反転を行うか否かを判断する。

さらに、判断部によって反転を行うと判断されると、プロジェクタＰＲは、反転部によって、第１パラメータを反転させて、「Ｙ'」等の第３パラメータを計算する。さらに、プロジェクタＰＲは、生成部によって、反転部が計算する第３パラメータと、変換部による変換で生成される第２パラメータとに基づいて反転データを生成する。

次に、プロジェクタＰＲは、生成部によって生成される反転データに基づいて、投影部が投影を行うと、視聴者が見やすい画像を投影できる。このようにすると、色の色相が保持されやすい。そのため、例えば、画像データが赤色の文字を示す場合には、反転が行われても赤色の文字に近い色で投影ができるので、プロジェクタＰＲは、視聴者に違和感の少ない画像を投影することができる。さらに、反転された画像が投影できると、黒板にチョーク等を用いて記載された文字等が、プロジェクタＰＲによって投影される画像が有する白色の背景等によって読みにくい状態になるのを少なくできる。

また、ＹＣｂＣｒの色空間において、ガンマ補正、Ｓ字補正及び定数を加算する等の補正が更に行われると、プロジェクタＰＲは、画質の良い画像を投影できる。

さらに、時間の経過に伴って、重み係数を変化させると、プロジェクタＰＲは、重み係数に基づいて、反転を徐々に行うことができる。

（変形例）
色空間は、ＹＣｂＣｒの色空間に変換されるに限られない。色空間は、明るさと、色に係る情報とが分離された他の色空間でもよい。例えば、ＹＵＶ等でもよい。また、色空間は、第１パラメータに、明度値を示す値が用いられるＨＳＶの色空間等でもよい。

なお、本発明の一実施形態に係る処理の全部又は一部は、Ｃ言語並びにＪａｖａ（登録商標）等の低水準言語、高水準言語又はこれらの組み合わせで記述されたコンピュータに各種処理を実行させるためのプログラムによって実現されてもよい。即ち、プログラムは、情報処理装置又は１以上の情報処理装置等を有する情報処理システム等のコンピュータに各処理を実行させるためのコンピュータプログラムである。

また、プログラムは、ＲＯＭ又はＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記憶して頒布することができる。さらに、記録媒体は、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ブルーレイディスク等の光学メディア、ＳＤ（登録商標）カード又はＭＯ等でもよい。さらにまた、プログラムは、電気通信回線を通じて頒布することができる。

さらに、本発明の一実施形態に係る処理は、投影装置と、１以上の情報処理装置とを有する投影システムによって実現されてもよい。即ち、ネットワーク等によって接続される１以上の情報処理装置が、本発明の一実施形態に係る処理における計算及び変換等を分散、並列、又は冗長して、それぞれの処理を行ってもよい。

以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。

ＰＲ プロジェクタ
ＩＭＧ 画像
１ 視聴者
２ 黒板
Ｄ１ 画像データ
Ｄ２ 反転データ
Ｐａｒ１ 第１パラメータ
Ｐａｒ２ 第２パラメータ
Ｐａｒ３ 第３パラメータ

特開２００５−２０８０９２号公報

Claims (7)

