KR100602622B1 - 화상 처리 시스템, 프로젝터, 정보 기억 매체 및 화상처리 방법 - Google Patents

화상 처리 시스템, 프로젝터, 정보 기억 매체 및 화상처리 방법 Download PDF

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요네노구니오
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

백색 화상과 흑색 화상을 투사하는 화상 투사부(190), 노출 조정 기능을 갖고 있고, 백색 화상을 촬상해서 제1 촬상 정보를 생성하고, 흑색 화상을 촬상해서 제2 촬상 정보를 생성하는 센서(60), 백색 화상의 촬상시에는 자동 노출 설정으로 촬상하고, 흑색 화상의 촬상시에는 백색 화상 촬상시의 노출 설정으로 촬상하도록 센서(60)의 노출을 제어하는 촬상 조건 설정부(186), 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여 차이 정보를 생성하는 차이 정보 생성부(152), 및 당해 차이 정보에 기초하여 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점을 검출하는 말단점 검출부(154)를 포함해서 프로젝터를 구성한다.
화상, 왜곡, 사다리꼴, 보정, 캘리브레이션, 센서, 프로젝터

Description

화상 처리 시스템, 프로젝터, 정보 기억 매체 및 화상 처리 방법{IMAGE PROCESSING SYSTEM, PROJECTOR, INFORMATION STORAGE MEDIUM AND IMAGE PROCESSING METHOD}
도1은 제1 실시예에서의 화상 투사 상황을 도시한 개략도.
도2는 제1 실시예에서의 촬상 영역의 모식도.
도3은 제1 실시예에서의 프로젝터의 기능 블록도.
도4는 제1 실시예에서의 프로젝터의 하드웨어 블록도.
도5는 제1 실시예에서의 말단점 검출 처리의 흐름을 도시한 플로우차트.
도6은 제1 실시예에서의 전처리용 화소 블록의 모식도.
도7은 제1 실시예에서의 화소 블록의 모식도.
도8은 도7의 AA 부분을 확대한 화소 블록의 모식도.
도9는 제2 실시예에서의 화상 투사 상황을 도시한 개략도.
도10은 제2 실시예에서의 프로젝터의 기능 블록도.
도11은 제2 실시예에서의 투사 영역의 위치 검출 처리의 흐름을 도시한 플로우차트.
도12a는 제1 캘리브레이션 화상의 모식도이고, 도12b는 제2 캘리브레이션 화 상의 모식도.
도13은 제2 실시예에서의 중앙 기준 위치를 검출할 때의 제1 단계의 검색 방법을 도시한 모식도.
도14는 제2 실시예에서의 중앙 기준 위치를 검출할 때의 제2 단계의 검색 방법을 도시한 모식도.
도15는 제2 실시예에서의 주변 기준 위치를 검출할 때의 제1 단계의 검색 방법을 도시한 모식도.
도16은 제2 실시예에서의 주변 기준 위치를 검출할 때의 제2 단계의 검색 방법을 도시한 모식도.
도17은 제2 실시예에서의 근사 직선을 설정할 때의 제1 단계를 도시한 모식도.
도18은 제2 실시예에서의 근사 직선을 설정할 때의 제2 단계를 도시한 모식도.
도19는 제3 실시예에서의 프로젝터의 기능 블록도.
도20은 제3 실시예에서의 주변 기준 위치를 검출할 때의 제1 단계의 검색 방법을 도시한 모식도.
도21은 제3 실시예에서의 주변 기준 위치를 검출할 때의 제2 단계의 검색 방법을 도시한 모식도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
20: 프로젝터 60: 센서(촬상 수단)
151: 중앙 기준 위치 검출부 152: 차이 정보 생성부
153: 주변 기준 위치 검출부 154: 말단점 검출부
15: 투사 영역 정보 생성부 156: 화소 블록 화상 정보 생성부
184: 촬상 정보 기억부 186: 촬상 조건 설정부(촬상 수단)
190: 화상 투사부 900: 정보 기억 매체
본 발명은, 촬상 정보에 기초하여 투사 영역의 말단점을 검출하는 화상 처리 시스템, 프로젝터, 정보 기억 매체 및 화상 처리 방법에 관한 것이다.
예를 들면, 프로젝터를 이용해서 스크린에 화상을 투사하는 경우, 투사 화상에 소위 키스톤 왜곡이 발생하는 경우가 있다. 키스톤 왜곡 등을 보정하는 방법으로서, 스크린에 형성되는 투사 영역을 카메라로 촬상하고, 당해 촬상 정보에 기초하여 투사 영역의 형상을 판별해서 키스톤 왜곡을 보정하는 방법이 있다.
예를 들면, 일본 특허 공개 2003-108109호 공보에서는, 2개의 상이한 캘리브레이션 화상을 투사하고, 이들 캘리브레이션 화상을 각각 촬상하고, 2개의 촬상 정보의 차이에 기초하여 투사 영역을 판별하는 화상 처리 시스템이 개시되어 있다.
그러나, 일본 특허 공개 2003-108109호 공보에서는, 촬상시의 촬상 수단의 노출을 어떻게 설정하는가에 대해서는 전혀 개시되어 있지 않다.
또한, 카메라 부착 프로젝터의 경우, 당해 카메라의 노출 설정은 외부광의 영향을 받지 않는 이상적인 사용 환경에서의 설정으로 고정되어 있다.
그러나, 실제의 사용 환경에서는 외부광의 영향을 받는 경우도 있고, 화상의 왜곡을 정확하게 보정하기 위해서는, 이러한 경우에서도, 프로젝터는 정확한 촬상 정보를 획득하여 투사 영역을 정확하게 판정할 필요가 있다. 또한, 투사 거리가 먼 경우나 스크린의 반사율이 낮은 경우, 투사 화상이 어두워져 카메라가 정밀하게 촬상하는 것이 곤란하게 되는 경우가 있다.
또한, 실제의 사용 환경에서는, 프로젝터의 설치 장소의 제약 등의 이유에 의해, 투사 화상의 일부가 스크린의 외부로 표시되는 경우도 있다. 이러한 경우에서도 적절하게 투사 화상의 위치 등을 조정하는 프로젝터 등이 필요로 된다.
본 발명은 상기의 과제를 감안해서 이루어진 것으로서, 그 목적은 촬상 정보에 기초하여 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점을 보다 정확하게 검출할 수 있는 화상 처리 시스템, 프로젝터, 정보 기억 매체, 및 화상 처리 방법을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관한 화상 처리 시스템 및 프로젝터는,
제1 및 제2 캘리브레이션 화상을 각각 상이한 시점에서 투사하는 화상 투사 수단,
노출 조정 기능을 갖고 있고, 투사된 각 캘리브레이션 화상을 촬상해서 제1 및 제2 촬상 정보를 생성하는 촬상 수단,
상기 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여, 각 캘리브레이션 화상의 상기 촬상 수단의 촬상 영역에 있어서, 대응하는 화소마다 소정 화상 신호값의 차이를 나타내는 차이 정보를 생성하는 차이 정보 생성 수단, 및
당해 차이 정보를 검색 대상으로 하여 상기 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점을 검출하는 말단점 검출 수단
을 포함하고,
상기 촬상 수단은, 상기 제1 캘리브레이션 화상의 투사시에 자동 노출로 당해 캘리브레이션 화상을 촬상하고, 상기 제2 캘리브레이션 화상의 투사시에 상기 자동 노출로 결정된 노출의 상태에서 당해 캘리브레이션 화상을 촬상하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 관한 정보 기억 매체는,
컴퓨터에 의해 판독가능한 프로그램을 기억한 정보 기억 매체로서,
제1 및 제2 캘리브레이션 화상을 각각 상이한 시점에서 투사하는 화상 투사 수단;
노출 조정 기능을 갖고 있고, 투사된 각 캘리브레이션 화상을 촬상해서 제1 및 제2 촬상 정보를 생성하는 촬상 수단;
상기 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여 각 캘리브레이션 화상의 상기 촬상 수단의 촬상 영역에 있어서, 대응하는 화소마다 소정 화상 신호값의 차이를 나타내는 차이 정보를 생성하는 차이 정보 생성 수단; 및
당해 차이 정보를 검색 대상으로 하여 상기 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점을 검출하는 말단점 검출 수단
으로서 컴퓨터를 기능시키기 위한 프로그램을 기억하고,
상기 촬상 수단은, 상기 제1 캘리브레이션 화상의 투사시에 자동 노출로 당해 캘리브레이션 화상을 촬상하고, 상기 제2 캘리브레이션 화상의 투사시에 상기 자동 노출로 결정된 노출의 상태에서 당해 캘리브레이션 화상을 촬상하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 관한 화상 처리 방법은,
제1 캘리브레이션 화상을 투사하고,
투사한 제1 캘리브레이션 화상을 자동 노출 설정으로 촬상해서 제1 촬상 정보를 생성하고,
제2 캘리브레이션 화상을 투사하고,
투사한 제2 캘리브레이션 화상을 상기 제1 캘리브레이션 화상의 촬상시의 노출로 촬상해서 제2 촬상 정보를 생성하고,
상기 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여, 촬상 영역에 있어서 대응하는 화소마다 소정 화상 신호값의 차이를 나타내는 차이 정보를 생성하고,
당해 차이 정보를 검색 대상으로 하여, 상기 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점을 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 화상 처리 시스템 등은 일단 자동 노출 설정으로 제1 캘리브레이션 화상을 촬상해서 제1 촬상 정보를 생성함으로써, 적용 환경에 적합한 노출로 제1 촬상 정보를 생성할 수 있다. 또한, 화상 처리 시스템 등은 제1 캘리브레이션 화상의 촬상시의 노출로 제2 캘리브레이션 화상을 촬상해서 제2 촬상 정보를 생성함으로써, 차이 정보의 생성에 적합한 노출로 제2 촬상 정보를 생성할 수 있다.
또한, 화상 처리 시스템 등은, 당해 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점을 검출함으로써, 촬상 영역에서의 투사 영역을 보다 정확하게 판별할 수 있다.
또한, 상기 차이로서는, 예를 들면, 차분값, 비율 등이 해당한다.
