KR20050050614A

KR20050050614A - 화상 변환 장치, 화상 변환 방법, 및, 화상 투사 장치

Info

Publication number: KR20050050614A
Application number: KR1020047008753A
Authority: KR
Inventors: 아끼히로 오따; 히데오 모리따
Original assignee: 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 2002-10-08
Filing date: 2003-10-08
Publication date: 2005-05-31
Also published as: CN1685362A; US20050180655A1; US7362385B2; CN100380944C; JPWO2004034326A1; EP1550979A1; WO2004034326A1; EP1550979A4

Abstract

키스톤 왜곡 화상 보정 시의 보간 연산의 처리의 부담을 경감하는 화상 처리 장치를 제공한다. 화상 처리 장치는, 원화상 데이터를 입력하고, 원화상 데이터 내에서 수직 방향 또는 수평 방향의 한 방향으로 배열되는 복수의 원화상 데이터에 대한 제1 보간 연산을 복수회 실행하고, 다른 방향에서의 제2 보간 연상을 실행하여, 새로운 화상 데이터를 생성하는 보간 수단(11, 12)과, 제1 보간 연산에 의해 얻어진 보간 데이터(Va∼Vd)를 기억하는 기억 수단(13)을 갖고, 보간 수단(12)은, 복수의 원화소 데이터의 조합이, 기억 수단(13) 내에 이미 기억되어 있는 보간 데이터(Va'∼Vd')를 산출하였을 때의 상기 조합과 동일한 경우, 해당 보간 데이터 기억 수단(13)으로부터 판독하여, 제2 보간 연산에 이용한다.

Description

화상 변환 장치, 화상 변환 방법, 및, 화상 투사 장치{IMAGE CONVERSION DEVICE, IMAGE CONVERSION METHOD, AND IMAGE PROJECTION DEVICE}

본 발명은, 입력한 원화상을 보간 연산에 의해 새로운 화상으로 변환하는 화상 변환 장치 및 화상 변환 방법과, 거의 수직의 투사면 상에서 왜곡이 보정되는 화상의 데이터를 보간 연산에 의해 생성하는 화상 투사 장치에 관한 것이다.

소위 프로젝터라고 하는 화상 투사 장치는, 표시 수단, 예를 들면 LCD(Liquid Crystal Display)를 갖고 있다. 표시 수단에 화상을 표시시켜, 그 화상을 외부의 스크린 등의 투사면에 투영한다. 이 때, 투사면에 대한 액정 프로젝터로부터의 화상의 투사 각도가 경사져 있으면, 본래, 직사각형이어야 하는 화상이 스크린 상에서 사다리꼴 형상으로 왜곡된다.

이 때문에, 액정 패널 상에서의 화상을 반대로 왜곡시켜 스크린 상의 화상의 사다리꼴 왜곡을 보정하는 소위 키스톤 보정 기능을 구비한 액정 프로젝터가 알려져 있다.

통상, 프로젝터는 다양한 입력 화상의 종류나 해상도에 따라, 혹은 PinP(Picture in Picture) 기능의 실현을 위해, 화소수 변환 기능을 구비한다. 프로젝터의 화소수 변환을 위한 기능으로서, 변환 후의 어드레스를 생성하는 기능과, 생성한 어드레스마다, 입력 화상으로부터 선택한 복수의 화상 데이터로부터 1개의 화소 데이터를 보간 연산에 의해 생성하는 보간 연산 기능이 있다.

도 28의 (A-1), 도 28의 (A-2) 및 도 28의 (B-1), 도 28의 (B-2)에, 수평 방향의 사다리꼴 왜곡 보정을 예로 들어, 원화상과 변환 후의 화상과 어드레스 변환의 이미지를 도시한다.

화상 변환에서는, 일반적으로, 도 28의 (B-1)에 도시한 바와 같이 투사 위치에 따라 투사면에서 발생하는 왜곡과 동일한 왜곡을 갖는 화상의 어드레스(화소 위치 데이터)를 발생시킨다. 이하, 이러한 데이터를 보간에 의해 생성해야 할 화소의 어드레스를 "보간 어드레스", 그 새로운 데이터를 "보간 화소 데이터"라고 한다.

보간 어드레스 각각에 대응하는 보간 화소 데이터를 보간 연산에 의해 생성하기 위해서는, 예를 들면, 보간 어드레스마다, 대응하는 원화상의 개소 중심에 주위의 복수의 원화소 데이터를 소정의 규칙으로 선택하고, 소정의 규칙으로 가중치 부여하여 합성한다. 이 데이터 생성을 반복하여 모든 보간 화소 데이터를 생성한 후, 도 28의 (B-2)에 도시한 바와 같이, 생성한 보간 화소 데이터군을 일괄하여 어드레스 변환한다.

수평 방향의 사다리꼴 왜곡 보정에서는, 보간 어드레스의 제공 방법을 도 28의 (B-1)과 같이 주사선 방향에 대하여 평행이 아니라, 라인마다 어느 정도 비스듬하게 기울여 제공해 간다. 이 때의 샘플링 포인트로 되는 보간 화소 중심끼리의 간격도 일정하지 않아, 비선형으로 변화된다. 또한, 라인에 대해서도 마찬가지이며, 라인간의 간격도 일정 간격이 아니다. 이와 같이 경사지게 보간 어드레스를 제공하여, 보간 화소 데이터를 생성하고, 이것을 보간 어드레스에 할당하면, 결과로서, 도 28의 (A-2)의 화상 이미지로 나타낸 바와 같은, 투사면 상의 화상과 반대로 의도적으로 왜곡시킨 화상이 얻어진다. 이 의도적으로 왜곡시킨 화상을 투사면에 투영하면, 왜곡이 캔슬된 직사각 형상의 화상이 얻어진다.

이상은, 수평 방향의 왜곡 보정을 설명하였지만, 수직 방향의 왜곡도 마찬가지의 방법에 의해 보정할 수 있다. 수직 방향의 왜곡 보정 시에는, 상방 또는 하방으로 확대된 사다리꼴 왜곡 화상을 나타낸 어드레스군을 생성하고, 그 어드레스 점의 각각에서 보간 연산을 행한다.

한편, 투사면에 대하여 수평과 수직에 각각 임의의 각도를 가진 경사로부터의 투사인 경우, 수평 방향과 수직 방향의 왜곡이 합성되어 화상이 복잡하게 왜곡되기 때문에, 왜곡을 나타내는 어드레스군의 생성이 복잡하다. 단, 어드레스군만 효율적으로 생성할 수 있으면, 보간 연산 자체는, 상술한 다른 경우와 마찬가지로 행할 수 있다.

상술한 바와 같이 수평 방향의 왜곡 성분을 포함하는 경우, 도 28의 (B-1)에 도시한 바와 같이, 보간 어드레스를 연결하는 라인이 원화상의 복수의 수평 라인(복수의 수평 주사선)을 경사지게 가로지르게 된다. 이 때문에, 화소의 보간에서는, 보간 어드레스 점의 주위에 존재하는 원화상의 화소 데이터를 수평과 수직에서 각각 복수개 이용할 필요가 있어, 2차원의 보간 연산이 필요로 된다. 이 연산에는, 2차원의 보간 필터를 이용할 수 있다. 단, 일반적으로는, 연산 규모, 메모리의 비트 폭의 제약, 설정의 자유도 등의 이유로부터 수직, 수평에 독립된 2개의 1차원의 보간 필터를 이용한다. 예를 들면, 최초로 수직의 1차원의 보간 필터에 원화상 데이터를 통과시키고, 이에 의해 생성된 보간 데이터를, 또한 수평의 1차원의 보간 필터에 통과시킴으로써, 새로운 화소 데이터를 생성한다.

도 29에, 4탭의 필터에 의한 컨볼루션 연산에 의해 1개의 화소 데이터를 생성하는 1차원의 보간 연산예를 도시한다.

보간 계수는 보간 위치와 화소 데이터와의 거리로 결정되기 때문에, 이 때의 x축 방향의 거리의 함수 h(x)에 의해, 각각의 위상에 대한 보간 계수(필터 계수)를 나타낼 수 있다. 따라서, 이 때의 도시한 보간점 Q의 화소 데이터 q는, 원화소 데이터 A, B, C, D를 이용하여 수학식 1로 나타내는 컨볼루션 연산으로 표현할 수 있다.

실제로는 보간 함수 h(x)에 대해서는 다양한 것이 생각되며, 보간 필터의 특성을 변화시킴으로써 화질도 변화시킬 수 있다.

도 30에, 화상 변환 블록 내에서, 특히 1차원 필터 연산을 2회 독립하여 행하는 필터 연산부의 구성을 도시한다.