1. 画像を投影する投影装置であって、
   前記画像を示す画像データを入力する入力部と、
   前記画像データが有する画素値を、明るさを示す第１パラメータと、色に係る情報を示す第２パラメータとにする変換を行う変換部と、
   前記第１パラメータの反転を行うか否かを判断する判断部と、
   前記判断によって反転を行うと判断されると、前記第１パラメータを反転させて第３パラメータを計算する反転部と、
   前記第２パラメータ及び前記第３パラメータに基づいて反転データを生成する生成部と、
   前記反転データに基づいて前記画像を投影する投影部と
   を備え、
   前記画像の画像全体を計算の範囲とし、
   前記判断部は、
   前記第１パラメータの分散、若しくは、標準偏差を計算して前記分散、若しくは、前記標準偏差が第１閾値以下であると、前記反転を行うと判断する、
   前記第１パラメータの平均値を更に計算して前記平均値が第２閾値以上であると、前記反転を行うと判断する、
   又は、
   前記画像データが有する白色を示す画素をカウントした白画素数と、前記画像データが有する黒色を示す画素をカウントした黒画素数とをそれぞれ算出して前記白画素数が前記黒画素数より多いと、前記反転を行うと判断する
   投影装置。
2. 前記第１パラメータは、輝度値又は明度値を示す値である請求項１に記載の投影装置。
3. 時間の経過に伴って重み係数を変化させ、
   前記投影部は、１から前記重み係数を減算した値を前記画像データに適用し、かつ、前記重み係数を前記反転データに適用して前記画像を投影する請求項１又は２に記載の投影装置。
4. 明るさと、色に係る情報とが分離される色空間において、前記第３パラメータを投影先が黒色の場合、低階調側の明るさを強調するようなガンマ特性でガンマ補正し、かつ、前記第２パラメータを強調するように補正する強調補正を行う請求項１乃至３のいずれか一項に記載の投影装置。
5. 前記ガンマ補正された第３パラメータに所定の値を加算する請求項４に記載の投影装置。
6. 画像を投影する投影装置と、前記投影装置に接続される１以上の情報処理装置とを有する投影システムであって、
   前記画像を示す画像データを入力する入力部と、
   前記画像データが有する画素値を、明るさを示す第１パラメータと、色に係る情報を示す第２パラメータとにする変換を行う変換部と、
   前記第１パラメータの反転を行うか否かを判断する判断部と、
   前記判断によって反転を行うと判断されると、前記第１パラメータを反転させて第３パラメータを計算する反転部と、
   前記第２パラメータ及び前記第３パラメータに基づいて反転データを生成する生成部と、
   前記反転データに基づいて前記画像を投影する投影部と
   を備え、
   前記画像の画像全体を計算の範囲とし、
   前記判断部は、
   前記第１パラメータの分散、若しくは、標準偏差を計算して前記分散、若しくは、前記標準偏差が第１閾値以下であると、前記反転を行うと判断する、
   前記第１パラメータの平均値を更に計算して前記平均値が第２閾値以上であると、前記反転を行うと判断する、
   又は、
   前記画像データが有する白色を示す画素をカウントした白画素数と、前記画像データが有する黒色を示す画素をカウントした黒画素数とをそれぞれ算出して前記白画素数が前記黒画素数より多いと、前記反転を行うと判断する
   投影システム。
7. 画像の投影をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
   前記コンピュータが、前記画像を示す画像データを入力する入力手順と、
   前記コンピュータが、前記画像データが有する画素値を、明るさを示す第１パラメータと、色に係る情報を示す第２パラメータとにする変換を行う変換手順と、
   前記コンピュータが、前記第１パラメータの反転を行うか否かを判断する判断手順と、
   前記コンピュータが、前記判断によって反転を行うと判断されると、前記第１パラメータを反転させて第３パラメータを計算する反転手順と、
   前記コンピュータが、前記第２パラメータ及び前記第３パラメータに基づいて反転データを生成する生成手順と、
   前記コンピュータが、前記反転データに基づいて前記画像を投影する投影手順と
   をコンピュータに実行させ、
   前記画像の画像全体を計算の範囲とし、
   前記判断手順では、
   前記第１パラメータの分散、若しくは、標準偏差が計算されて前記分散、若しくは、前記標準偏差が第１閾値以下であると、前記反転を行うと判断する、
   前記第１パラメータの平均値が更に計算されて前記平均値が第２閾値以上であると、前記反転を行うと判断する、
   又は、
   前記画像データが有する白色を示す画素をカウントした白画素数と、前記画像データが有する黒色を示す画素をカウントした黒画素数とをそれぞれ算出して前記白画素数が前記黒画素数より多いと、前記反転を行うと判断する
   プログラム。