또한, 본 발명에 관한 화상 처리 시스템 및 프로젝터는,
제1 및 제2 캘리브레이션 화상을 각각 상이한 시점에서 투사하는 화상 투사 수단,
노출 조정 기능을 갖고 있고, 투사된 각 캘리브레이션 화상을 촬상해서 제1 및 제2 촬상 정보를 생성하는 촬상 수단,
상기 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여 상기 촬상 수단의 촬상 영역에서의 소정 화소 영역을 다수의 화소로 구성되는 화소 블록으로 구분하고, 당해 화소 블록을 구성하는 화소의 소정 화상 신호값의 평균값 또는 합계값, 또는 당해 화소 블록에서의 대표 화소의 소정 화상 신호값을 나타내는 제1 및 제2 화소 블록 전처리(前處理) 정보를 생성하는 것과 함께, 상기 제1 화소 블록 전처리 정보와 상기 제2 화소 블록 전처리 정보의 차이에 기초하여, 상기 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점의 기준이 되는 화소 영역을 설정하고, 상기 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여 당해 화소 영역 근방의 화소마다 상기 소정 화상 신호값의 차이를 나타내는 차이 정보를 생성하는 차이 정보 생성 수단; 및
당해 차이 정보를 검색 대상으로 하여 상기 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점을 검출하는 말단점 검출 수단;
을 포함하고,
상기 촬상 수단은 상기 제1 캘리브레이션 화상의 투사시에 자동 노출로 당해 캘리브레이션 화상을 촬상하고, 상기 제2 캘리브레이션 화상의 투사시에 상기 자동 노출로 결정된 노출 상태로 당해 캘리브레이션 화상을 촬상하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 관한 정보 기억 매체는,
컴퓨터에 의해 판독가능한 프로그램을 기억한 정보 기억 매체로서,
제1 및 제2 캘리브레이션 화상을 각각 상이한 시점에서 투사하는 화상 투사 수단,
노출 조정 기능을 갖고 있고, 투사된 각 캘리브레이션 화상을 촬상해서 제1 및 제2 촬상 정보를 생성하는 촬상 수단,
상기 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여, 상기 촬상 수단의 촬상 영역에서의 소정 화소 영역을 다수의 화소로 구성되는 화소 블록으로 구분하고, 당해 화소 블록을 구성하는 화소의 소정 화상 신호값의 평균값 또는 합계값, 또는 당해 화소 블록에서의 대표 화소의 소정 화상 신호값을 나타내는 제1 및 제2 화소 블록 전처리 정보를 생성하는 것과 함께, 상기 제1 화소 블록 전처리 정보와 상기 제2 화소 블록 전처리 정보의 차이에 기초하여, 상기 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점의 기준이 되는 화소 영역을 설정하고, 상기 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여 당해 화소 영역 근방의 화소마다 상기 소정 화상 신호값의 차이를 나타내는 차이 정보를 생성하는 차이 정보 생성 수단, 및
당해 차이 정보를 검색 대상으로 하여, 상기 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점을 검출하는 검출 수단
으로서 컴퓨터를 기능시키기 위한 프로그램을 기억하고,
상기 촬상 수단은, 상기 제1 캘리브레이션 화상의 투사시에 자동 노출로 당해 캘리브레이션 화상을 촬상하고, 상기 제2 캘리브레이션 화상의 투사시에 상기 자동 노출로 결정된 노출 상태로 당해 캘리브레이션 화상을 촬상하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 관한 화상 처리 방법은,
제1 캘리브레이션 화상을 투사하고,
투사한 제1 캘리브레이션 화상을 자동 노출 설정으로 촬상해서 제1 촬상 정 보를 생성하고,
제2 캘리브레이션 화상을 투사하고,
투사한 제2 캘리브레이션 화상을 상기 제1 캘리브레이션 화상의 촬상시의 노출로 촬상해서 제2 촬상 정보를 생성하고,
상기 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여 촬상 영역에서의 소정 화소 영역을 다수 화소로 구성되는 화소 블록으로 구분하고,
당해 화소 블록을 구성하는 화소의 소정 화상 신호값의 평균값 또는 합계값, 또는 당해 화소 블록에서의 대표 화소의 소정 화상 신호값을 나타내는 제1 및 제2 화소 블록 전처리 정보를 생성하고,
상기 제1 화소 블록 전처리 정보와 제2 화소 전처리 블록 정보의 차이에 기초하여, 상기 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점의 기준이 되는 화소 영역을 설정하고,
상기 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여 당해 화소 영역 근방의 화소마다 상기 소정 화상 신호값의 차이를 나타내는 차이 정보를 생성하고,
당해 차이 정보를 검색 대상으로 하여 상기 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점을 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 화상 처리 시스템 등은 일단 자동 노출 설정으로 제1 캘리브레이션 화상을 촬상해서 제1 촬상 정보를 생성함으로써, 적용 환경에 적합한 노출로 제1 촬상 정보를 생성할 수 있다. 또한, 화상 처리 시스템 등은, 제1 캘리브레이션 화상의 촬상시의 노출로 제2 캘리브레이션 화상을 촬상해서 제2 촬상 정 보를 생성함으로써, 차이 정보의 생성에 적합한 노출로 제2 촬상 정보를 생성할 수 있다.
또한, 화상 처리 시스템 등은, 당해 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점을 검출함으로써, 촬상 영역에서의 투사 영역을 보다 정확하게 판별할 수 있다.
특히, 본 발명에 의하면, 화상 처리 시스템 등은 말단점의 기준이 되는 화소 영역을 설정한 후 그 근방의 화소를 검색 대상으로 하여 화소마다 차이를 검색 함으로써, 보다 단시간에 원하는 말단점을 검출할 수 있다.
또한, 상기 화상 처리 시스템, 상기 프로젝터 및 상기 정보 기억 매체에 있어서, 상기 화상 투사 수단은 상기 제1 캘리브레이션 화상으로서 백색의 단일색 캘리브레이션 화상을 투사하는 것과 함께, 상기 제2 캘리브레이션 화상으로서 흑색의 단일색 캘리브레이션 화상을 투사해도 좋다.
또한, 상기 화상 처리 방법에 있어서, 상기 제1 캘리브레이션 화상은 백색의 단일색 캘리브레이션 화상이고, 상기 제2 캘리브레이션 화상은 흑색의 단일색 캘리브레이션 화상이어도 좋다.
이에 의하면, 화상 처리 시스템 등은 백색의 캘리브레이션 화상의 촬상시에 자동 노출로 촬상함으로써 외부광의 영향을 받는 경우, 투사 거리가 지나치게 멀거나 스크린의 반사율이 지나치게 낮아서 투사광의 반사광이 지나치게 약한 경우, 투사 거리가 너무 가깝거나 스크린의 반사율이 지나치게 높아서 투사광의 반사광이 지나치게 강한 경우 중 어느 하나의 경우에서도, 고정 노출로 촬상하는 경우와 비 교하여 카메라의 다이나믹 레인지를 유효하게 활용해서 촬상할 수 있다.
또한, 화상 처리 시스템 등은 흑색의 캘리브레이션 화상의 촬상시에, 백색의 캘리브레이션 화상 촬상시의 노출로 촬상함으로써, 백색의 촬상 정보와 흑색의 촬상 정보의 차이를 판정할 때, 차이를 보다 명확하게 판정할 수 있다. 이에 의해, 화상 처리 시스템 등은 보다 정확하게 화상 투사 영역을 판별할 수 있다.
또한, 상기 화상 처리 시스템, 상기 프로젝터 및 상기 정보 기억 매체에 있어서, 상기 차이 정보 생성 수단은 상기 차이 정보로서, 상기 제1 촬상 정보로 표시되는 제1 촬상 화상과 상기 제2 촬상 정보로 표시되는 제2 촬상 화상의 차분 화상을 생성하고,
당해 차분 화상은, 당해 차분 화상의 중앙 부근에 위치하는 중앙 블록 영역과, 당해 중앙 블록 영역의 주변에 위치하는 주변 블록 영역과, 상기 중앙 블록 영역 및 상기 주변 블록 영역 이외의 배경 영역으로 구성되고,
상기 중앙 블록 영역 및 상기 주변 블록 영역에서의 각 화소와 상기 배경 영역에서의 각 화소는 상이한 밝기 지표값을 가져도 좋다.
또한, 상기 화상 처리 방법에 있어서, 상기 차이 정보로서, 상기 제1 촬상 정보로 표시되는 제1 촬상 화상과 상기 제2 촬상 정보로 표시되는 제2 촬상 화상의 차분 화상을 생성하고,
당해 차분 화상은 당해 차분 화상의 중앙 부근에 위치하는 중앙 블록 영역과, 당해 중앙 블록 영역의 주변에 위치하는 주변 블록 영역과, 상기 중앙 블록 영역 및 상기 주변 블록 영역 이외의 배경 영역으로 구성되고,
상기 중앙 블록 영역 및 상기 주변 블록 영역에서의 각 화소와 상기 배경 영역에서의 각 화소는 상이한 밝기 지표값을 가져도 좋다.
또한, 상기 화상 처리 시스템, 상기 프로젝터 및 상기 정보 기억 매체에 있어서, 상기 말단점 검출 수단은,
상기 차분 화상에 기초하여, 상기 촬상 수단의 촬상 영역에서의 상기 중앙 블록 영역의 다수의 중앙 기준 위치를 검출하는 중앙 기준 위치 검출 수단,
상기 중앙 기준 위치에 기초하여, 상기 촬상 영역에서의 상기 주변 블록 영역의 다수의 주변 기준 위치를 검출하는 주변 기준 위치 검출 수단, 및
상기 중앙 기준 위치와 상기 주변 기준 위치에 기초하여, 상기 투사 영역의 말단점을 나타내는 투사 영역 정보를 생성하는 투사 영역 정보 생성 수단을 포함해도 좋다.
또한, 상기 화상 처리 방법에 있어서,
상기 차분 화상에 기초하여, 촬상 영역에서의 상기 중앙 블록 영역의 다수의 중앙 기준 위치를 검출하고,
상기 중앙 기준 위치에 기초하여, 상기 촬상 영역에서의 상기 주변 블록 영역의 다수의 주변 기준 위치를 검출하고,
상기 중앙 기준 위치와 상기 주변 기준 위치에 기초하여, 상기 투사 영역의 말단점을 나타내는 투사 영역 정보를 생성해도 좋다.
이에 의하면, 화상 처리 시스템 등은 투사 화상에 해당하는 투사 영역보다도 작은 중앙 블록 영역의 중앙 기준 위치를 검출함으로써, 투사 화상의 일부가 투사 대상물의 외부로 표시되는 경우에서도, 중앙 기준 위치에 기초하여 투사 영역의 말단점을 정확하게 검출할 수 있다.
특히, 이에 의하면, 화상 처리 시스템 등은 중앙 기준 위치뿐 만 아니라 그 주변에 위치하는 주변 블록 영역의 주변 기준 위치에 기초하여 투사 영역의 말단점을 판정할 수 있기 때문에, 보다 높은 정밀도로 투사 영역의 말단점을 검출할 수 있다.
또한, 상기 화상 처리 시스템 등은, 예를 들면, 상기 제1 캘리브레이션 화상으로서 단일색의 화상을 채용하고, 상기 제2 캘리브레이션 화상으로서 화상의 중앙 부근에 위치하는 중앙 블록 영역과, 당해 중앙 블록 영역의 주변에 위치하는 주변블록 영역과, 상기 중앙 블록 영역 및 상기 주변 블록 영역 이외의 배경 영역으로 구성되고, 상기 중앙 블록 영역 및 상기 주변 블록 영역에서의 각 화소와 상기 배경 영역에서의 각 화소는 상이한 지표값을 갖는 화상을 채용해도 좋다.
또한, 상기 화상 처리 시스템, 상기 프로젝터 및 상기 정보 기억 매체에 있어서, 상기 투사 영역 정보 생성 수단은, 상기 중앙 기준 위치와 상기 주변 기준 위치에 기초하여 다수의 근사 직선 또는 근사 곡선을 설정하고, 상기 중앙 블록 영역 및 상기 주변 블록 영역의 형상 또는 배치를 판정함으로써, 상기 투사 영역 정보를 생성해도 좋다.
또한, 상기 화상 처리 방법에 있어서, 상기 중앙 기준 위치와 상기 주변 기준 위치에 기초하여 다수의 근사 직선 또는 근사 곡선을 설정하고, 상기 중앙 블록 영역 및 상기 주변 블록 영역의 형상 또는 배치를 판정함으로써, 상기 투사 영역 정보를 생성해도 좋다.
또한, 상기 화상 처리 시스템, 상기 프로젝터 및 상기 정보 기억 매체에 있어서, 상기 투사 영역 및 상기 중앙 블록 영역은 구형(矩形)의 영역이고, 상기 투사 영역 정보 생성 수단은 상기 다수의 근사 직선의 교점 또는 상기 다수의 근사 곡선의 교점을 검출함으로써, 상기 중앙 블록 영역의 4개 모서리의 위치를 판정하고, 당해 4개 모서리의 위치에 기초하여 상기 투사 영역의 4개 모서리의 위치를 나타내는 상기 투사 영역 정보를 생성해도 좋다.
또한, 상기 화상 처리 방법에 있어서, 상기 투사 영역 및 상기 중앙 블록 영역은 구형의 영역이고, 상기 다수의 근사 직선의 교점 또는 상기 다수의 근사 곡선의 교점을 검출함으로써 상기 중앙 블록 영역의 4개 모서리의 위치를 판정하고, 당해 4개 모서리의 위치에 기초하여 상기 투사 영역의 4개 모서리의 위치를 나타내는 상기 투상 영역 정보를 생성해도 좋다.