필터 연산부(200)는, 수직의 보간 필터(VIF)(201), 수평의 보간 필터(HIF)(202), 셀렉터(SEL.)(203) 및 기억 수단(204)을 갖는다. 처음에 원화소 데이터와 필터 계수 세트가 수직의 보간 필터(201)에 입력된다. 원화소 데이터를 수직의 보간 필터(201)에 통과시킴으로써 수학식 1로 나타낸 바와 같은 필터 연산이 실행되어, 수직 방향의 예를 들면 4개의 화소 데이터를 이용하여 생성된 보간 데이터가 출력된다. 이것이 보간점 주위의 예를 들면 4개의 화소 열에서 반복되어, 4개의 수직 방향의 보간 데이터 Va, Vb, Vc, Vd가 순차적으로 수직의 보간 필터(201)로부터 셀렉터(203)로 출력된다. 셀렉터(203)는 출력을 전환하면서, 4개의 수직 방향의 보간 데이터 Va, Vb, Vc, Vd를 순차적으로, 기억 수단(204) 내의 소정의 저장부(또는 소정의 어드레스)에 할당한다. 기억 수단(204)은, 4개의 보간 데이터 Va, Vb, Vc, Vd가 갖추어지면, 이들을 수평의 보간 필터(202)로 출력한다. 수평의 보간 필터(202)는, 입력한 필터 계수 세트에 따라 1차원(수평 방향)의 필터 연산을 실행하고, 그 결과를, 새로운 화소 데이터로서 출력한다.

이와 같이, 1개의 새로운 화소 데이터를 생성하기 위해서는, 원화상의 데이터를 수직과 수평에서 (N×M)개, 상기 예에서는 4×4=16개 이용한다. 그리고, 1개의 새로운 화소 데이터를 생성하기 위해서는, N탭의 수직의 보간 필터에 의한 보간 연산을 M회(상기 예에서는 N=M=4) 행하고, 이에 의해 생성된 M개의 1차원 보간 데이터 V1, V2, …, VM에 대하여, M탭의 수평의 보간 필터에 의한 보간 연산을 1번만 실행한다.

상술한 화상 투사 장치의 화상 변환부에서 행하는 화소의 보간 연산 처리에서는, 원화소 데이터의 추출수가 수직 방향에서 N개, 수평 방향에서 M개(N, M : 2 이상의 자연수)로 정해져 있다. 일반적으로, 높은 정밀도의 보간을 실현하기 위해 이용하는 수학식 1의 보간 함수 h(x)가 고차이면 고차일수록, 이 원화소 데이터의 추출수 N, M이 증가되고, 필터의 탭수도 증대된다. 또한, 수평 방향의 왜곡 보정을 양호한 정밀도로 행하기 위해서는, 수평 방향뿐만 아니라 수직 방향에도 어느 정도의 수의 원화소 데이터가 필요로 된다. 이 경우, 프로젝터의 설치의 자유도를 높이기 위해서는, 크게 왜곡된 화상을 보정할 수 있는 것이 중요하며, 그 관점에서도 원화소 데이터의 추출수 N, M은 사전에 크게 설정된다.

도 30에 도시한 구성의 필터 연산부(200)에서는, 새로운 화소 데이터가 생성되는 경우, 수직의 보간 필터(201)로부터 출력된 보간 데이터 Va, Vb, Vc, Vd가 기억 수단(204)에 입력되면, 그 전의 화소 데이터의 생성에 이용한 보간 데이터 Va', Vb', Vc', Vd'가 재기입되게 된다. 이 구성의 필터 연산부(200)에서는, 새로운 화상 데이터의 생성마다, M개(본 예에서는 4개)의 보간 데이터가 생성된다.

그런데, 도 30에 도해한 필터 연산부(200)에서, 보간 데이터의 몇개가, 연속한 화상 데이터의 생성 시에 동일한 경우가 많다. 이 경우, 기억 수단(204)에 대하여, 이미 생성되어 저장되어 있는 데이터와 동일한 데이터를 재차 생성하고, 이에 의해 기억 내용을 재기입하는 등의 불필요한 처리가 이루어진다. 보간 처리의 정밀도 혹은 프로젝터의 배치의 자유도를 향상시키기 위해 원화소 데이터의 추출수 N, M이 큰 경우, 수직의 보간 필터(201)에서 동일한 연산을 반복하는 경우가 많다. 또한, 이 수직의 보간에서 동일한 내용의 연산을 반복하는 빈도는, 수평 방향의 왜곡 성분에 비해 수직 방향의 왜곡 성분이 지배적으로 되면 될수록 증대하였다. 또한, 불필요한 반복 연산이 적은 경우에도, 경사진 왜곡 보정의 어드레스 생성이 복잡하기 때문에 처리 시간이 증대되는 경우가 있었다.

상술한 화상 투사 장치에서, 상기 이유에 의해 동일한 연산의 불필요한 반복이 빈번하게 발생하거나, 혹은, 복잡한 어드레스 계산에 의해, 전체의 연산 스피드의 향상이 불필요하게 제한되었다. 이 때문에, 메모리와의 교환을 행하는 부분의 클럭 주파수 등을 높게 해야만 하거나, 혹은, 메모리의 비트 폭을 증가시켜야만 하는 등의 제약 사항이 발생하였다.

<발명의 개시>

본 발명의 제1 목적은, 보간 연산의 처리 속도를 향상시키고, 또한 필요로 되는 메모리에의 부담을 경감한 화상 변환 장치 및 화상 변환 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제2 목적은, 보간 연산의 처리 속도의 향상과 메모리에의 부담 경감이 가능한 보간 연산의 방법을 이용하여, 투사면 상에서 왜곡을 보정할 수 있는 화상의 데이터를 생성하는 화상 투사 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제1 관점에 따르면, 입력된 원화상의 수직 또는 수평 중 어느 한 방향으로 배열되는 복수의 원화소 데이터에 의해 제1 보간 연산을 실행하고, 그 제1 보간 연산에 의해 얻어진 복수의 보간 데이터를 이용하여 상기 한 방향과는 다른 타방향에서의 제2 보간 연산을 실행하여, 보간점에서의 새로운 화상 데이터를 생성하는 보간 수단과, 상기 제1 보간 연산에 의해 얻어진 상기 보간 데이터를 기억하는 기억 수단을 갖고, 상기 보간 수단은, 상기 복수의 원화소 데이터의 조합이, 상기 기억 수단 내에 사전에 기억되어 있는 상기 보간 데이터를 산출하였을 때의 상기 조합과 동일한 경우, 해당 보간 데이터를 상기 기억 수단으로부터 판독하여, 상기 제2 보간 연산에 이용하는 화상 변환 장치가 제공된다.

본 발명의 제2 관점에 따르면, 상호 직교하는 제1 및 제2 방향으로 매트릭스 형상으로 배치된 표시 화소를 갖는 표시 수단과, 광원으로부터의 광을 이용하여 상기 표시 수단에 표시된 화상을 투사면에 투사하는 투사 수단을 갖고, 상기 투사면에 투사하였을 때, 입력된 원화상을 해당 투사면의 법선에 대한 상기 투사의 각도에 따른 왜곡이 보정되는 화상으로 보간 처리를 이용하여 변환하는 기능을 갖고 있는 화상 투사 장치로서, 상기 표시 수단에 표시되는 위치에 대응하고, 왜곡이 발생한 화상의 어드레스를 생성하는 어드레스 생성 수단과, 왜곡이 발생한 화상의 상기 어드레스에 왜곡이 없는 상기 원화상의 화소 위치를 대응시키는 맵핑 수단과, 상기 제1 방향으로 배열되는 상기 표시 화소에 대응하여 상기 어드레스 생성 수단에 의해 생성되는 상기 왜곡이 발생한 화상의 어드레스 라인과, 상기 제2 방향의 상기 화소를 연결하는 복수의 라인과의 교점을 기준으로, 상기 제2 방향의 복수의 원화상 데이터를 상기 교점마다 선택하는 선택 수단과, 선택된 상기 원화소 데이터의 각 조에 대하여, 선택 시에 기준으로 한 상기 교점에서 제1 보간 연산을 각각 실행하고, 얻어진 복수의 보간 데이터에 대하여 상기 제1 방향에서 제2 보간 연산을 실행하며, 상기 맵핑 수단으로부터 얻은 상기 어드레스와 상기 위치 정보의 대응 관계에 기초하여 상기 표시 수단에 표시해야 할 새로운 화소 데이터를 생성하는 보간 수단을 갖는 화상 투사 장치가 제공된다.