이에 의하면, 화상 처리 시스템 등은 중앙 블록 영역의 4개 모서리의 위치에 기초하여 투사 영역의 4개 모서리의 위치를 판정할 수 있기 때문에, 보다 적은 처리로 투사 영역의 4개 모서리의 위치를 판정할 수 있다.
(실시예)
이하, 본 발명을 화상 처리 시스템을 갖는 프로젝터에 적용한 경우를 예로 들어, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 실시예는 특허청구범위에 기재된 발명의 내용을 어떠한 한정을 하는 것도 아니다. 또한, 이하의 실시예에 나타내는 구성 모두가, 특허청구범위에 기재된 발명의 해결 수단으로서 필수적인 것으로 한정되지는 않는다.
이하, 제1 실시예로서 화소 블록을 이용해서 투사 영역의 말단점을 검출하는 방법에 대해서 설명하고, 제2 실시예로서 패턴 화상을 이용해서 투사 영역의 말단점을 검출하는 방법에 대해서 설명한다.
(제1 실시예)
도1은 제1 실시예에서의 화상 투사 상황을 도시한 개략도이다.
프로젝터(20)는 투사 대상물의 일종인 스크린(10)을 향해서 화상을 투사한다. 이에 의해, 스크린(10)에는 투사 영역(12)이 형성된다.
본 실시예에서, 프로젝터(20)는 노출 조정 기능을 갖고 있는 촬상 수단을 이용해서 투사 영역(12)의 촬상 정보를 생성하고, 당해 촬상 정보에 기초하여 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점을 검출하고, 각종 화상 처리를 수행한다.
이러한 처리를 수행하기 위해서, 본 실시예의 프로젝터(20)는 촬상 수단인 센서(60)를 갖는다. 센서(60)는 투사 영역(12)을 포함하는 영역을 촬상면(촬상 영역)을 통해 촬상하고, 촬상 정보를 생성한다.
도2는 제1 실시예에서의 촬상 영역(210)의 모식도이다.
촬상 영역(210)은 상기 촬상면에서의 영역이고, 도2에 있어서, 소정 화소수의 구형상(矩形狀)의 영역(ABCD)이다. 또한, 촬상 영역(210)에서의 실제로 투사된 화상의 형상을 나타내는 투사 영역(220)은 IJKL의 4개의 점으로 둘러싸인 영역이 다.
이와 같이, 예를 들면, 프로젝터(20)의 투사광의 광축과 센서(60)의 광축, 또한 스크린(10)의 각도에 의해 투사 영역(220)의 형상은 변화한다. 또한, 예를 들면, 프로젝터(20)가 동일한 투사광을 투사하고 있는 경우에서도, 외부광(80)의 영향이나 스크린(10)의 반사율, 투사 거리에 의해 스크린(10)으로부터의 반사광(투사광의 반사광)은 변화한다.
본 실시예에서, 프로젝터(20)는 백색의 단일색 캘리브레이션 화상(이하, 완전 백색 화상이라고 함)과 흑색의 단일색 캘리브레이션 화상(이하, 완전 흑색 화상이라고 함)을 투사한다.
그리고, 센서(60)는 자동 노출로 완전 백색 화상을 촬상하고, 완전 백색 화상의 촬상시에 결정된 노출로 완전 흑색 화상을 촬상한다.
센서(60)는 자동 노출로 완전 백색 화상을 촬상함으로써, 외부광(80)의 스크린(10) 상의 투사 영역(12)에 대한 영향, 투사 거리나 스크린(10)의 반사율의 차이에 의한 반사광의 강약에 따라서 적절한 노출로 화상을 촬상할 수 있다. 또한, 센서(60)는 완전 백색 화상과 같은 노출로 완전 흑색 화상을 촬상함으로써, 완전 백색 화상과 완전 흑색 화상의 하나의 화소마다 차분값을 나타내는 차이 정보를 생성하는 경우에 적절한 차이 정보를 생성할 수 있다.
그리고, 프로젝터(20)는 당해 차이 정보에 기초한 화상 처리를 수행함으로써, 촬상 영역(210)에서의 투사 영역(220)의 말단점을 보다 정확하게 검출할 수 있다.
다음에, 이러한 기능을 실장하기 위한 프로젝터(20)의 기능 블록에 대해서 설명한다.
도3은 제1 실시예에서의 프로젝터(20)의 기능 블록도이다.
프로젝터(20)는 PC(Personal Computer) 등으로부터의 아날로그 RGB 신호(R1,G1,B1)를 디지털 RGB 신호(R2,G2,B2)로 변환하는 입력 신호 처리부(110), 화상의 색과 밝기를 보정하기 위해서, 당해 디지털 RGB 신호(R2,G2,B2)를 디지털 RGB 신호(R3,G3,B3)로 변환하는 색 변환부(120), 색 얼룩을 보정하기 위해서, 당해 디지털 RGB 신호(R3,G3,B3)를 디지탈 RGB 신호(R4,G4,B4)로 변환하는 색 얼룩 보정부(130), 당해 디지털 RGB 신호(R4,G4,B4)를 아날로그 RGB 신호(R5,G5,B5)로 변환하는 출력 신호 처리부(140), 및 당해 아날로그 RGB 신호에 기초하여 화상을 투사하는 화상 투사부(190)를 포함해서 구성되어 있다.
또한, 화상 투사부(190)는 공간 광 변조기(192), 공간 광 변조기(192)를 구동하는 구동부(194), 광원(196), 및 렌즈(198)를 포함해서 구성되어 있다. 구동부(194)는 출력 신호 처리부(140)로부터의 화상 신호에 기초하여 공간 광 변조기(192)를 구동한다. 그리고, 화상 투사부(190)는 광원(196)으로부터의 빛을 공간 광 변조기(192) 및 렌즈(198)를 통해 투사한다.
또한, 프로젝터(20)는 완전 백색 화상 및 완전 흑색 화상을 표시하기 위한 화상 정보(RGB 신호)를 생성하는 캘리브레이션 정보 생성부(172), 노출 조정 기능을 갖고 있고, 완전 백색 화상의 촬상 정보(제1 촬상 정보) 및 완전 흑색 화상의 촬상 정보(제2 촬상 정보)를 생성하는 센서(60), 센서(60)의 노출 설정을 수행하는 촬상 조건 설정부(186), 및 센서(60)로부터의 제1 및 제2 촬상 정보 등을 일시적으로 기억하는 촬상 정보 기억부(184)를 포함해서 구성되어 있다. 또한, 센서(60) 및 촬상 조건 설정부(186)는 촬상 수단으로서 기능한다.
또한, 프로젝터(20)는 제1 및 제2 촬상 정보의 노이즈를 저감하는 노이즈 제거부(158), 노이즈가 저감된 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여 차이 정보를 생성하는 차이 정보 생성부(152), 및 차이 정보에 기초하여 투사 영역(220)의 말단점을 검출하는 말단점 검출부(154)를 포함해서 구성되어 있다.
또한, 프로젝터(20)는 말단점 검출부(154)에 의해 검출된 말단점에 기초하여 화소 블록 화상을 생성하는 화소 블록 화상 정보 생성부(156), 디지털 변환된 RGB 신호에 대해서 화상의 왜곡(키스톤 왜곡 등)을 보정하는 화상 왜곡 보정부(112), 화소 블록 화상에 기초하여 화상 왜곡 보정부(112)를 위해서 화상 왜곡 보정량을 연산하는 화상 왜곡 보정량 연산부(162), 및 화소 블록 화상에 기초하여 색 얼룩 보정부(130)를 위해서 색 얼룩 보정량을 연산하는 색 얼룩 보정량 연산부(164)를 포함해서 구성되어 있다. 또한, 화상의 색 얼룩 보정, 화상의 왜곡 보정, 화상의 밝기 보정에 대해서는 후술한다.
또한, 전술한 프로젝터(20)의 각 부를 실장하기 위한 하드웨어로서는, 예를 들면, 이하의 것을 적용할 수 있다.
도4는 제1 실시예에서의 프로젝터(20)의 하드웨어 블록도이다.
예를 들면, 입력 신호 처리부(110)로서는, 예를 들면, A/D 컨버터(930) 등, 촬상 정보 기억부(184)로서는, 예를 들면, RAM(950) 등, 색 얼룩 보정부(130), 차 이 정보 생성부(152), 말단점 검출부(154), 화소 블록 화상 정보 생성부(156), 및 캘리브레이션 정보 생성부(172)로서는, 예를 들면, 화상 처리 회로(970) 등, 화상 왜곡 보정량 연산부(162), 및 색 얼룩 보정량 연산부(164)로서는, 예를 들면, CPU(910) 등, 색 변환부(120)로서는, 예를 들면, 화상 처리 회로(970), RAM(950), CPU(910) 등, 출력 신호 처리부(140)로서는, 예를 들면, D/A 컨버터(940) 등, 공간 광 변조기(192)로서는, 예를 들면, 액정 패널(920) 등, 구동부(194)로서는, 예를 들면, 액정 패널(920)을 구동하는 액정 라이트 밸브 구동 드라이버를 기억하는 ROM(960) 등을 이용해서 실장할 수 있다.
또한, 이들 각 부는 시스템 버스(980)를 통해 상호 정보를 교환할 수 있다.
또한, 이들 각 부는 회로와 같이 하드웨어적으로 실장해도 좋고, 드라이버와 같이 소프트웨어적으로 실장해도 좋다.
또한, 차이 정보 생성부(152) 등으로서 컴퓨터를 기능시키기 위한 프로그램을 기억한 정보 기억 매체(900)로부터 프로그램을 판독하여 차이 정보 생성부(152) 등의 기능을 컴퓨터에 실장해도 좋다.
이러한 정보 기억 매체(900)로서는, 예를 들면, CD-ROM, DVD-ROM, ROM, RAM, HDD 등을 적용할 수 있고, 그 프로그램의 판독 방식은 접촉 방식도 좋고, 비접촉 방식도 좋다.
또한, 정보 기억 매체(900) 대신에, 전술한 각 기능을 실장하기 위한 프로그램 등을 전송로를 통해 호스트 장치 등으로부터 다운로드함으로써 전술한 각 기능을 실장할 수 있다.
다음에, 이들 각 부를 이용한 말단점 검출 처리의 흐름에 대해서 설명한다.
도5는 제1 실시예에서의 말단점 검출 처리의 흐름을 도시한 플로우차트이다.
우선, 캘리브레이션 정보 생성부(172)는 완전 백색 화상용의 화상 신호를 발생하고, 화상 투사부(190)는 출력 신호 처리부(140)에 의해 처리된 당해 화상 신호에 기초하여 스크린(10)을 향해서 완전 백색 화상을 투사한다(단계 S1).
촬상 화소 설정부(186)는 자동 노출 설정으로 촬상하도록 센서(60)를 제어한다. 이에 의해, 센서(60)는 스크린(10)에 투사된 완전 백색 화상을 포함하는 영역을 자동 노출 설정으로 촬상하고, 제1 촬상 정보를 생성한다(단계 S2). 촬상 정보 기억부(184)는 센서(60)로부터의 제1 촬상 정보를 기억한다. 또한, 촬상 조건 설정부(186)는 센서(60)의 노출을 완전 백색 화상 촬상시의 노출로 고정한다.
다음에, 캘리브레이션 정보 생성부(172)는 완전 흑색 화상용의 화상 신호를 발생하고, 화상 투사부(190)는 출력 신호 처리부(140)에 의해 처리된 당해 화상 신호에 기초하여 스크린(10)을 향해서 완전 흑색 화상을 투사한다(단계 S3).
센서(60)는 스크린(10)에 투사된 완전 흑색 화상을 포함하는 영역을 고정 노출 설정으로 촬상하고, 제2 촬상 정보를 생성한다(단계 S4). 촬상 정보 기억부(184)는 센서(60)로부터의 제2 촬상 정보를 기억한다.
또한, 촬상 정보는, 예를 들면, 센서(60)의 촬상 화소마다 R 신호값, G 신호값, B 신호값, Y 신호값, 휘도값, 다수의 원색값의 평균값 등의 소정 화상 신호값으로 표시되는 정보이다.
노이즈 제거부(158)는 제1 및 제2 촬상 정보로부터 노이즈를 제거한다(단계 S5). 구체적으로는, 노이즈 제거부(158)는, 예를 들면, 소정 화상 신호값이 소정값(예를 들면, 0에 가까운 값, 완전 백색 화상의 촬상 화상 중앙부의 평균 휘도값의 50％의 값 등) 이하인 경우, 당해 값을 0으로 변경해서 촬상 정보를 갱신한다.
차이 정보 생성부(152)는 노이즈가 제거된 완전 백색 화상 촬상시의 제1 촬상 정보와, 노이즈가 제거된 완전 흑색 화상 촬상시의 제2 촬상 정보에 기초하여, 화소마다 제1 촬상 정보와 제2 촬상 정보의 대응 화소마다의 차분값을 나타내는 차이 정보(화소 단위 차분값 정보)를 생성하고, 촬상 정보 기억부(184)에 기억시킨다(단계 S6). 이 차이 정보는, 예를 들면, 2차원 배열 등으로 표현된다. 여기서는, 차이 정보로서 2차원 배열을 채용한다.
또한, 차이 정보 생성부(152)는 당해 차이 정보에 기초하여 투사 영역(220)으로서 임시 설정하는 임시 투사 영역의 차분값만으로 구성되는 차이 정보(임시 투사 영역 내 화소 단위 차분값 정보)를 생성해도 좋다. 보다 구체적으로는, 차이 정보 생성부(152)는 차분값이 소정의 임계값 이상인 화소만 당해 차분값을 유지하고, 차분값이 당해 임계값 미만인 화소의 차분값을 0으로 갱신해서 차이 정보(임시 투사 영역 내 화소 단위 차분값 정보)를 생성해도 좋다.
그리고, 말단점 검출부(154)는 당해 차이 정보에 기초하여 촬상 영역(210)에서의 투사 영역(220)의 말단점(4개 모서리의 좌표 위치)을 검출한다(단계 S7). 보다 구체적으로는, 말단점 검출부(154)는, 예를 들면, 차이 정보인 2차원 배열의 중앙의 요소로부터 45°상방을 서치 라인의 이동 방향으로서 설정하고, 당해 이동 방향과 직교하는 라인을 서치 라인으로서 설정하고, 당해 서치 라인에 해당하는 각 요소에 기억되어 있는 차분값이 0인지 여부를 판정한다. 이와 같이 해서, 말단점 검출부(154)는 서치 라인을 이동 방향으로 이동시키면서 각 요소의 차분값이 0인지 여부를 판정한다.
그리고, 말단점 검출부(154)는 차분값이 0인 요소를 검출한 경우, 당해 서치라인의 하나 앞의 서치 라인 상에 있는 모든 요소 중 최대의 차분값을 갖는 요소를 말단점(4개 모서리 중 하나의 점)으로서 검출한다. 또한, 말단점 검출부(154)는 이 판정 처리를, 이동 방향을 135°, 225°, 315°로 변화시켜 수행함으로써 나머지 3개의 말단점도 검출할 수 있다.
또한, 말단점 검출부(154)는 2차원 배열에서 구한 4개 모서리의 점과 촬상 정보를 이용해서 당해 4개 모서리의 점이 촬상 영역(210)의 어느 위치에 있는지 판정할 수 있다.
또한, 프로젝터(20)는 이러한 말단점 검출을 수행하는 경우, 투사 영역(220) 추출용 화소 블록 전처리(前處理) 정보를 생성해서 말단점 검출을 수행해도 좋다. 다음에, 화소 블록 전처리 정보를 생성해서 말단점 검출을 수행하는 경우의 처리에 대해서 설명한다.
도6은 제1 실시예에서의 전처리용 화소 블록의 모식도이다.
도5의 단계(S5)의 처리 종료 후, 차이 정보 생성부(152)는 촬상 영역(210)을 소정의 수의 화소 블록으로 구분한다. 예를 들면, 도6에 도시한 예에서는 세로 6개× 가로 8개 = 48개이다.
그리고, 차이 정보 생성부(152)는 노이즈 제거 후의 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여, 화소 블록마다 당해 화소 블록을 구성하는 화소의 소정 화상 신호값의 평균값을 연산하고, 당해 평균값을 당해 화소 블록의 값으로 하는 제1 및 제2 화소 블록 전처리 정보를 생성하고, 촬상 정보 기억부(184)에 기억시킨다. 또한, 화소 블록 전처리 정보는, 예를 들면, 화소 블록 위치(예를 들면, 식별 번호, 좌표 위치 등)와 당해 화소 블록에서의 상기 평균값을 포함하는 정보이다.
또한, 차이 정보 생성부(152)는 제1 및 제2 화소 블록 전처리 정보에 기초하여 각 화소 블록 전처리 정보에서 대응하는 화소 블록마다 상기 평균값의 비율 또는 차분값을 연산하고, 당해 값이 소정의 임계값을 초과하는 화소 블록으로 구성되는 영역을 임시 투사 영역으로서 설정한다.
말단점 검출부(154)는 당해 임시 투사 영역 내의 화소 블록 전처리 정보에 기초하여 전술한 경사 방향의 검색 처리와 동일한 처리를 수행한다. 보다 구체적으로는, 말단점 검출부(154)는 중앙의 화소 블록으로부터 경사의 이동 방향을 향해서 서치 라인을 이동시키고, 당해 서치 라인에 포함되는 전체 화소 블록의 값이 0으로 된 경우, 당해 서치 라인의 하나 앞의 서치 라인에 포함되는 전체 화소 블록 중 최대값을 갖는 화소 블록을 말단점 화소 블록으로서 설정한다. 말단점 검출부(154)는 이동 방향을 변화시키면서 이 처리를 4회 수행함으로써, 4개의 말단점 화소 블록을 설정한다. 또한, 말단점 화소 블록은 투사 영역(220)의 말단점의 기준이 되는 화소 영역이다.
또한, 말단점 검출부(154)는, 도6에 도시한 바와 같이, 말단점 화소 블록과 그 근방의 화소 블록(여기서는, 말단점 화소 블록과 접하는 외측의 3개의 화소 블 록)을 서치 범위로 하여, 당해 서치 범위에 포함되는 영역의 차이 정보(화소 단위 차분값 정보 또는 임시 투사 영역 내 화소 단위 차분값 정보)에 기초하여 말단점 화소 블록 중 가장 내측의 화소로부터 경사 방향으로 서치 라인을 이동시키면서 전술한 말단점 화소의 검출을 수행한다.
이와 같이 하여, 말단점 검출부(154)는 4개의 말단점(투사 영역(220)의 4개 모서리의 점)을 검출할 수 있다.
이러한 방식은, 센서(60)가 고해상도인 경우 처리 시간을 단축할 수 있으므로 특히 유효하다.
이상과 같이, 본 실시예에 의하면, 프로젝터(20)는 일단 자동 노출 설정으로완전 백색 화상을 촬상해서 제1 촬상 정보를 생성함으로써, 적용 환경에 적합한 노출로 제1 촬상 정보를 생성할 수 있다. 또한, 프로젝터(20)는 완전 백색 화상의 촬상시의 노출로 완전 흑색 화상을 촬상해서 제2 촬상 정보를 생성함으로써, 차이 정보의 생성에 적합한 노출로 제2 촬상 정보를 생성할 수 있다.
특히, 자동 노출 설정으로 완전 백색 화상을 촬상함으로써, 센서(60)는 스크린(10)이 외부광(80)의 영향을 받는 경우, 투사 거리가 지나치게 멀거나 스크린(10)의 반사율이 지나치게 낮아서 투사광의 반사광이 지나치게 약한 경우, 투사 거리가 너무 가깝거나 스크린(10)의 반사율이 지나치게 높아서 투사광의 반사광이 지나치게 강한 경우 중 어느 하나의 경우에서도, 고정 노출로 촬상하는 경우와 비교하여, 센서(60)의 다이나믹 레인지를 유효하게 활용해서 촬상할 수 있다.
또한, 프로젝터(20)는 당해 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여 촬상 영역에서 의 투사 영역(220)의 말단점을 검출함으로써, 촬상 영역에서의 투사 영역을 더 정확하게 판별할 수 있다.
또한, 말단점 검출부(154)는 차이 정보인 2차원 배열의 중앙으로부터 외측을 향해서 말단점을 검색함으로써, 노이즈의 영향을 받지 않고, 보다 정확하게 말단점을 검출할 수 있다. 또한, 말단점 검출부(154)는 당해 2차원 배열의 외측으로부터 중앙을 향해서 말단점을 검색해도 좋다.
또한, 말단점 검출 후, 프로젝터(20)는 화상의 왜곡 보정 및 색 얼룩 보정(휘도 얼룩에 의한 얼룩도 포함함)을 수행한다.
화소 블록 화상 정보 생성부(156)는 촬상 정보 기억부(184)에 기억된 촬상 정보, 말단점 검출부(154)로부터의 말단점 위치 정보, 및 화상 왜곡 보정량 연산부(162)와 색 얼룩 보정량 연산부(164)가 요구하는 화상 사이즈(p'× q')의 정보에 기초하여 화소 블록 화상 정보를 생성한다. 여기서, 화소 블록 화상 정보에 대해서 설명한다.
도7은 제1 실시예에서의 화소 블록의 모식도이다. 또한, 도8은 도7의 AA 부분을 확대한 화소 블록의 모식도이다.
예를 들면, 도7에 도시한 예에서는, 투사 영역(220)은 세로 n개, 가로 m개인 n× m개의 화소 블록으로 구분되어 있다. 또한, 이 화소 블록수는, 예를 들면, 색 얼룩 보정부(130) 등의 보정 수단의 처리에 따른 수이어도 좋다.
우선, 화소 블록 화상 정보 생성부(156)는 촬상 영역(210)의 사이즈(p× q)와, 화상 왜곡 보정량 연산부(162) 및 얼룩 보정량 연산부(164)가 요구하는 화상 사이즈(p'× q')를 비교하고, 후자의 화상 사이즈에 맞춰서, 비율 연산에 의해 말단점 위치 정보에서 나타나는 각 말단점의 좌표를 변환한다. 그리고, 화소 블록 화상 정보 생성부(156)는 변환 후의 좌표(p'i, q'i) (i=1~4)와, 화소 블록수(n× m)와, 촬상 정보에 기초하여 각 화소 블록 내에 장방형(長方形)의 영역을 설정하고, 당해 장방형의 영역 내의 화소마다 소정 화상 신호값의 평균값을 연산하고, 당해 평균값을 당해 화소 블록의 값으로서 설정한다.
또한, 장방형 영역은, 도8에 도시한 바와 같이, 세로 v, 가로 h의 길이를 갖는 화소 블록에 들어가는 장방형의 영역이다. 또한, 화소 블록 화상 정보 생성부(156)는, 상기 평균값 대신에, 도8의 흑색의 원으로 도시한, 장방형 영역의 중앙 화소의 차분값을 당해 화소 블록의 값으로서 설정해도 좋고, 장방형 영역 내의 전체 화소의 소정 화상 신호값의 합계값을 당해 화소 블록의 값으로서 설정해도 좋다.
이상의 처리 순서에 의해, 화소 블록 화상 정보 생성부(156)는 n× m의 2차원 배열의 각각의 요소에 상기 화소 블록의 값이 유지된 화소 블록 화상 정보를 생성하고, 촬상 정보 기억부(184)에 기억한다.