본 발명의 제3 관점에 따르면, 상호 직교하는 제1 및 제2 방향으로 매트릭스 형상으로 배치된 표시 화소를 갖는 표시 수단과, 광원으로부터의 광을 이용하여 상기 표시 수단에 표시된 화상을 투사면에 투사하는 투사 수단을 갖고, 상기 투사면에 투사하였을 때, 입력된 원화상을 해당 투사면의 법선에 대한 상기 투사의 각도에 따른 왜곡이 보정되는 화상으로 보간 처리를 이용하여 변환하는 기능을 갖고 있는 화상 투사 장치로서, 상기 원화상의 화소 위치에 기초하는 좌표에서의 상기 제1 방향의 좌표 파라미터의 계수를 1로 한 제1 관계식에 의해 제1 보간 어드레스를, 상기 제2 방향의 좌표 파라미터의 계수를 1로 한 제2 관계식에 의해 제2 보간 어드레스를 구하여, 왜곡이 발생한 화상의 어드레스를 생성하는 어드레스 생성 수단과, 왜곡이 발생한 화상의 상기 어드레스에 왜곡이 없는 상기 원화상의 위치 정보를 대응시키는 맵핑 수단과, 상기 제1 방향의 상기 표시 화소에 대응하여 상기 어드레스 생성 수단에 의해 생성되는 왜곡이 발생한 상기 화상의 어드레스 라인과, 상기 제2 방향의 원화소를 연결하는 복수의 라인과의 각 교점의 위치를 상기 제1 보간 어드레스를 이용하여 구하여, 해당 교점에서 제1 보간 연산을 각각 실행하고, 얻어진 복수의 보간 데이터에 대하여, 상기 제2 보간 어드레스를 이용하여 구해진 보간점에서 제2 보간 연산을 실행하고, 상기 맵핑 수단으로부터 얻은 어드레스의 대응 관계에 기초하여 상기 표시 수단에 표시해야 할 새로운 화소 데이터를 생성하는 보간 수단을 갖는 화상 투사 장치가 제공된다.

본 발명의 제4 관점에 따르면, 입력된 원화상의 수직 또는 수평 중 어느 한 방향으로 배열되는 복수의 원화소 데이터에 의해 제1 보간 연산을 반복하여 실행하는 제1 보간 단계와, 상기 제1 보간 연산에 의해 생성된 복수의 보간 데이터를 기억 수단에 일시적으로 기억하는 데이터 기억 단계와, 복수의 상기 보간 데이터에 대하여 제2 보간 연산을 상기 한 방향과는 다른 타방향에서 실행함으로써, 새로운 화소 데이터를 생성하는 제2 보간 단계와, 상기 제1 보간 단계, 상기 데이터 기억 단계, 및, 상기 제2 보간 단계를 반복하여, 새로운 화소 데이터를 생성하는 단계를 갖고, 상기 새로운 화소 데이터를 생성하는 상기 단계에서는, 복수의 상기 원화소 데이터의 조합이, 상기 기억 수단 내에 사전에 기억되어 있는 상기 보간 데이터를 산출하였을 때의 상기 조합과 동일한 경우, 해당 보간 데이터를 상기 기억 수단으로부터 판독하여, 상기 제2 보간 연산에 이용하는 화상 변환 방법이 제공된다.

본 발명의 제5 관점에 따르면, 광을 이용하여 투사면에 투사하였을 때, 입력한 원화상을 해당 투사면 상에서 상기 투사의 각도에 따른 왜곡이 보정되는 화상으로 보간 처리를 이용하여 변환하여, 표시 수단에 출력하는 화상 변환 방법으로서, 왜곡이 발생한 화상의 어드레스를 생성하는 단계와, 왜곡이 발생한 화상의 상기 어드레스에, 왜곡이 없는 상기 원화상의 화소 위치를 대응시키는 맵핑의 단계와, 수평 또는 수직 방향 중 제1 방향으로 상기 표시 수단의 표시 위치에 대응하여 상기 어드레스 생성 수단에 의해 생성되는 왜곡이 발생한 화상의 어드레스 라인과, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향의 상기 화소를 연결하는 복수의 라인과의 교점을 기준으로, 복수의 원화상 데이터를 상기 교점마다 선택하는 단계와, 선택된 상기 원화상 데이터의 각 조에 대하여, 선택 시에 기준으로 한 상기 교점에서 제1 보간 연산을 각각 실행하는 단계와, 상기 제1 보간 연산에 의해 얻어진 복수의 보간 데이터에 대하여 수평 방향에서 제2 보간 연산을 실행하고, 상기 맵핑에 의해 얻은 어드레스의 대응 관계에 기초하여 상기 표시 수단에 표시해야 할 새로운 화소 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 화상 변환 방법이 제공된다.

본 발명의 제6 관점에 따르면, 수평 또는 수직 방향 중 제1 방향의 좌표 파라미터의 계수를 1로 한 제1 관계식에 의해 제1 보간 어드레스를, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향의 좌표 파라미터의 계수를 1로 한 제2 관계식에 의해 제2 보간 어드레스를 각각 생성하는 어드레스 생성 단계와, 입력된 원화상의 상기 제2 방향으로 배열되는 복수의 원화소 데이터를, 상기 제1 보간 어드레스를 이용하여 선택하고, 복수회의 제1 보간 연산을 반복하여 실행하는 제1 보간 단계와, 상기 제1 보간 연산에 의해 생성된 상기 제1 방향으로 배열되는 복수의 보간 데이터를, 상기 제2 보간 어드레스를 이용하여 선택하고, 보간점에서 제2 보간 연산을 실행하여, 새로운 화소 데이터를 생성하는 제2 보간 단계를 갖는 화상 변환 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 제1∼제3 실시 형태에서의 프론트 프로젝터의 정면 투사 시의 상방으로부터 본 배치도.

도 2는 본 발명의 제1∼제3 실시 형태에서의 프로젝터의 배치 가능한 범위를, 정면 배치의 위치를 중심으로 하여 도시하는 도면.

도 3A는 가로로부터의 화상 투영 시의 도면이고, 도 3B는 입력 화상 이미지를 도시하는 도면이며, 도 3C는 LCD 패널면 상에서의 화상 이미지도.

도 4A는 정면 위치로부터 수평과 수직의 쌍방의 방향으로 어긋난 위치로부터의 경사 투사 시의 도면이고, 도 4B는 입력 화상 이미지이며, 도 4C는 LCD의 패널면 상에서의 화상 이미지.

도 5는 본 발명의 제1∼제3 실시 형태에서의 프로젝터의 기본 구성을 도시하는 도면.

도 6은 본 발명의 제1∼제3 실시 형태의 프로젝터에서, 도 5의 회로부에 포함되는, 이미지 프로세서와 그 주변의 회로의 일 구성예를 도시하는 블록도.

도 7은 이미지 프로세서 내부의 회로의 일 구성예를 도시하는 블록도.

도 8은 본 발명의 제1 및 제2 실시 형태에서의 필터 연산부의 구성을 도시하는 블록도.

도 9A는 정면 투사의 경우의 오른손 좌표계에서의 프로젝터와 스크린의 위치 관계를 도시하는 도면이고, 도 9B는 yz 평면도이며, 도 9C는 xy 평면도.

도 10A는 수직 투사각 α도, 수평 투사각β도의 경우에, 오른손 좌표계에서의 프로젝터와 스크린의 위치 관계를 도시하는 도면이고, 도 10B는 yz 평면도이며, 도 10C는 xy 평면도.

도 11A∼도 11C는 스크린을 축 회전시킨 경우의 도 10A∼도 10C와 등가적인 경사 투사의 위치 관계를 도시하는 도면.

도 12A 및 도 12B는 좌표 관계에 대하여 정리하여 도시하는 도면.

도 13의 (A)는 정면 투사의 SVGA 출력 화상의 어드레스 맵의 이미지도이고, 도 13의 (B)는 키스톤 변형에 의한 왜곡 화상 이미지도.

도 14A는 맵핑 처리 시에 2개의 화상 이미지를 중첩한 도면이고, 도 14B는 보간 연산에 의해 생성한 LCD 패널의 표시 화면.

도 15의 (A-1)∼도 15의 (B-2)는 스크린을 향하여 우측 아래로부터의 투사 시에 있어서의 오른손 좌표계의 xy 평면도와 yz 평면도, 및 이들과 등가인 평면도.

도 16의 (A-1)∼도 16의 (B-2)는 스크린을 향하여 좌측 위로부터의 투사 시에 있어서의 오른손 좌표계의 xy 평면도와 yz 평면도, 및 이들과 등가인 평면도.

도 17의 (A-1)∼도 17의 (B-2)는 스크린을 향하여 우측 위로부터의 투사 시에 있어서의 오른손 좌표계의 xy 평면도와 yz 평면도, 및 이들과 등가인 평면도.

도 18은 키스톤 왜곡 화상의 어드레스 라인을 원화상 상에 중첩한 도면.

도 19는 2개의 화소 데이터를 생성하는 경우의 설명도.

도 20은 데이터 시프트 후의 레지스터 내용을 도시하는 필터 연산부의 블록도.

도 21은 본 발명의 제2 실시 형태의 보간 방법에 의한 화상 데이터의 생성의 설명도.

도 22는 제3 실시 형태에서의 필터 연산부의 블록도.

도 23의 (A)는 경사 투사 시의 왜곡 화상의 어드레스에 왜곡이 없는 화상을 맵핑한 이미지도이고, 도 23의 (B)는 보간 영역을 한정한 어드레스 맵의 이미지도이며, 도 23의 (C)는 수직 방향의 보간 연산 후의 어드레스 맵의 이미지도.

도 24는 라인마다의 수직 보간 위치를 도시하는 설명도.