화상 왜곡 보정량 연산부(162)는 촬상 정보 기억부(184)에 기억된 완전 백색 화상의 화소 블록 화상 정보에 기초하여 투사 영역(220)에서의 소정 화상 신호값의 변화를 판정한다. 그리고, 화상 왜곡 보정량 연산부(162)는 당해 변화에 기초하여 투사 영역(12)의 왜곡을 판정하고, 화상 왜곡 보정량을 연산한다.
예를 들면, 화상 왜곡 보정량 연산부(162)는 투사 영역(12)의 좌측의 화상 신호값이 높은 경우, 투사 광축이 투사 영역(12)의 중심으로부터 왼쪽으로 어긋나 있는 것을 판정할 수 있고, 투사 영역(12)이 좌측 변이 짧고 우측 변이 긴 사다리꼴 형상으로 왜곡되어 있는 것을 판정할 수 있다.
그리고, 화상 왜곡 보정부(112)는 화상의 왜곡을 보정하기 위해서, 화상 왜곡 보정량 연산부(162)로부터의 화상 왜곡 보정량에 기초하여 아날로그 RGB 신호 변환 후의 디지털 RGB 신호를 보정해서 디지털 RGB 신호를 생성한다.
이에 의해, 프로젝터(20)는 화상의 왜곡을 보정할 수 있다.
또한, 색 얼룩 보정량 연산부(164)는 화소 블록 화상 정보에 기초하여 화소 블록마다 입출력 특성 데이터의 보정량을 연산한다. 또한, 색 얼룩을 보정하는 경우, 캘리브레이션 정보 생성부(172)는 완전 백색 화상 및 완전 흑색 화상에 더해서 R, G, B의 원색의 캘리브레이션 화상을 표시하기 위한 화상 신호를 발생하고, 화상 투사부(190)는 당해 원색의 캘리브레이션 화상을 투사하고, 센서(60)는 스크린(10)에 투사된 당해 원색의 캘리브레이션 화상을 촬상해서 촬상 정보를 생성해도 좋다.
보다 구체적으로는, 색 얼룩 보정량 연산부(164)는, 예를 들면, 보정 후의 입출력 특성을 나타내는 직선의 기울기가 1이 되도록 보정량을 연산한다.
또한, 여기서 입출력 특성 데이터란 입출력 특성을 나타내는 데이터로서, 입력 신호의 밝기 지표값(예를 들면, 계조값 등)과 출력 신호의 밝기 지표값의 관계를 나타내는 데이터이다. 또한, 밝기 지표값이란 밝기의 지표가 되는 값이고, 구체적으로는, 예를 들면, 휘도, 조도, 색 정보값(R 신호의 디지털 신호값 등), 계조값 및 이들 값을 정규화 등에 의해 변형한 값 등이 해당한다.
그리고, 색 얼룩 보정부(130)는 화상의 색 얼룩을 보정하기 위해서, 색 얼룩 보정량 연산부(164)로부터의 색 얼룩 보정량에 기초하여 입출력 특성 데이터를 보정하고, 당해 입출력 특성 데이터에 기초하여 RGB 신호를 보정한다.
그리고, 화상 투사부(190)는, 이상의 순서에 의해, 화상의 왜곡과 색 얼룩이 보정된 화상을 투사한다.
따라서, 본 실시예에 의하면, 프로젝터(20)는 투사 영역(220)의 4개 모서리를 정확하게 검출할 수 있기 때문에, 촬상 영역에서의 투사 영역(220)의 좌표와, 공간 광 변조기(192)의 표시 소자의 좌표를 정확하고 효율적으로 대응시킬 수 있다. 이에 의해, 프로젝터(20)는 화상에 소위 키스톤 왜곡이 발생하고 있는 경우에서도 왜곡을 적절하게 보정할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 프로젝터(20)는 화상 블록을 이용해서 화상 블록마다 색의 차이를 판정할 수 있기 때문에, 시간의 경과에 따른 열화(경시 열화라고도 함)나, 환경 영향(외부광(80)이 있는 경우나, 스크린(10)이 착색되어 얼룩이 있는 경우) 등에 의한 색 얼룩을 적절하게 보정할 수 있다.
(제2 실시예)
다음에, 패턴 화상을 이용해서 투사 영역의 말단점을 검출하는 방식에 대해서 설명한다.
도9는 제2 실시예에서의 화상 투사 상황을 도시한 개략도이다.
프로젝터(20)는 스크린(10)을 향해서 화상을 투사한다. 이에 의해, 스크린 (10)에는 투사 화상(12)이 표시된다.
또한, 본 실시예의 프로젝터(20)는 촬상 수단인 센서(60)를 갖는다. 센서(60)는 투사 화상(12)이 표시된 스크린(10)을 촬상면을 통해 촬상해서 촬상 정보를 생성한다. 프로젝터(20)는 촬상 정보에 기초하여 투사 화상(12)의 왜곡이나 표시 위치의 조정을 수행한다.
그러나, 예를 들면, 도9에 도시한 바와 같이, 투사 화상(12)의 주변 부분이 스크린(10)의 외부에 표시되는 경우, 종래의 프로젝터는 촬상 정보에 기초하여 투사 화상(12)의 왜곡이나 표시 위치의 조정을 수행할 수 없었다.
이는, 스크린(10)과 스크린(10)의 뒤에 있는 벽의 거리가 떨어져 있고, 투사 화상(12)이 센서(60)의 촬상 범위에 포함되어 있어도, 종래의 프로젝터는 어느 곳에 있는지 알 수 없는 벽이나 배경의 물체에 표시된, 또는 표시되지도 않은 투사 화상(12)의 꼭지점의 위치를 스크린(10)의 평면 상의 위치로 변환하는 것은 불가능하기 때문이다.
본 실시예에서의 프로젝터(20)는 종래와는 상이한 캘리브레이션 화상을 이용하고, 당해 캘리브레이션 화상의 촬상 정보에 기초하여 간단한 검색 처리를 실행함으로써, 종래보다 광범위한 조건하에서 정밀하게 투사 화상(12)의 위치를 파악한다.
다음에, 이러한 기능을 실장하기 위한 프로젝터(20)의 기능 블록에 대해서 설명한다.
도10은 제2 실시예에서의 프로젝터(20)의 기능 블록도이다.
프로젝터(20)의 구성은 제1 실시예와 동일하다.
제2 실시예에서의 차이 정보 생성부(152)는, 차이 정보로서, 제1 촬상 정보로 표시되는 제1 촬상 화상과, 제2 촬상 정보로 표시되는 제2 촬상 화상의 차분 화상을 생성한다.
또한, 제2 실시예에서의 말단점 검출부(154)는, 차분 화상에 포함되는 중앙 블록 영역의 다수의 중앙 기준 위치를 검출하는 중앙 기준 위치 검출부(151), 차분 화상에 포함되는 주변 블록 영역의 다수의 주변 기준 위치를 검출하는 주변 기준 위치 검출부(153), 및 각 기준 위치에 기초하여 투사 영역의 말단점(본 실시예에서는 꼭지점)의 위치를 나타내는 투사 영역 정보를 생성하는 투사 영역 정보 생성부(155)를 포함해서 구성되어 있다.
또한, 프로젝터(20)는 투사 화상(12)의 왜곡을 보정하는 기능을 갖는다. 이 기능을 실장하기 위해서, 프로젝터(20)는 촬상 정보와 투사 영역 정보에 기초하여 투사 영역 내의 휘도 피크 위치(휘도값이 가장 큰 화소의 위치)를 검출하는 휘도 피크 위치 검출부(166), 휘도 피크 위치에 기초하여 화상 왜곡 보정량을 연산하는 화상 왜곡 보정량 연산부(162), 및 화상 왜곡 보정량에 기초하여 투사 화상(12)의 왜곡이 보정되도록 입력 화상 신호를 보정하는 화상 왜곡 보정부(112)를 포함해서 구성되어 있다.
또한, 전술한 프로젝터(20)의 각 부의 기능을 실장하기 위한 하드웨어로서는, 예를 들면, 도4에 도시한 하드웨어를 적용할 수 있다.
다음에, 이들 각 부를 이용한 투사 영역의 위치 검출 처리의 흐름에 대해서 설명한다.
도11은 제2 실시예에서의 투사 영역의 위치 검출 처리의 흐름을 도시한 플로우차트이다. 또한, 도12a는 제1 캘리브레이션 화상(13)의 모식도이고, 도12b는 제2 캘리브레이션 화상(14)의 모식도이다.
우선, 프로젝터(20)는 제1 캘리브레이션 화상(13)으로서 도12a에 도시한 완전 백색(화상 전체가 백색)의 캘리브레이션 화상을 투사한다(단계 S11). 보다 구체적으로는, 캘리브레이션 정보 생성부(172)는 제1 칼리브레이션 화상(13)용 캘리브레이션 정보(예를 들면, RGB 신호 등)를 생성하고, 화상 투사부(190)는 당해 캘리브레이션 정보에 기초하여 완전 백색의 캘리브레이션 화상을 투사한다.
센서(60)는 스크린(10) 상의 제1 캘리브레이션 화상(13)을 자동 노출 설정에서 촬상해서 제1 촬상 정보를 생성한다(단계 S12). 촬상 정보 기억부(184)는 제1 촬상 정보를 기억한다.
그리고, 프로젝터(20)는 제2 캘리브레이션 화상(14)으로서, 도12b에 도시한 제2 캘리브레이션 화상(14)을 투사한다(단계 S13). 보다 구체적으로는, 캘리브레이션 정보 생성부(172)는 제2 캘리브레이션 화상(14)용 캘리브레이션 정보를 생성하고, 화상 투사부(190)는 당해 캘리브레이션 정보에 기초하여 제2 캘리브레이션 화상(14)을 투사한다.
본 실시예에서는, 제2 캘리브레이션 화상(14)은 화상 전체를 9개의 블록으로 균등하게 구분한 경우에, 중앙 블록 영역과 4개 모서리의 4개의 주변 블록 영역이 흑색이고, 그 밖의 블록 영역이 백색인 소위 체크 패턴의 패턴 화상이다.
센서(60)는 스크린(10) 상의 제2 캘리브레이션 화상(14)을 제1 캘리브레이션 화상(13) 촬상시의 노출로 촬상해서 제2 촬상 정보를 생성한다(단계 S14). 촬상 정보 기억부(184)는 제2 촬상 정보를 기억한다.
차이 정보 생성부(152)는, 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여 제1 캘리브레이션 화상(13)과 제2 캘리브레이션 화상(14)의 차분 화상을 생성한다(단계 S15). 또한, 차분 화상은, 예를 들면, 화소마다의 휘도값 등을 차분 연산한 화상이다. 또한, 차분 화상은, 예를 들면, 화소마다의 차분값이 소정 임계값 이상인 화소는 그 차분값을, 그렇지 않은 화소는 0을 각 화소 위치의 값으로서 갖는 화상이다. 또한, 차이 정보 생성부(152)는 반드시 화상 전체를 차분 연산할 필요는 없고, 이하의 처리에 필요한 범위내(화상의 일부분)만 차분 연산을 수행해도 좋다.
그리고, 말단점 검출부(154)는 차분 화상의 생성 후, 차분 화상에 포함되는 중앙 블록 영역의 다수(본 실시예에서는 4개)의 중앙 기준 위치와 차분 화상에 포함되는 주변 블록 영역의 다수(본 실시예에서는 8개)의 주변 기준 위치를 검출한다.
도13은 제2 실시예에서의 중앙 기준 위치를 검출할 때의 제1 단계의 검색 방법을 도시한 모식도이다. 또한, 도14는 제2 실시예에서의 중앙 기준 위치를 검출할 때의 제2 단계의 검색 방법을 도시한 모식도이다.
중앙 기준 위치 검출부(151)는 촬상면에 상당하는 촬상 영역(15)에서의 투사 영역(투사 화상(12)에 상당하는 영역)의 위치를 검출하기 위해서, 우선 패턴 화상의 4개의 중앙 기준 위치를 검출한다(단계 S16). 또한, 설명을 이해하기 쉽게 하기 위해, 각 도면에는 스크린 영역(18)을 도시하고 있지만, 실제의 차분 화상에는 스크린 영역(18)이나 스크린 영역(18)의 외부의 주변 블록 영역(17-1~17-4)의 일부가 포함되지 않는 경우도 있다.
보다 구체적으로는, 중앙 기준 위치 검출부(151)는, 차분 화상에 대해서, 도16에 도시한 바와 같이, 중앙 블록 영역(16)이 위치할 것으로 예상되는 종위치(縱位置)(x = xc) 상을 y = yp 로부터 y = ym 까지 화소마다 차분값을 검색함으로써, 차분값이 변화되는 점(P1,P2)을 판별한다. 예를 들면, P1(xc,y1), P2(xc,y2)인 것으로 가정한다.
또한, xc, yp, ym 등의 검색 기준 위치의 값은, 예를 들면, 렌즈(198)와 센서(60)의 각각의 화각이나 위치에 의해 결정되어도 좋고, 실험에 의해 결정되어도 좋으며, 또는 촬상 결과에 따라 결정되어도 좋다. 후술하는 기타 검색 기준 위치에 대해서도 동일하다.
그리고, 중앙 기준 위치 검출부(151)는, 도14에 도시한 바와 같이, P1, P2를 기준으로 한 횡위치(橫位置) (y = yc) 상을 x = xm 으로부터 x = xp 까지 화소마다 차분값을 검색함으로써, 차분값이 변화되는 점 P4 및 P3을 판별한다. 또한, 여기서, 예를 들면, yc = (y1+y2)/2 이다.
이와 같이 하여, 중앙 기준 위치 검출부(151)는 중앙 블록 영역(16)의 4개의 중앙 기준 위치(P1(xc,y1), P2(xc,y2), P3(x1,yc), P4(x2,yc))를 나타내는 중앙 기준 위치 정보를 주변 기준 위치 검출부(153)로 출력한다.
주변 기준 위치 검출부(153)는 중앙 기준 위치 정보에 기초하여 패턴 화상의 8개의 주변 기준 위치를 검출한다(단계 S17).
도15는 제2 실시예에서의 주변 기준 위치를 검출할 때의 제1 단계의 검색 방법을 도시한 모식도이다. 또한, 도16은 제2 실시예에서의 주변 기준 위치를 검출할 때의 제2 단계의 검색 방법을 도시한 모식도이다.
보다 구체적으로는, 주변 기준 위치 검출부(153)는 P1의 y 좌표 y1 으로부터 m％ 상방의 y = yh 상을 P3의 x 좌표 x1 으로부터 n％ 중앙측의 x 좌표 xh 로부터 x축의 정방향을 향해서 차분 화상의 각 화소의 차분값이 변화하는 점을 검색한다. 이에 의해, 차분값이 변화하는 점 P5가 판별된다.
동일하게, 주변 기준 위치 검출부(153)는 P2의 y 좌표 y2 로부터 m％ 하방의 y = yn 상을 x 좌표 xh로부터 x 축의 정방향을 향해서 차분 화상의 각 화소의 차분값이 변화되는 점을 검색한다. 이에 의해, 차분값이 변화되는 점 P6이 판별된다.
동일한 방법으로, 도16에 도시한 바와 같이, 점 P7~P12가 판별된다. 그리고, 주변 기준 위치 검출부(153)는 이들 8개 점의 좌표를 나타내는 주변 기준 위치 정보와 중앙 기준 위치 정보를 투사 영역 정보 생성부(155)로 출력한다.
투사 영역 정보 생성부(155)는 주변 기준 위치 정보와 중앙 기준 위치 정보에 기초하여 근사(近似) 직선(근사 곡선이어도 좋음)을 이용해서 투사 영역의 4개 모서리의 위치를 검출한다(단계 S18).
도17은 제2 실시예에서의 근사 직선을 설정할 때의 제1 단계를 도시한 모식도이다. 도18은 제2 실시예에서의 근사 직선을 설정할 때의 제2 단계를 도시한 모식도이다.
투사 영역 정보 생성부(155)는 점 P5, 점 P3, 점 P6의 좌표에 기초하여, 도17의 점선으로 도시한 근사 직선을 설정한다. 동일한 방법에 의해, 투사 영역 정보 생성부(155)는, 도18에 도시한 바와 같이, 점선으로 나타낸 4개의 근사 직선을 설정하고, 각 근사 직선의 4개의 교점 A(xA,yA)~D(xD,yD)를 중앙 블록 영역(16)의 4개 모서리의 점으로서 판별한다.
중앙 블록 영역(16)은 원래의 투사 화상(12)을 1/9로 축소한 화상에 상당하는 영역이기 때문에, 투사 화상(12)이 상당하는 투사 영역의 4개 모서리의 점 EFGH는 이하와 같이 된다. 즉, E(xE,yE) = (2＊xA-xC,2＊yA-yc), F(xF,yF) = (2＊xB-xD,2＊yB-yD), G(xG,yG) = (2＊xC-xA,2＊yC-yA), H(xH,yH) = (2＊xD-xB,2＊yD-yB)이다.
이상과 같이, 본 실시예에 의하면 프로젝터(20)는 투사 화상(12)이 스크린(10)에 포함되는 경우는 물론, 투사 화상(12)의 일부가 스크린(10)의 외부로 표시되는 상태에서도, 촬상 영역(15)에서의 투사 영역의 4개 모서리의 위치를 검출할 수 있다. 물론, 프로젝터(20)는 투사 영역의 위치 정보를 스크린(10) 평면에서의 위치로 변환해서 투사 화상(12)의 4개 모서리의 위치 정보를 생성할 수 있다.
이에 의해, 프로젝터(20)는 투사 화상(12)의 왜곡의 보정이나 위치의 조정, 투사 화상(12) 내에서의 레이저 포인터 등을 이용한 지시 위치의 검출 등을 적절하게 수행할 수 있다.
예를 들면, 프로젝터(20)는 투사 화상(12)의 왜곡의 보정(소위 키스톤 보정)을 수행하는 경우, 제1 캘리브레이션 화상(13)의 촬상 정보와, 투사 영역 정보 생 성부(155)로부터의 투사 영역의 4개 모서리의 위치를 나타내는 투사 영역 정보에 기초하여, 휘도 피크 위치 검출부(166)를 이용해서 촬상 영역 내의 투사 영역 내에서 가장 휘도값이 높은 휘도 피크 위치를 검출한다.
예를 들면, 스크린(10)과 프로젝터(20)가 정면으로 대향하고 있는 경우, 투사 영역의 중앙이 휘도 피크 위치가 되고, 또한, 예를 들면, 투사 영역의 좌측의 휘도값이 높은 경우, 투사 광축이 투사 화상(12)의 중심으로부터 좌측으로 어긋나 있는 것을 파악할 수 있고, 투사 화상(12)이 좌측 변이 짧고 우측 변이 긴 사다리꼴 형상으로 왜곡되어 있는 것을 파악할 수 있다. 이와 같이, 투사 영역 내의 휘도 피크 위치를 파악함으로써 화상의 왜곡을 파악할 수 있다.
그리고, 화상 왜곡 보정량 연산부(162)는 투사 영역 내의 휘도 피크 위치에 기초하여 화상의 왜곡에 따른 보정량을 연산한다.
또한, 입력 신호 처리부(110) 내의 화상 왜곡 보정부(112)가 당해 보정량에 기초하여 화상의 왜곡이 보정되도록 입력 화상 신호를 보정한다.
이상의 순서에 의해, 프로젝터(20)는 투사 화상(12)의 일부가 스크린(10)의 외부에 표시되고 있는 경우에서도 화상의 왜곡을 보정할 수 있다. 물론, 화상의 왜곡의 보정 방법은 이 방법으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 프로젝터(20)는 촬상 화상에서의 휘도값이 가장 큰 화소를 검출하고, 당해 화소의 위치에 기초하여 화상의 왜곡을 보정해도 좋다.
또한, 프로젝터(20)는 도12b에 도시한 패턴 화상과 같이, 중앙만이 아니라 그 주변에도 특징이 있는 화상을 사용함으로써, 중앙에만 특징이 있는 패턴 화상을 이용하는 경우에 비해, 보다 높은 정밀도로 투사 영역의 4개 모서리를 판별할 수 있다.
예를 들면, 프로젝터(20)는, 도13에 도시한 점 P1, 점 P2를 판별할 때, 그 근방의 휘도값이 변화되는 점도 판별할 수 있다. 그러나, 이들 간격이 좁은 다수의 점을 이용해서 근사 직선을 설정하는 경우, 간격이 떨어진 다수의 점을 이용해서 근사 직선을 설정하는 경우와 비교하여, 근사 직선의 시작하는 점의 하나의 화소의 오차에 의해 근사 직선은 크게 영향을 받을 수 있다.
본 실시예에서는, 프로젝터(20)는 중앙 블록 영역(16)의 기준점과, 주변 블록 영역(17-1~17-4)의 기준점을 이용함으로써, 간격이 떨어진 다수의 점을 이용해서 근사 직선을 설정할 수 있기 때문에, 보다 높은 정밀도로 투사 영역의 4개 모서리를 판별할 수 있다.
또한, 이에 의해, 프로젝터(20)는 프로젝터(20) 또는 센서(60)의 쉐이딩(shading)의 영향을 회피하고, 정밀하게 투사 영역 전체의 위치를 파악할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 프로젝터(20)는 차분 화상 전체를 검색하지 않고, 차분 화상 중 필요한 영역만을 검색함으로써, 보다 간단하고 고속으로 투사 영역의 위치를 검출할 수 있다.
또한, 캘리브레이션 화상을 투사할 때, 일단 자동 노출 설정으로 완전 백색 화상을 촬상해서 제1 촬상 정보를 생성함으로써, 적용 환경에 적합한 노출로 제1 촬상 정보를 생성할 수 있다. 또한, 프로젝터(20)는 완전 백색 화상의 촬상시의 노출로 제2 촬상 정보를 생성함으로써, 차분 화상의 생성에 적합한 노출로 제2 촬상 정보를 생성할 수 있다.
특히, 자동 노출 설정으로 완전 백색 화상을 촬상함으로써, 센서(40)는 스크린(10)이 외부광의 영향을 받는 경우, 투사 거리가 지나치게 멀거나 스크린(10)의 반사율이 지나치게 낮아서 투사광의 반사광이 지나치게 약한 경우, 투사 거리가 너무 가깝거나 스크린(10)의 반사율이 지나치게 높아서 투사광의 반사광이 지나치게 강한 경우 중 어느 하나의 경우에서도, 고정 노출로 촬상하는 경우와 비교해서 센서(60)의 다이나믹 레인지를 유효하게 활용해서 촬상할 수 있다.
(변형예)
이상, 본 발명을 적용한 적합한 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명의 적용은 전술한 실시예로 한정되지 않는다.
예를 들면, 전술한 실시예에서는, 프로젝터(20)는 완전 백색 화상 투사시에 자동 노출 설정으로 촬상하고, 완전 흑색 화상 투사시에 고정 노출 설정으로 촬상한 후, 화상의 왜곡과 색 얼룩을 보정하는 처리를 수행했지만, 화상의 왜곡과 색 얼룩을 보정하는 처리 이외의 처리를 수행해도 좋다.
또한, 전술한 실시예에서는, 프로젝터(20)는 백색의 캘리브레이션 화상과 흑색의 캘리브레이션 화상의 촬상 정보를 이용해서 차이 정보를 생성했지만, 예를 들면, 상기 캘리브레이션 화상에 더해, 녹색의 단일색 캘리브레이션 화상을 투사해서 촬상하고, 백색과 흑색, 녹색과 흑색의 각각의 촬상 정보에 기초하여 2종류의 차이 정보를 생성하고, 당해 2종류의 차이 정보의 곱집합(AND)을 연산해서 참(眞)이 되 는 영역을 임시 투사 영역(230)의 추출 대상 영역으로서 설정해도 좋다.