도 25의 (A)는 1개의 라인에 주목하여 수직 보간용 어드레스의 도출에 이용한 설명도(원화상의 어드레스 좌표계)이고, 도 25의 (B)는 맵핑 후의 어드레스 좌표계를 도시하는 도면.

도 26의 (A)는 수직의 보간 화상의 어드레스 맵의 이미지를 도시하는 도면이고, 도 26의 (B)는 화상 합성 후의 어드레스 맵의 이미지를 도시하는 도면이며, 도 26의 (C)는 수평 보간 후의 어드레스 맵의 이미지를 도시하는 도면.

도 27의 (A) 및 도 27의 (B)는 1개의 화소 데이터를 생성하는 수평 보간의 설명도.

도 28의 (A-1)∼도 28의 (B-2)는 수평 방향의 사다리꼴 왜곡 보정 시의 원화상, 변환 후의 화상 및 어드레스 변환의 이미지를 도시하는 도면.

도 29는 4탭의 필터에 의한 컨볼루션 연산에 의해 1개의 화소 데이터를 생성하는 1차원의 보간 연산예를 도시하는 도면.

도 30은 1차원 필터 연산을 2회 독립하여 행하는 필터 연산부의 일반적인 구성을 도시하는 블록도.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

본 발명의 화상 투사 장치(프로젝터), 화상 변환 방법 및 장치의 실시 형태를, 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1에 프론트 프로젝터의 정면 투사 시의 상방으로부터 본 배치도를 도시한다.

도 1에서, 하측의 짧은 파선은 프로젝터 본체의 중심선을 나타내고, 상측의 긴 파선은 프로젝터 내의 렌즈의 중심과 스크린의 중심을 연결하는 선이다.

긴 파선으로 도시한 투사광의 중심축과, 영상이 비치는 투사면, 예를 들면 스크린(101)이 위로부터 보면 직교하도록, 프로젝터(1)와 스크린(101)이 배치된다. 프로젝터(1)에서 투사하는 영상은 텔레비전 영상 신호나 컴퓨터 화면의 신호이다. 이들 신호에 중첩된 영상의 표시 영역의 형상은, 텔레비전 수상기나 컴퓨터 디스플레이로부터도 이해할 수 있도록, 신호에 의해 화소수에 차이는 있지만 영상 전체로서 4 : 3이나 16 : 9 등의 변의 길이의 비(어스펙트비)를 갖는 장방형이다. 프로젝터(1)의 LCD 패널에 표시된 장방형의 영상은, 똑바로 투사하지 않으면 투사된 영상도 장방형으로 되지 않아, 본래의 영상의 형태를 왜곡시키는 결과로 된다.

도 2는 정면에 배치한 프로젝터의 중심 위치를 P0으로 하였을 때에, 본 발명의 실시 형태에서의 프로젝터(1)의 배치 가능한 범위를 도시하는 도면이다.

프로젝터(1)는, 정면 위치 P0을 포함하는 수평면 Ph 내에 배치할 수 있고, 또한, 정면 위치 P0을 포함하는 수직면 Pv 내에 배치할 수 있다. 또한, 프로젝터(1)는, 2개의 평면 Ph, Pv에 의해 구획되는 제1 상한(象限) ZONE1, 제2 상한 ZONE2, 제3 상한 ZONE3, 제4 상한 ZONE4 중 어디에서도 임의로 배치할 수 있다.

프로젝터(1)는, 그 내부의 LCD 패널의 화상을, 상술한 범위 내이면 어느 위치로부터 투사해도 된다. 프로젝터(1)는, 투사 위치에 따른 화상의 왜곡을 보정하는 기능을 갖고 있기 때문에, 이 기능을 작용시키면 마치 정면으로부터 투사하였을 때와 동일한 어스펙트비를 가진 정사각형의 화상을 스크린(101) 상에 영출할 수 있다. 이 보정을 「키스톤 왜곡 보정」이라고 한다.

도 3A에, 수평면 내에서 스크린을 향하여 좌측 가로로부터의 화상 투영 이미지를 도시한다. 도 3B에 입력 화상 이미지를, 도 3C에 프로젝터에 내장된 LCD 패널면 상에서의 화상 이미지를 도시한다.

도 3A에 도시한 바와 같이, 스크린(101)을 향하여 좌측 가로에 프로젝터(1)를 배치하여 투사하고 있지만, 스크린(101) 상의 영상은 정면으로부터 투사하고 있을 때와 동일하게 보인다. 본래이면, 투사된 화면은 도면에서의 사선부를 포함하여 전체가 사다리꼴로 왜곡된 것처럼 변형되어야 한다. 이것을 수평 키스톤 변형이라고 하고, 수평 키스톤 변형을 보정하는 것을 「수평 키스톤 보정」이라고 한다.

이와 같이 가로로 놓인 프로젝터(1)로부터 화상을 투사하여, 그것이 정면으로부터 투사한 것처럼 스크린(101) 상에서 비치기 위해서는, 사전에 프로젝터(1)의 투사 위치에 의해 화상이 어떻게 왜곡되는지를 계산해 두어야 한다. 이 때, 가로로부터 투사하였을 때에 왜곡되는 형태에 대하여 작위적으로 반대의 방향으로 왜곡시킨 화상을 만들고, 그것을 투사함으로써 가로 방향으로부터 투사해도 화상을 정면으로부터 투사하였을 때와 동일하도록 보이게 할 수 있다. 상기 예에서 도 3A와 같은 투사 영상을 얻기 위해서는, 도 3B의 입력 화상을 도 3C와 같이 LCD 패널면 상에서 고의로 변형하여 표시시켜, 이 화상을 스크린(101)에 투영한다.

도 4A에, 도 2에서의 제3 상한 ZONE3으로부터의 화상 투영 이미지를 도시한다. 또한, 도 4B에 입력 원화상 이미지를, 도 4C에 LCD의 패널면 상에서의 화상 이미지를 도시한다.

도 3A의 수평 키스톤 왜곡은 사다리꼴 왜곡이었지만, 이것에 수직 방향의 왜곡 성분이 가해진 도 4A의 경우, 왜곡 형상이 더욱 복잡해진다. 도 4A에 도시한 정사각형의 보정 후의 투영 화상을 얻고자 하면, LCD 패널 화상은, 도 4C에 도시한 바와 같이 화상을 LCD 패널면 내에서 회전시키도록 할 필요가 있다.

도 4C 및 상기 도 3C의 어느 경우에서도, 보정 전의 투영 화상 형상과 반대로 고의로 왜곡시킨 화상을 LCD 패널면의 유효 표시 영역 가득히 표시하면, 해상도, 밝기의 저하가 극력 억제된 정사각형의 투영 화상이 스크린 상에 얻어진다.

이하, 입력 화상을 LCD 패널의 화상으로 변환함으로써, 이러한 보정이 가능한 화상 투사 장치와 화상 변환 방법의 실시 형태를, 보다 상세히 설명한다. 이 화상 변환에서는, 도 4A와 같이 제3 상한 ZONE3으로부터의 투사의 경우를 예로 수평 및 수직의 왜곡을 동시에 보정 가능한 어드레스 생성의 일반식을 구한다. 수평만, 혹은 수직만의 왜곡 화상은, 이 일반식에서 수평 또는 수직의 투사 각도가 제로인 경우로 표현할 수 있다. 또한, 제3 상한 ZONE3 이외의 다른 상한으로부터의 투사는, 식이 다를 뿐 사고 방식은 동일하다

[제1 실시 형태]

도 5에 프로젝터의 기본 구성을 도시한다.

프로젝터(1)는, 영상 신호(입력 영상 신호) VIDEO에 다양한 신호 처리를 실시하는 회로 및 각종 구동계의 회로를 포함하는 회로부(2)를 갖는다. 회로부(2)는, 신호 처리 회로 내의 일부에, 본 발명의 제어 수단 및 연산 수단으로서의 중앙 연산 처리부(CPU)(2a), 본 발명의 어드레스 생성 수단으로서의 어드레스 발생부(ADG)(2b), 및, 데이터 보간 수단(INT)(2c)을 포함한다. 프로젝터(1)는, 입력 영상 신호 VIDEO에 각종 신호 처리를 실시한 신호가 나타내는 원화상을 화상 변환하여 얻어진 화상(3a)을 표시하는 표시 수단(3b), 예를 들면 LCD 패널을 갖는다. 또한, 프로젝터(1)는, 표시 수단(3b)을 조명하기 위한 광원을 포함하는 투광부(4)와, 투광부(4)에 의해 조명된 표시 수단(3b)의 화상(3a)을 투사하는 각종 렌즈를 포함하는 광학부(5)를 갖는다. LCD 패널(3)은 투과형과 반사형 중 어느 것이어도 되지만, 어느 것으로 해도 화상(3a)이, 광학부(5)를 통해 거의 수직인 투사면, 예를 들면 스크린(101)에 투영 화상(101a)으로서 영출된다. LCD 패널(3)은 RGB의 색마다 3개 설치하고, 색마다의 화상이 광학부(5)에서 합성된다.