이에 의하면, 촬상시의 노이즈의 영향을 저감하고, 프로젝터(20)는 더 정확하게 임시 투사 영역(230)이나 투사 영역(220)을 추출할 수 있다. 또한, 전술한 실시예에서는, 프로젝터(20)는 임시 투사 영역(230)을 설정한 후 투사 영역(220)을 추출했지만, 촬상 정보로부터 직접 투사 영역(220)을 추출해도 좋다.
또한, 전술한 실시예에서는 프로젝터(20)는 차이 정보로서 차분값을 나타내는 정보를 이용했지만, 예를 들면, 비율을 나타내는 정보 등을 이용해도 좋다.
또한, 전술한 실시예에서는 프로젝터(20)는 소정 화소 영역으로서 화소 라인을 적용해서 임시 투사 영역(230)을 추출했지만, 예를 들면, 하나의 화소, 다수의 화소, 다수의 화소로 구성되는 구형 영역 등을 화소 영역으로 하여 임시 투사 영역(230)을 추출해도 좋다.
또한, 전술한 실시예에서는, 프로젝터(20)는 말단점으로서 꼭지점을 이용하였지만, 예를 들면, 대상 영역의 변의 중간점 등을 말단점으로서 이용해도 좋다.
또한, 전술한 실시예에서는, 프로젝터(20)는 임시 투사 영역(230)의 내측으로부터 외측을 향해서 검색을 수행했지만, 임시 투사 영역(230)의 외측으로부터 내측을 향해서 검색을 수행해도 좋고, 검색 방법은 임의적이다.
예를 들면, 검색의 순서는 임의적이고, 프로젝터(20)는 차분 화상에 대해서 횡방향으로 검색해서 중앙 기준 위치나 주변 기준 위치를 검출한 후, 당해 중앙 기준 위치나 당해 주변 기준 위치에 기초하여 종방향으로 검색해도 좋다.
또한, 프로젝터(20)는 투사 영역 정보에 기초하는 화상의 왜곡 보정 이외에 도, 예를 들면, 투사 영역 정보에 기초하여 투사 영역 내의 색 얼룩 보정, 투사 영역 내의 지시 위치 검출 등의 투사 영역의 위치 정보를 사용하는 각종 처리를 수행해도 좋다.
또한, 프로젝터(20)는 스크린 영역(18)을 검출한 후 투사 영역을 검출해도 좋다.
(제3 실시예)
도19는, 제3 실시예에서의 프로젝터(20)의 기능 블록도이다. 또한, 도20은 제3 실시예에서의 주변 기준 위치를 검출할 때의 제1 단계의 검색 방법을 도시한 모식도이다. 또한, 도21은 제3 실시예에서의 주변 기준 위치를 검출할 때의 제2 단계의 검색 방법을 도시한 모식도이다.
예를 들면, 도19에 도시한 바와 같이, 말단점 검출부(154) 내에 투사 대상 영역 경계점 검출부(159)를 설치한다.
중앙 기준 위치 검출부(151)는 투사 대상 영역 경계점 검출부(159)로 중앙 기준 위치 정보를 출력한다.
투사 대상 영역 경계점 검출부(159)는 제1 촬상 화상을 검색 대상으로 하여, 도20에 도시한 바와 같이, 점 P3 및 점 P4의 각각으로부터 중앙 블록 영역(16)의 소정 종횡비 내측에 있는 선과, y = y1의 선과, y = y2의 선 각각의 교점으로부터 중앙 블록 영역(16)의 외측을 향해서 상기 소정 종횡비 내측에 있는 선 상의 각 화소에 대해서 에지 검출을 수행한다. 또한, 에지 검출에는 일반적인 방법을 이용한 다. 이에 의해, 도20에 도시한 점 T,U,V,W이 판별된다. 또한, 투사 대상 영역 경계점 검출부(159)는 점 T,U,V,W의 위치를 나타내는 스크린 영역 경계점 정보를 주변 기준 위치 검출부(153)로 출력한다.
주변 기준 위치 검출부(153)는 점 T의 Y 좌표인 yT, 점 U의 Y 좌표인 yU 중 작은 값과, P1의 Y 좌표인 y1에 기초하여 상측의 횡방향 검색의 기준이 되는 위치 Y = yQ를 검출한다. 또한, 주변 기준 위치 검출부(153)는 점 V의 Y 좌표인 yV, 점 W의 Y 좌표인 yW 중 작은 값과, P2의 Y 좌표인 y2에 기초하여, 하측의 횡방향 검색의 기준이 되는 위치 Y = yR를 검출한다.
주변 기준 위치 검출부(153)는 X=xt, X=xU, Y=yQ, Y=yR의 4개의 직선이 교차하는 각각의 교점으로부터 차분 화상에서의 Y=yQ, Y=yR 상을 외측으로 검색하고, 출력이 있는 화소를 검출함으로써, 4개의 점 P5~P8을 판별한다. 주변 기준 위치 검출부(153)는 동일한 방법에 의해, 나머지의 4개의 점 P9~P12를 판별한다.
말단점 검출부(154)는 이러한 방법에 의해서도 중앙 블록 영역(16)의 중앙 기준 위치와 주변 블록 영역(17-1~17-4)의 주변 기준 위치를 판별하고, 투사 영역의 4개의 위치를 판별할 수 있다.
특히, 이 방법에 의하면 투사 영역 정보 생성부(155)는 제2 실시예의 방법과 비교하여, 투사 대상 영역 외에서 주변 기준 위치를 검출하는 바람직하지 않은 처리를 방지할 수 있고, 또한, 근사 직선을 구하기 위한 3개 점의 간격을 보다 떨어진 상태에서 근사 직선을 구할 수 있다. 이에 의해, 프로젝터(20)는 보다 높은 정밀도로 투사 영역의 위치를 검출할 수 있다.
또한, 중앙 기준 위치의 개수나 주변 기준 위치의 개수는 임의적이고, 전술한 실시예로 한정되지 않는다.
또한, 제1 캘리브레이션 화상(13)과 제2 캘리브레이션 화상(14)의 패턴은, 도12a 및 도12b에 도시한 예로 한정되지 않고, 적어도 차분 화상으로 된 상태에서 중앙 블록 영역(16)이 형성되면 좋고, 특히, 차분 화상으로 된 상태에서 중앙 블록 영역(16)과 주변 블록 영역(17-1~17-4)이 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 중앙 블록 영역(16)을 포함하는 제1 캘리브레이션 화상(13)과 주변 블록 영역(17-1~17-4)을 포함하는 제2 캘리브레이션 화상(14)을 채용해도 좋다.
또한, 캘리브레이션 화상, 중앙 블록 영역(16) 및 주변 블록 영역(17-1~17-4)의 형상은 구형으로 한정되지 않고, 예를 들면, 원형 등의 구형 이외의 형상을 채용해도 좋다. 물론, 캘리브레이션 화상 전체의 형상과 중앙 블록 영역(16)의 형상은 닮은 형상으로 한정되지 않고, 양자의 형상의 대응을 알 수 있을 형상이면 좋다.
또한, 주변 블록 영역(17-1~17-4)의 개수도 임의적이다.
또한, 스크린(10) 이외의 흑판, 백판 등의 투사 대상물에 화상을 투사하는 경우에도 본 발명은 유효하다.
또한, 예를 들면, 전술한 실시예에서는 화상 처리 시스템을 프로젝터(20)에 실장한 예에 대해서 설명했지만, 프로젝터(20) 이외에도 CRT(Cathode Ray Tube) 등의 프로젝터(20) 이외의 화상 표시 장치에 실장해도 좋다. 또한, 프로젝터(20)로서는 액정 프로젝터 이외에도, 예를 들면, DMD(Digital Microirror Device)를 이용한 프로젝터 등을 이용해도 좋다. 또한, DMD는 미국 텍사스 인스투르먼트사의 상표이다.
또한, 전술한 프로젝터(20)의 기능은, 예를 들면, 프로젝터 단일체로 실장해도 좋고, 다수의 처리 장치로 분산해서(예를 들면, 프로젝터와 PC로 분산 처리) 실장해도 좋다.
또한, 전술한 실시예에서는 센서(60)를 프로젝터(20)에 내장한 구성이었지만, 센서(60)를 프로젝터(20)와 별개의 독립된 장치로서 구성해도 좋다.
본 발명에 의하면, 촬상 정보에 기초하여 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점을 보다 정확하게 검출할 수 있는 화상 처리 시스템, 프로젝터, 정보 기억 매체 및 화상 처리 방법을 제공할 수 있다.

Claims (18)

  1. 제1 및 제2 캘리브레이션 화상을 각각 상이한 시점에서 투사하는 화상 투사 수단;
    노출 조정 기능을 갖고 있고, 투사된 각 캘리브레이션 화상을 촬상해서 제1 및 제2 촬상 정보를 생성하는 촬상 수단;
    상기 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여, 각 캘리브레이션 화상의 상기 촬상 수단의 촬상 영역에 있어서 대응하는 화소마다 소정 화상 신호값의 차이를 나타내는 차이 정보를 생성하는 차이 정보 생성 수단; 및
    당해 차이 정보를 검색 대상으로 하여, 상기 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점을 검출하는 말단점 검출 수단
    을 포함하고,
    상기 촬상 수단은, 상기 제1 캘리브레이션 화상의 투사시에 자동 노출로 당해 캘리브레이션 화상을 촬상하고, 상기 제2 캘리브레이션 화상의 투사시에 상기 자동 노출로 결정된 노출의 상태에서 당해 캘리브레이션 화상을 촬상하는
    화상 처리 시스템.
  2. 제1 및 제2 캘리브레이션 화상을 각각 상이한 시점에서 투사하는 화상 투사 수단;
    노출 조정 기능을 갖고 있고, 투사된 각 캘리브레이션 화상을 촬상해서 제1 및 제2 촬상 정보를 생성하는 촬상 수단;
    상기 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여, 상기 촬상 수단의 촬상 영역에서의 소정 화소 영역을 다수의 화소로 구성되는 화소 블록으로 구분하고, 당해 화소 블록을 구성하는 화소의 소정 화상 신호값의 평균값 또는 합계값, 또는 당해 화소 블록에서의 대표 화소의 소정 화상 신호값을 나타내는 제1 및 제2 화소 블록 전처리(前處理) 정보를 생성하는 것과 함께, 상기 제1 화소 블록 전처리 정보와 상기 제2 화소 블록 전처리 정보의 차이에 기초하여, 상기 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점의 기준이 되는 화소 영역을 설정하고, 상기 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여 당해 화소 영역 근방의 화소마다 상기 소정 화상 신호값의 차이를 나타내는 차이 정보를 생성하는 차이 정보 생성 수단; 및
    당해 차이 정보를 검색 대상으로 하여, 상기 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점을 검출하는 말단점 검출 수단;
    을 포함하고,
    상기 촬상 수단은, 상기 제1 캘리브레이션 화상의 투사시에 자동 노출로 당해 캘리브레이션 화상을 촬상하고, 상기 제2 캘리브레이션 화상의 투사시에 상기 자동 노출로 결정된 노출의 상태에서 당해 캘리브레이션 화상을 촬상하는
    화상 처리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화상 투사 수단은, 상기 제1 캘리브레이션 화상으로서 백색의 단일색 캘리브레이션 화상을 투사하는 것과 함께, 상기 제2 캘리브레이션 화상으로서 흑색의 단일색 캘리브레이션 화상을 투사하는
    화상 처리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차이 정보 생성 수단은, 상기 차이 정보로서, 상기 제1 촬상 정보로 표시되는 제1 촬상 화상과 상기 제2 촬상 정보로 표시되는 제2 촬상 화상의 차분 화상을 생성하고,
    당해 차분 화상은, 당해 차분 화상의 중앙 부근에 위치하는 중앙 블록 영역과, 당해 중앙 블록 영역의 주변에 위치하는 주변 블록 영역과, 상기 중앙 블록 영역 및 상기 주변 블록 영역 이외의 배경 영역으로 구성되고,
    상기 중앙 블록 영역 및 상기 주변 블록 영역에서의 각 화소와 상기 배경 영역에서의 각 화소는 상이한 밝기 지표값을 갖는
    화상 처리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 말단점 검출 수단은,
    상기 차분 화상에 기초하여, 상기 촬상 수단의 촬상 영역에서의 상기 중앙 블록 영역의 다수의 중앙 기준 위치를 검출하는 중앙 기준 위치 검출 수단;
    상기 중앙 기준 위치에 기초하여, 상기 촬상 영역에서의 상기 주변 블록 영역의 다수의 주변 기준 위치를 검출하는 주변 기준 위치 검출 수단; 및
    상기 중앙 기준 위치와 상기 주변 기준 위치에 기초하여, 상기 투사 영역의 말단점을 나타내는 투사 영역 정보를 생성하는 투사 영역 정보 생성 수단을 포함하는
    화상 처리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 투사 영역 정보 생성 수단은, 상기 중앙 기준 위치와 상기 주변 기준 위치에 기초하여, 다수의 근사 직선 또는 근사 곡선을 설정해서 상기 중앙 블록 영역 및 상기 주변 블록 영역의 형상 또는 배치를 판정함으로써, 상기 투사 영역 정보를 생성하는
    화상 처리 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 투사 영역 및 상기 중앙 블록 영역은 구형(矩形)의 영역이고,
    상기 투사 영역 정보 생성 수단은, 상기 다수의 근사 직선의 교점 또는 상기 다수의 근사 곡선의 교점을 검출함으로써, 상기 중앙 블록 영역의 4개 모서리의 위치를 판정하고, 당해 4개 모서리의 위치에 기초하여 상기 투사 영역의 4개 모서리의 위치를 나타내는 상기 투사 영역 정보를 생성하는
    화상 처리 시스템.
  8. 제1 및 제2 캘리브레이션 화상을 각각 상이한 시점에서 투사하는 화상 투사 수단;
    노출 조정 기능을 갖고 있고, 투사된 각 캘리브레이션 화상을 촬상해서 제1 및 제2 촬상 정보를 생성하는 촬상 수단;
    상기 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여, 각 캘리브레이션 화상의 상기 촬상 수단의 촬상 영역에 있어서 대응하는 화소마다 소정 화상 신호값의 차이를 나타내는 차이 정보를 생성하는 차이 정보 생성 수단; 및
    당해 차이 정보를 검색 대상으로 하여, 상기 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점을 검출하는 말단점 검출 수단
    을 포함하고,
    상기 촬상 수단은, 상기 제1 캘리브레이션 화상의 투사시에 자동 노출로 당해 캘리브레이션 화상을 촬상하고, 상기 제2 캘리브레이션 화상의 투사시에 상기 자동 노출로 결정된 노출의 상태에서 당해 캘리브레이션 화상을 촬상하는
    프로젝터.
  9. 제1 및 제2 캘리브레이션 화상을 각각 상이한 시점에서 투사하는 화상 투사 수단;
    노출 조정 기능을 갖고 있고, 투사된 각 캘리브레이션 화상을 촬상해서 제1 및 제2 촬상 정보를 생성하는 촬상 수단;
    상기 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여, 상기 촬상 수단의 촬상 영역에서의 소정 화소 영역을 다수의 화소로 구성되는 화소 블록으로 구분하고, 당해 화소 블록을 구성하는 화소의 소정 화상 신호값의 평균값 또는 합계값, 또는 당해 화소 블록에서의 대표 화소의 소정 화상 신호값을 나타내는 제1 및 제2 화소 블록 전처리 정보를 생성하는 것과 함께, 상기 제1 화소 블록 전처리 정보와 상기 제2 화소 블록 전처리 정보의 차이에 기초하여, 상기 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점의 기준이 되는 화소 영역을 설정하고, 상기 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여 당해 화소 영역 근방의 화소마다 상기 소정 화상 신호값의 차이를 나타내는 차이 정보를 생성하는 차이 정보 생성 수단; 및
    당해 차이 정보를 검색 대상으로 하여, 상기 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점을 검출하는 말단점 검출 수단
    을 포함하고,
    상기 촬상 수단은, 상기 제1 캘리브레이션 화상의 투사시에 자동 노출로 당해 캘리브레이션 화상을 촬상하고, 상기 제2 캘리브레이션 화상의 투사시에 상기 자동 노출로 결정된 노출의 상태에서 당해 캘리브레이션 화상을 촬상하는
    프로젝터.
  10. 컴퓨터에 의해 판독가능한 프로그램을 기억한 정보 기억 매체로서,
    제1 및 제2 캘리브레이션 화상을 각각 상이한 시점에서 투사하는 화상 투사 수단;
    노출 조정 기능을 갖고 있고, 투사된 각 캘리브레이션 화상을 촬상해서 제1 및 제2 촬상 정보를 생성하는 촬상 수단;
    상기 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여, 각 캘리브레이션 화상의 상기 촬상 수단의 촬상 영역에 있어서 대응하는 화소마다 소정 화상 신호값의 차이를 나타내는 차이 정보를 생성하는 차이 정보 생성 수단; 및
    당해 차이 정보를 검색 대상으로 하여, 상기 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점을 검출하는 검출 수단
    으로서 컴퓨터를 기능시키기 위한 프로그램을 기억하고,
    상기 촬상 수단은, 상기 제1 캘리브레이션 화상의 투사시에 자동 노출로 당 해 캘리브레이션 화상을 촬상하고, 상기 제2 캘리브레이션 화상의 투사시에 상기 자동 노출로 결정된 노출의 상태에서 당해 캘리브레이션 화상을 촬상하는
    정보 기억 매체.
  11. 컴퓨터에 의해 판독가능한 프로그램을 기억한 정보 기억 매체로서,
    제1 및 제2 캘리브레이션 화상을 각각 상이한 시점에서 투사하는 화상 투사 수단;
    노출 조정 기능을 갖고 있고, 투사된 각 캘리브레이션 화상을 촬상해서 제1 및 제2 촬상 정보를 생성하는 촬상 수단;
    상기 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여, 상기 촬상 수단의 촬상 영역에서의 소정 화소 영역을 다수의 화소로 구성되는 화소 블록으로 구분하고, 당해 화소 블록을 구성하는 화소의 소정 화상 신호값의 평균값 또는 합계값, 또는 당해 화소 블록에서의 대표 화소의 소정 화상 신호값을 나타내는 제1 및 제2 화소 블록 전처리 정보를 생성하는 것과 함께, 상기 제1 화소 블록 전처리 정보와 상기 제2 화소 블록 전처리 정보의 차이에 기초하여, 상기 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점의 기준이 되는 화소 영역을 설정하고, 상기 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여 당해 화소 영역 근방의 화소마다 상기 소정 화상 신호값의 차이를 나타내는 차이 정보를 생성하는 차이 정보 생성 수단; 및
    당해 차이 정보를 검색 대상으로 하여, 상기 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점을 검출하는 검출 수단
    으로서 컴퓨터를 기능시키기 위한 프로그램을 기억하고,
    상기 촬상 수단은, 상기 제1 캘리브레이션 화상의 투사시에 자동 노출로 당해 캘리브레이션 화상을 촬상하고, 상기 제2 캘리브레이션 화상의 투사시에 상기 자동 노출로 결정된 노출의 상태에서 당해 캘리브레이션 화상을 촬상하는
    정보 기억 매체.
  12. 제1 캘리브레이션 화상을 투사하고,
    투사한 제1 캘리브레이션 화상을 자동 노출 설정으로 촬상해서 제1 촬상 정보를 생성하고,
    제2 캘리브레이션 화상을 투사하고,
    투사한 제2 캘리브레이션 화상을 상기 제1 캘리브레이션 화상의 촬상시의 노출로 촬상해서 제2 촬상 정보를 생성하고,
    상기 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여, 촬상 영역에 있어서 대응하는 화소마다 소정 화상 신호값의 차이를 나타내는 차이 정보를 생성하고,
    당해 차이 정보를 검색 대상으로 하여, 상기 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점을 검출하는
    화상 처리 방법.
  13. 제1 캘리브레이션 화상을 투사하고,
    투사한 제1 캘리브레이션 화상을 자동 노출 설정으로 촬상해서 제1 촬상 정보를 생성하고,
    제2 캘리브레이션 화상을 투사하고,
    투사한 제2 캘리브레이션 화상을 상기 제1 캘리브레이션 화상의 촬상시의 노출로 촬상해서 제2 촬상 정보를 생성하고,
    상기 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여, 촬상 영역에서의 소정 화소 영역을 다수 화소로 구성되는 화소 블록으로 구분하고,
    당해 화소 블록을 구성하는 화소의 소정 화상 신호값의 평균값 또는 합계값, 또는 당해 화소 블록에서의 대표 화소의 소정 화상 신호값을 나타내는 제1 및 제2 화소 블록 전처리 정보를 생성하고,
    상기 제1 화소 블록 전처리 정보와 제2 화소 전처리 블록 정보의 차이에 기초하여, 상기 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점의 기준이 되는 화소 영역을 설정하고,
    상기 제1 및 제2 촬상 정보에 기초하여, 당해 화소 영역 근방의 화소마다 상기 소정 화상 신호값의 차이를 나타내는 차이 정보를 생성하고,
    당해 차이 정보를 검색 대상으로 하여, 상기 촬상 영역에서의 투사 영역의 말단점을 검출하는
    화상 처리 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 캘리브레이션 화상은 백색의 단일색 캘리브레이션 화상이고, 상기 제2 캘리브레이션 화상은 흑색의 단일색 캘리브레이션 화상인
    화상 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 차이 정보로서 상기 제1 촬상 정보로 표시되는 제1 촬상 화상과 상기 제2 촬상 정보로 표시되는 제2 촬상 화상의 차분 화상을 생성하고,
    당해 차분 화상은, 당해 차분 화상의 중앙 부근에 위치하는 중앙 블록 영역과, 당해 중앙 블록 영역의 주변에 위치하는 주변 블록 영역과, 상기 중앙 블록 영역 및 상기 주변 블록 영역 이외의 배경 영역으로 구성되고,
    상기 중앙 블록 영역 및 상기 주변 블록 영역에서의 각 화소와 상기 배경 영역에서의 각 화소는 상이한 밝기 지표값을 갖는
    화상 처리 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 차분 화상에 기초하여, 촬상 영역에서의 상기 중앙 블록 영역의 다수의 중앙 기준 위치를 검출하고,
    상기 중앙 기준 위치에 기초하여, 상기 촬상 영역에서의 상기 주변 블록 영역의 다수의 주변 기준 위치를 검출하고,
    상기 중앙 기준 위치와 상기 주변 기준 위치에 기초하여, 상기 투사 영역의 말단점을 나타내는 투사 영역 정보를 생성하는
    화상 처리 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 중앙 기준 위치와 상기 주변 기준 위치에 기초하여, 다수의 근사 직선 또는 근사 곡선을 설정해서 상기 중앙 블록 영역 및 상기 주변 블록 영역의 형상 또는 배치를 판정함으로써, 상기 투사 영역 정보를 생성하는
    화상 처리 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 투사 영역 및 상기 중앙 블록 영역은 구형의 영역이고,
    상기 다수의 근사 직선의 교점 또는 상기 다수의 근사 곡선의 교점을 검출 함으로써, 상기 중앙 블록 영역의 4개 모서리의 위치를 판정하고, 당해 4개 모서리의 위치에 기초하여 상기 투사 영역의 4개 모서리의 위치를 나타내는 상기 투사 영 역 정보를 생성하는
    화상 처리 방법.
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