CPU(2a)는 데이터 보간의 제어를 행하기 위해 넓은 의미에서는 보간 수단의 하나이다. CPU(2a)와 데이터 보간 수단(2c)에 의해, 본 발명에서의 "보간 수단"의 일 실시 형태가 구성된다. CPU(2a)는, 원화소 데이터를 선택하는 선택 수단, 및, 어드레스끼리의 상대 관계를 구하는 맵핑을 실행하는 맵핑 수단으로서도 기능한다. CPU(2a)는, 다른 구성을 제어하는 역할도 있다. 대표점 어드레스의 연산 및 맵핑에 대한 상세는 후술한다. 또한, 본 발명에서의 "기억 수단"은, 도 5에 도해한 예에서는 도시를 생략하였지만, 데이터 보간 수단(2c) 내부에 설치되어 있다.

프로젝터(1)는, LCD 패널(3)의 화상과 스크린(101)과의 상대적인 관계를 나타내는 상대 관계 데이터를 취득하는 수단(이하, 상대 관계 취득 수단)(6)을 갖는다. 상대 관계 취득(RRG) 수단(6)은, 외부로부터 상대 관계 데이터를 입력하는 입력부, 외부 조작 수단(버튼 등), 상정되는 상대 관계 데이터를 사전에 기억한 기억 수단(예를 들면, ROM), 혹은 상대 관계를 스스로 검출하는 수단 등, 다양한 형태가 있다. 상대 관계 취득 수단(6)은, 예를 들면, 적어도, 화상의 스크린(101)까지의 거리와, 광학부(5)의 광축과 스크린면이 이루는 각도를 취득한다.

액정 패널 등의 고정 화소의 패널을 이용하는 프로젝터에서는, 입력된 원화상의 화소수와 출력 화상의 화소수가 서로 다른 경우가 있다. 그 때문에 화소수를 변환하기 위한 신호 처리 기능을 구비하고 있다. 이것을 스케일링 기능이라고 하지만, 이 처리에서는, 본래 화소 데이터가 없는 위치에서의 데이터가 필요로 되어, 화소의 보간 연산이 행해진다. 보간 연산에서는, 주변 화소의 데이터를 이용하여 목적 위치의 화소 데이터를 작성한다. 이 기능은, 예를 들면, 이미지 프로세서라고 하는 화상 처리 회로 내에, 스켈러라고 하는 회로 블록을 내장시킴으로써 실현된다.

도 6은 도 5의 회로부(2)에 포함되는, 이미지 프로세서와 그 주변의 회로 블록의 일 구성예를 도시하는 도면이다.

도해한 화상 처리 회로는, 빗형 필터(21), 크로마 디코더(22), 셀렉트 스위치(SW)(23), 아날로그-디지털·컨버터(A/DC)(24), 이미지 프로세서(25), SDRAM 등으로 이루어지는 화상 메모리(26), 및, CPU(2a)를 갖는다. 이 중, 이미지 프로세서(25)와 CPU(2a)가, 화상 변환의 기능을 실현하기 위한 구체적 구성예에 해당한다. 또한, 이들 화상 메모리(26)나 CPU(2a)의 기능을 이미지 프로세서(25) 내에 일체화시켜도 된다.

도해한 화상 처리 회로는, 콤포지트 비디오 신호, Y/C 신호, RGB 신호 중 어느 것의 영상 신호에도 대응하고 있다. 콤포지트 비디오 신호는 빗형 필터(21)에, Y/C 신호는 크로마 디코더(22)에, RGB 신호는 셀렉트 스위치(23)에, 각각 입력된다. 지금, 콤포지트 비디오 신호가 입력되어 있는 경우를 생각하면, 빗형 필터(21)에서 Y/C 신호로 변환되며, 계속되는 크로마 디코더(22)에서 YUV 신호로 변환된다. 셀렉트 스위치(23)에 의해 선택된 신호가 A/DC(24)에 의해 변환되어 디지털 신호로 된다. 이 신호가 이미지 프로세서(25)에 입력되어, 원하는 신호 처리가 행해진다. 이 때, 이미지 프로세서(25)의 처리가, 상대 관계 정보 RRI가 입력되어 있는 CPU(2a)에 의해 제어되며, 처리 중에, 적절하게, 화상 메모리(26)가 사용된다. 원하는 신호 처리가 행해진 후에는, 처리 후의 신호가 표시 수단, 예를 들면 LCD 패널(3)로 보내어지고, 이 신호에 기초하여 LCD 패널(3)에, 투사하는 화상이 표시된다.

도 7에, 이미지 프로세서 내부의 회로 블록의 일 구성예를 도시한다.

이미지 프로세서(25)는, IP(Interlace-Progressive) 변환부(251), 스켈러(252), CPU 인터페이스(253), 메모리 제어부(254), 및 판독 전용 메모리(ROM)(255)를 갖는다. 스켈러(252)는, 도 5에 도시한 어드레스 생성 수단(2b)의 일 실시 형태로서의 어드레스 발생부(256), 계수 발생부(257), 및, 도 5에 도시한 데이터 보간 수단(2c)의 일 실시 형태로서의 필터 연산부(258)를 갖는다. 이 중 계수 발생부(257) 및 필터 연산부(258), 및, 도 6에 도시한 CPU(2a)가 본 발명에서의 "보간 수단"의 일 실시 형태를 구성한다.

이미지 프로세서(25)에 입력된 영상 신호는 IP 변환부(251)로 보내어지고, 여기서 인터레이스 신호가 프로그레시브화된다. 이 처리에서는 화상 메모리(26)를 이용하지만, 메모리 인터페이스로서의 메모리 제어부(254)에 IP 변환부(251)가 접속됨으로써, IP 변환부(251)는 화상 메모리(26)와의 사이에서 화상 데이터의 수수를 행한다. 프로그레시브화된 신호는, 스케일링 처리를 행하기 위해 스켈러(252)로 보내어진다. 스켈러(252)의 내부에서는, 왜곡 보정에 필요한 어드레스를 어드레스 발생부(256)에서 생성한다. 필터 계수를 계수 발생부(257)에서 발생시키고, 발생시킨 필터 계수를 필터 연산부(258)에 공급한다. 필터 연산부(258)가, 공급된 필터 계수를 이용한 보간 연산을 행하여, 입력한 영상 신호가 나타내는 원화상이, 소정의 크기와 형상을 갖은 LCD 패널의 화상으로 변환된다. 이 변환 후의 화상의 신호가 출력되어, LCD 패널(3)로 보내어진다. 이 보간 연산에 이용하는 필터 계수 등의 데이터를 보유하는 ROM(255)이 스켈러(252)에 접속되며, 이들 일련의 처리를 포함하는 이미지 프로세싱을 제어하는 CPU(2a)의 인터페이스(253)가 IP 변환부(251), 스켈러(252) 및 ROM(255)에 접속되어 있다.

도 8은 필터 연산부(258)의 구성을 도시하는 블록도이다.

필터 연산부(258)는, 수직 방향의 보간 필터(VIF)(11), 수평 방향의 보간 필터(HIF)(12), 기억 수단(13), 2개의 셀렉터(SEL)(14, 15)를 갖는다. 기억 수단(13)은, 제1 레지스터(13a)와 제2 레지스터(13b)를 포함한다.

수직 방향의 보간 필터(11)에, 원화상 데이터와 수직 방향의 필터 계수 세트가 입력되도록 되어 있다. 수직 방향의 보간 필터(11)의 출력이 셀렉터(14)의 입력에 접속되며, 셀렉터(14)의 출력은 제1 레지스터(13a)에 접속되어 있다. 제1 레지스터(13a)의 출력이 제2 레지스터(13b)의 입력과, 셀렉터(15)의 입력에 접속되어 있다. 셀렉터(15)의 출력이 수평 방향의 보간 필터(12)에 접속되어 있다. 수평 방향의 보간 필터(12)에 수평 방향의 필터 계수 세트가 입력되어, 수평 방향의 보간 필터(12)로부터 새로운 화소 데이터가 출력된다.

처음에 원화소 데이터와 필터 계수 세트가 수직 방향의 보간 필터(11)에 입력되면, 필요한 원화소 데이터를 CPU(2a)가 선택하고, 선택된 원화소 데이터를 수직 방향의 보간 필터(11)에 통과시킴으로써 1차원(수직 방향)의 필터 연산이 실행된다. 보간 필터(11)로부터는, 수직 방향의 예를 들면 4개의 화소 데이터를 이용하여 생성된 보간 데이터가 출력된다. 이것이 보간점 주위의 예를 들면 4개의 화소 열에서 반복되어, 4개의 수직 방향의 보간 데이터 Va, Vb, Vc, Vd가 순차적으로, 수직 방향의 보간 필터(11)로부터 셀렉터(14)로 출력된다. 셀렉터(14)는 출력을 전환하면서, 4개의 수직 방향의 보간 데이터 Va, Vb, Vc, Vd를 순차적으로, 제1 레지스터(13a) 내의 소정의 저장부(또는 소정의 어드레스)에 할당한다. 제1 레지스터(13a)는, 4개의 보간 데이터 Va, Vb, Vc, Vd가 갖추어지면, 이들을 제2 레지스터(13b)와 셀렉터(15)에 출력한다. 4개의 보간 데이터 Va, Vb, Vc, Vd는 셀렉터(15)를 통해 수평의 보간 필터(12)에 입력된다. 수평 방향의 보간 필터(12)는, 입력한 필터 계수 세트에 따라 1차원(수평 방향)의 필터 연산을 실행하고, 그 결과를, 새로운 화소 데이터로서 출력한다.

마찬가지로 하여 차례차례로 새로운 화소 데이터가 생성된다. 1개의 새로운 화소 데이터를 생성하기 위해, 4회의 수직 방향의 필터 연산과, 1회의 수평 방향의 필터 연산을 행한다. 제2 레지스터(13b)는, 보간 데이터를 시프트시키는 기능을 갖고 있다. 이 때문에, 예를 들면 보간 데이터 Vc, Vd를, 도 8에서 보간 데이터 Va', Vb'가 저장되어 있는 장소까지 시프트하여 이동시키는 등, 데이터 이송이 가능하다. 이러한 시프트 기능이 있기 때문에, 2회째 이후의 화소 데이터의 생성에서, 그 1개 전의 화소 데이터의 생성 시에 산출한 수직 방향의 필터 연산 결과(보간 데이터 Va'∼Vd')를, 제2 레지스터(13b)의 필요한 위치에 세트할 수 있다.

CPU(2a)가, 이 레지스터(13a, 13b), 셀렉터(14, 15)를 포함하는 필터 연산부(258) 전체를 제어한다. 또한, CPU(2a)는, 필터 연산부(258) 및 계수 발생부(257)를 제어함으로써, 동일한 원화상의 조합으로 동일한 필터 계수를 이용한 연산을 계속해서 행하지 않도록, 수직 방향의 보간 필터(11)를 제어한다. 그 대신에, 전회 산출한 수직의 보간 연산 결과(보간 데이터)를, 제2 레지스터(13b) 내에서 필요한 위치까지 시프트시키고, 거기로부터 셀렉터(15)를 통해 수평 방향의 보간 필터(12)에 공급하는 것이 CPU(2a)의 제어에 의해 실행된다.

다음으로, 왜곡 화상의 어드레스 생성을 설명한다.

상대 관계 취득(RRG) 수단(6)으로부터의 상대 관계 데이터가 CPU(2a)에 입력된다(도 6). CPU(2a) 자신에 의해, 또한, CPU(2a)에 제어되면서 도 7에 도시한 이미지 프로세서(25) 내의 어드레스 발생부(256)에 의해, 원화상을 효율적으로 변환하기 위한 왜곡 화상 데이터의 어드레스가 생성된다.

이하, 프론트 프로젝터의 화상을, 스크린에 대하여 정면의 위치를 기준으로, 수직 방향에 α도 상향으로, 수평 방향에서는 스크린 정면에서 좌측으로 β도 회전한 위치로부터 경사지게 투사하는 경우를 주로 설명한다.

각도 α 및 β가 플러스인 경우, 투사 위치는 도 2의 제3 상한 ZONE3에 속한다. 다른 상한으로부터의 투사 시의 보정은, 거의 같은 사고 방식, 방법으로 행할 수 있다. 이 때 입력 신호로서 VGA(640화소×480라인)의 해상도를 갖는 영상 신호가 입력되며, 이것을 SVGA(800화소×600라인)로 해상도 변환하고, 또한 경사 방향으로부터 투사하는 경우의 스크린 상의 투영 화상의 왜곡을 취하는 보정도 화상 변환 처리에서 행하는 경우에 대해 설명한다.

도 9A에, 정면 투사의 경우의 오른손 좌표계에서의 프로젝터(1)와 스크린(101)의 위치 관계를 도시한다. 또한, 그것에 대응한 yz 평면도를 도 9B에, xy 평면도를 도 9C에, 각각 도시한다. 이 때, 프로젝터(1)의 위치 좌표를 (Px, Py, Pz), 스크린(101) 상의 임의의 점의 위치 좌표를 (Sx, Sy, Sz)로 나타낸다. 위치 좌표 (Px, Py, Pz)와 (Sx, Sy, Sz)에 의해 결정되는 스크린(101)과 프로젝터(1)의 거리, 및, 상기 경사 투사 각도 α와 β가, 상술한 상대 관계 데이터이다.

도 9B 및 도 9C에 도시한 바와 같이, 정면 투사에서는 스크린면과 광축이 직교한다. 단, 광축은 스크린 중앙이 아니라 아래 근처 위치, 여기서는 스크린 하변 중앙 부근에서 스크린면과 교차하고 있다. 프론트 프로젝터는 책상 위에 배치하거나, 혹은 천장으로부터 매다는 배치를 취하는 경우, 렌즈의 중심과 스크린의 중심을 연결하는 선이 지면과 평행하게는 되지 않도록 양자를 배치시키기 위해서이다. 이것은 프로젝터를 책상에 두고 투사하였을 때 등에, 투사하는 화상의 하단 부분이 책상에 비치게 되지 않도록 하기 위한 사양으로, 광학 오프셋이라고 한다.

도 10A에, 수직 방향으로 α도 상향으로, 수평 방향에 대해서는 마주보아 왼손으로부터 스크린에 대하여 β도의 각도로 경사지게 투사하는 경우, 오른손 좌표계에서의 프로젝터와 스크린의 위치 관계를 도시한다. 또한, yz 평면도를 도 10B에, xy 평면도를 도 10C에, 각각 도시한다. 이 때, 오른손 좌표계의 회전 각도는 수직 방향으로 α도, 수평 방향으로 (-β)도로 된다.

여기서, 키스톤 왜곡 보정을 생각하기 쉽게 하기 위해 상대적인 시점을 바꾸는 것을 생각한다. 도 10A∼도 10C에서는 프로젝터(1)의 위치를 움직여 경사 방향으로부터 투사하였지만, 여기서는, 상대적인 위치 관계를 유지한 상태 그대로 프로젝터(1)는 움직이지 않고, 스크린(101)을, 그 자리에서 축 회전시키는 것을 상정한다.

도 11A∼도 11C에, 스크린을 축 회전시킨 경우의 도 10A∼도 10C와 등가적인 경사 투사의 위치 관계를 도시한다. 이 때, 오른손 좌표계로 표현하면 스크린을, 그 하변(x축)을 중심으로 직립 위치로부터 y방향(배면측)으로 (-α)도 기울어지게 하여, 마주보아 좌측의 변(z축)을 중심으로 반시계 방향으로 β도 회전시킨다. 즉, 도 11B와 도 11C에 도시한 기울기 및 회전 각도는, 도 10A∼도 10C에 도시한 프로젝터의 설치 위치로부터의 투사 각도에 대하여 부호가 반대로 된다.

이하, 도 11A∼도 11C와 같이, 정면의 위치에 프로젝터(1)가 있고, 이 위치로부터 기울어진 스크린(이하, 101t로 표기)에 영상을 투사한 경우에, 투사된 영상(투영 화상)이 어떻게 변형되는지를 생각한다.

프로젝터(1)가 투사하는 광은, 도 10A에서 스크린(101)이 있었던 zx 평면 상을 통과하여 기울어진 스크린에 비친다. 기울어진 스크린(101t)이 있는 평면은, 원점을 중심으로 수직 방향으로 (-α)도, 수평으로 β도 회전되어 있기 때문에, 원점을 중심으로 한 회전 행렬을 이용하여 표현할 수 있다. 본 실시 형태에서는 수평 방향과 수직 방향의 회전이기 때문에, 먼저 수평 방향으로 회전시킨 후에, 다음으로 수직 방향의 회전을 행하는 수순에 의해 회전 행렬이 정의된다. 구체적으로는, zx 평면의 법선 벡터(nx, ny, nz)가, 회전에 의해 다음의 행렬 수학식 2로 표현된다.

프로젝터(1)의 위치와 스크린(101)이 위치하고 있었던 zx 평면 상의 점을 연결하는 직선을 생각하고, 이 직선과 행렬 수학식 1의 법선 벡터를 갖는 평면과의 교점을 구하면, 기울어진 스크린(101t)의 평면에 비치는 좌표점이 구해진다. 이 기울어진 좌표점에 대하여, 도 10A와 같이 시점을 스크린의 정면에서 보는 경우에는, 다시 반대 방향의 회전으로서 원점을 중심으로 수직 방향으로 α도, 수평 방향으로 (-β)도 회전시키면 된다. 그렇게 하면, 경사 방향으로부터 투사한 경우에 왜곡되는 형태가 구해진다. 이러한 방법에 의해 도출된 x 방향, y 방향, z 방향의 좌표를, 각각 수학식 3-1, 3-2, 3-3에 나타낸다.

이들 수학식으로 표현되는 (Kx, Ky, Kz)는, 도 10B에 도시한 바와 같이 프로젝터(1)를 수직으로 α도 상향으로, 10C와 같이 수평 방향으로 스크린(101)에 대하여 좌측으로부터 (-β)도의 각도로 투사할 때, 키스톤 왜곡에 의해 변형된 좌표이다.

도 12A 및 도 12B에, 좌표 관계에 대하여 정리하여 도시하였다. 이들 도면에서 (Sx, Sy, Sz)는 스크린의 좌표이고, 정면 투사의 경우에 스크린 상에 정사각형으로 영출되는 원화상의 좌표에 상당한다. 또한, 좌표 (Kx', Ky', Kz')는 도 11B 및 도 11C와 같이 경사지게 기울어진 스크린(101t)의 평면 상에 투사된 좌표이다. 상술한 바와 같이 (Kx, Ky, Kz)는 키스톤 왜곡에 의한 변형 좌표이다.

이와 같이, 상술한 3개의 수학식 (3-1), (3-2), (3-3)에 의해, 임의의 방향으로부터의 투사에 의해 초래되는 키스톤 왜곡에 의한 변형 좌표가 제공된다.

다음으로, 표시 수단인 LCD 패널(3)에의 출력 신호(화상)의 해상도에 맞춘 좌표의, 수학식 3-1, 3-2, 3-3에 의한 변형 좌표를 구한다. 즉, SVGA 출력의 경우, 왜곡되기 전의 화상의 x좌표 Sx는 0부터 799까지 변화하고, z좌표 Sz는 0부터 599까지 변화되지만, 이 때의 키스톤 왜곡 후의 x좌표 Kx와 z좌표 Kz를 구한다. 또한, y좌표 Sy와 Ky는 화상이 zx 평면에 있기 때문에 제로이다.

도 13의 (A)에 정면 투사의 SVGA 출력 화상의 어드레스 맵의 이미지 PI_OUT, 도 13의 (B)에 α=10, -β=-30으로 하여 좌표 변환한 키스톤 변형 후의 SVGA 출력 화상의 어드레스 맵의 이미지(이하, 왜곡 화상 이미지) PI_K를 도시한다. 이들 도면에서는, 도해의 복잡함을 회피하기 위해, 모든 화소 위치의 샘플링점을 도시하지 않고, 33화소마다 1개의 도트로 샘플링점을 대표시키고 있다. 이들 샘플링점의 어드레스에 대해서는, 필요할 때에 CPU(2a)에서 계산시켜도 되고, 사전에 계산시켜 둔 것을 참조 테이블로서 ROM(255)에 갖고 있어도 된다. 후자의 경우, 해당 ROM(255)이 도 1에 도시한 상대 관계 취득 수단(6)에 해당한다.

다음으로, 도 14A와 같이, 보정에 의해 얻고자 하는 화상의 이미지(스크린 상에 실현하고자 하는 투영 화상의 가상의 이미지, 이하, 투영 화상 이미지라고 함) PI를, 도 13의 (B)에 도시한 왜곡에 의해 변형한 좌표 공간 상에 중첩한다. 이에 의해 왜곡 화상 이미지 PI_K에 투영 화상 이미지 PI가 맵핑되어, 양 화상의 어드레스의 대응 관계가 결정된다. 이 때, 입력한 원화상은 VGA이지만, 화상의 크기와 위치를 조정하기 위해, 투영 화상 이미지 PI를 임의의 크기(예를 들면, SVGA의 크기)로, 변형한 어드레스 공간(왜곡 화상 이미지 PI_K) 내의 임의의 위치에 배치할 수 있다. 단, 투영 화상 이미지 PI가 왜곡 화상 이미지 PI_K 내에 완전하게 수용되도록 하지 않으면, 다음에 보간을 행한 후에 화상의 일부가 부족하게 된다. 따라서, 바람직하게는, 원하는 어스펙트비(본 예에서는, 4 : 3)의 투영 화상 이미지의 사이즈가 왜곡 화상의 어드레스 공간 내에서 최대한으로 되는 것을 규정해 둔다. 그렇게 하면, 이 투영 화상 이미지 PI의 위치와 크기는 단순한 도형 문제에 귀결되고, 예를 들면 도 14A와 같은 위치와 사이즈로, 투영 화상 이미지 PI와 왜곡 화상 이미지 PI_K와의 관계가 일의로 결정된다.

이러한 맵핑 처리(어드레스의 대응화)는, 왜곡 화상 이미지 PI_K의 어드레스 분포가 상기한 수학식 3-1, 3-2, 3-3으로부터 구해져 있기 때문에, 실제의 물리 메모리(기억 자원)를 이용하지 않아도, 예를 들면 CPU(2a) 내에서 가상 메모리 공간을 상정하여 실행할 수 있다. 이 때문에, 맵핑 처리 자체가 고속이며 또한 물리 메모리와의 데이터의 교환이 없어 효율적이며, 수회 다시 행해도, 그 처리의 합계 시간이 화상 변환 전체의 시간에 차지하는 비율은 매우 작다.

맵핑 처리에 의해 얻어진 어드레스의 대응 관계는, 왜곡 화상과, 왜곡이 없이 스크린 상에서 정사각형으로 되는 원하는 투영 화상과의 어드레스 대응 관계이지만, 왜곡 화상이라는 하는 것은 원래 왜곡이 없는 정사각형의 LCD 패널 상의 화상의 투영의 결과이다. 따라서, 상기 어드레스의 대응 관계를 이용하여, 왜곡이 없는 스크린 상의 투영 화상을 얻기 위한 LCD 패널(3)의 화상을 생성할 수 있다.

보다 상세하게는, SVGA 출력의 경우, LCD 패널(3)의 유효 표시 영역의 좌표는 800×600개로 되지만, 이 모든 점에 대하여, 맵핑된 화상의 어드레스에서 보간을 행한다. 이 때 800×600개의 각 점에서의 보간 중, 도 14A에 도시한 왜곡 화상 이미지 PI_K와 투영 화상 이미지 PI가 중첩되는 영역의 모든 어드레스에서의 보간에서는, 투영 화상과 같이 화상 데이터를 재현할 수 있도록 필터 계수가 선택되며, 그 화상 재현에 필요한 원화상의 복수의 화소 데이터를 상기 필터 계수로 가중치 부여하여 새로운 화소 데이터를 합성한다. 합성 후의 화소 데이터는, 맵핑 처리에 의해 구한 상기 어드레스 대응 관계에 기초하여, 4 : 3의 어스펙트비의 정사각형 화면인 SVGA 화면 내의 어느 위치에 배치할지를 일의로 정하는 어드레스에 할당된다. 한편, 도 14A에 도시한 투영 화상 이미지 PI 주위의 왜곡 화상 이미지 PI_K 내 영역의 보간에서는, 화상 데이터가 없는 흑색 화소끼리의 합성으로 되며, 따라서 보간 후에도 흑색의 화상 데이터가 SVGA 화면 내의 대응 위치에 할당된다.

도 14B에, 이러한 화상 변환 수순에 의해 생성된 SVGA 출력 화상을 도시한다. 이 화상이 키스톤 왜곡 보정을 행한 화상이다. 이 화상을 도 4C와 같이 LCD 패널에 표시시켜, 도 4A와 같이 투영하면, 스크린 상에서 정사각형의 투영 화상이 얻어진다. 맵핑 처리에 의해 얻어진 어드레스의 대응 관계는, 상술한 바와 같이 이미지 사이즈끼리가 중첩되는 면적이 최대로 되도록 정해져 있기 때문에, 스크린 상의 투영 화상은 밝기 및 해상도의 저하가 최소로 억제되어 있다.

상술한 도 13의 (A) 및 도 13의 (B)의 설명에서는, 출력 화상 이미지 PI_OUT를 출력 화상(SVGA 화상)의 크기에 맞춰 600×800개의 어드레스로 제공하고, 이것을 변형시켜 왜곡 화상 이미지 PI_K를 생성하였다. 그리고, 도 14A에 도시한 바와 같이, 왜곡 화상 이미지에 대하여, 투영 화상 이미지 PI의 크기와 위치를 변화시키면서 중첩하고, 중첩한 후의 양 화상 이미지로부터, 왜곡 보정에 필요한 어드레스 대응 관계를 구하는 방법을 채용하였다.

이것과 동일한 어드레스 대응 관계는, 다음의 방법으로도 구할 수 있다.

도 14A에서 출력 화상 이미지 PI_OUT를 원화상(VGA 화상)과 동일한 640×480개의 어드레스로 제공하고, 이것을 변형시켜 왜곡 화상 이미지 PI_K를 생성하고, 도 14A에서는, 왜곡 화상 이미지 PI_K의 크기를 변화시키는 한편, 투영 화상 이미지 PI의 크기는 처음부터 SVGA 대응으로서 변화시키지 않고, 그 위치만을 변화시켜 양 화상 이미지의 최적의 중첩을 행한다. 이러한 방법에서도, 결과는 도 14A와 동일해진다.

이상은, 스크린을 향하여 좌측 아래 위치(제3 상한 ZONE3)로부터의 투사 시의 왜곡 보정을 설명하였지만, 다른 위치로부터의 투사의 경우, 왜곡 좌표를 구하는 식이 다를 뿐, 상술한 보정 방법의 수순은 동일하다

도 15의 (A-1)과 도 15의 (B-1)에, 스크린(101)을 향하여 우측 아래 위치(제4 상한 ZONE4)로부터의 투사 시에서의 오른손 좌표계의 xy 평면도와 yz 평면도를 도시한다. 또한, 프로젝터(1)의 투사 위치는 정면 투사로부터 움직이지 않는 것으로 하였을 때에, 동일한 상대 관계로 되도록 스크린(101)을 축 회전시킨 경우의 xy 평면도와 yz 평면도를, 도 15의 (A-2)와 도 15의 (B-2)에 도시한다. 이 때, 오른손 좌표계의 회전 각도는 수직 방향으로 (-α)도, 수평 방향으로 (-β)도로 된다.

기울어진 스크린(101t)에 투사된 키스톤 왜곡 좌표를 구하는 식을, 수학식 4-1, 4-2, 4-3에 나타낸다.

도 16의 (A-1)과 도 16의 (B-1)에, 스크린(101)을 향하여 좌측 상 위치(제2 상한 ZONE2)으로부터의 투사 시에서의 오른손 좌표계의 xy 평면도와 yz 평면도를 도시한다. 또한, 프로젝터(1)의 투사 위치는 정면 투사로부터 움직이지 않는 것으로 하였을 때에, 동일한 상대 관계로 되도록 스크린(101)을 축 회전시킨 경우의 xy 평면도와 yz 평면도를, 도 16의 (A-2)와 도 16의 (B-2)에 도시한다. 이 때, 오른손 좌표계의 회전 각도는 수직 방향으로 α도, 수평 방향으로 β도로 된다.

기울어진 스크린(101t)에 투사된 키스톤 왜곡 좌표를 구하는 식을, 수학식 5-1, 5-2, 5-3에 나타낸다.

도 17의 (A-1)과 도 17의 (B-1)에, 스크린(101)을 향하여 우측 상 위치(제1 상한 ZONE1)로부터의 투사 시에 있어서의 오른손 좌표계의 xy 평면도와 yz 평면도를 도시한다. 또한, 프로젝터(1)의 투사 위치는 정면 투사로부터 움직이지 않는 것으로 하였을 때에, 동일한 상대 관계로 되도록 스크린(101)을 축 회전시킨 경우의 xy 평면도와 yz 평면도를, 도 17의 (A-2)와 도 17의 (B-2)에 도시한다. 이 때, 오른손 좌표계의 회전 각도는 수직 방향으로 α도, 수평 방향으로 (-β)도로 된다.

기울어진 스크린(101t)에 투사된 키스톤 왜곡 좌표를 구하는 식을, 수학식 6-1, 6-2, 6-3에 나타낸다.

다음으로, 본 실시 형태에서의 보간 연산에 대하여 상세히 설명한다.

도 18은 키스톤 왜곡에 의한 변형 좌표를 구성하는 어드레스 중 수평의 라인에 대응하는 기울어진 어드레스 점을 연결하는 라인을 원화상 상에 중첩한 도면이다.

편의적으로, 도 18에 도시한 바와 같이, 수평 방향으로 알파벳 A, B, C를 붙이고, 수직 방향으로 숫자 1, 2, 3을 붙이며, 이 때 각 원화소 데이터를 수평과 수직의 위치의 조합으로 나타내는 것으로 한다. 예를 들면, 도 18에서 좌측 상단의 원화소 데이터는 "A1"로 나타낸다. 지금 보간해야 할 화소의 위치가 "B3"의 원화소 데이터의 위치에 있는 것으로 한다.

이하, 수직 방향의 화소 데이터에 대한 보간 연산(제1 보간 연산)을 복수회 행하고, 그 결과인 복수의 보간 데이터에 대하여 수평 방향으로 보간 연산(제2 보간 연산)을 행하는 경우를 설명한다.

본 실시 형태에서는, 1개의 새로운 화소 데이터 D1을 보간 연산에 의해 생성할 때마다, 사용하는 원화소 데이터의 조합을 선택한다. 그 선택은, 기울어진 어드레스 라인 AL1과, 원화소를 수직 방향으로 연결하는 수직 라인 VLa, VLb, VLc, VLd와의 각 교점을 기준으로 행한다. 수직 라인 VLa, VLb, VLc, VLd의 각각은, 원화소의 사전에 정해진 일정한 위치, 예를 들면 화소 중심을 연결하는 선이다. 도 18에서 화소 중심을 ○로 표기하고 있다. 어드레스 라인 AL1과 수직 라인 VLa와의 교점을 PVa로 한다. 마찬가지로, 어드레스 라인 AL1과 수직 라인 VLb와의 교점을 PVb, 어드레스 라인 AL1과 수직 라인 VLc와의 교점을 PVc, 어드레스 라인 AL1과 수직 라인 VLd와의 교점을 PVd로 한다.

교점 PVa는 원화소 데이터 A3의 중심과 원화소 데이터 A4의 중심과의 사이에 있기 때문에, 교점 PVa를 기준으로 하여 원화소 데이터 A2, A3, A4, A5가 선택된다. 마찬가지로, B열에서는 원화소 데이터 B2, B3, B4, B5가 선택되며, C열에서는 원화소 데이터 C1, C2, C3, C4가 선택되고, D열에서는 원화소 데이터 D1, D2, D3, D4가 선택된다.

원화소 데이터의 선택은 도 6에 도시한 CPU(2a)에 의해 행해지며, 선택된 기 화소 데이터가, 순차적으로, 도 8의 수직 방향의 보간 필터(11)에 입력된다.

수직 방향 보간 필터(11) 내에서, 제1 보간 연산이 순차적으로 실행된다. 본 예에서의 제1 보간 연산은 4탭의 컨볼루션 연산이다. 따라서, 교점 PVa, PVb, PVc, PVd에서의 수직 방향의 보간 데이터 Va, Vb, Vc, Vd는, 각각 수학식 7-1, 7-2, 7-3, 7-4에 나타내는 연산식을 이용하여 산출된다.

여기서, 수학식 7-1에서 위상차 za1은, 데이터 A3의 원화소 중심과 교점 PVa의 위상차이고, 위상차 za2는, 데이터 A4의 원화소 중심과 교점 PVa의 위상차이다. 마찬가지로, 수학식 7-2에서 위상차 zb1은, 데이터 B3의 원화소 중심과 교점 PVb의 위상차이고, 위상차 zb2는, 데이터 B4의 원화소 중심과 교점 PVb의 위상차이다. 이들 위상차를 도 18에 도시하고 있다. 다른 교점 PVc, PVd와, 수직 방향에 가장 가까운 2개의 화소 중심과의 위상차 zc1, zc2, zd1, zd2도 마찬가지로 정의되어 있다. 이들 위상차에 기초하여, 도 7에 도시한 계수 발생부(257)에 의해 수직 방향의 필터 계수 세트가 생성된다. 또한, 수직 방향의 필터 계수 세트는, 사전에 생성되어, ROM(255) 등에 유지시켜도 된다.

이에 의해, 교점 PVa, PVb, PVc, PVd의 위치에, 각각 수직 방향의 보간 데이터 Va, Vb, Vc, Vd가 생성된다.

수직 방향의 보간 데이터 Va, Vb, Vc, Vd는, 도 8에 도시한 셀렉터(14)에 의해 전환되면서, 제1 레지스터(13a)의 소정의 어드레스에 저장된다.

다음으로, 보간 데이터 Va, Vb, Vc, Vd는, 셀렉터(15)를 통해 수평 방향의 보간 필터(12)에 공급된다. 수평 방향의 보간 필터(12)에 의해, 보간 데이터 Va, Vb, Vc, Vd에 대하여 수평 방향의 보간 연산(제2 보간 연산)이 실행된다.

제2 보간 연산에서, 수평 방향에 가장 가까운 2개의 수직 라인 VLb, VLc와 보간 위치 P1의 위상차를 x1, x2로 한다. 이 때, 보간 위치 P1에 수평 보간에 의해 생성되는 화소 데이터 D1은, 수학식 8에 나타내는 4탭의 보간 연산식에 의해 산출된다.

또한, 수평 방향의 필터 계수 세트는, 위상차 x1, x2에 기초하여 계수 발생부(257)에서 생성되며, 계수 발생부(257)로부터 직접, 혹은 ROM(255) 등을 경유하여 수평 방향의 보간 필터(12)에 공급된다.

이상과 같이, 복수회(본 예에서는 4회)의 제1 보간 연산과, 1회의 제2 보간 연산에 의해 보간 위치 P1에 새로운 화소 데이터 D1이 생성되었다. 마찬가지로 하여, 다음의 보간 위치 P2에 화소 데이터 D2가 생성된다.

도 19에, 위치 P1에 계속해서, 위치 P2에 화소 데이터를 생성하는 경우의 어드레스 라인과 원화상과의 관계를 도시한다.

위치 P2에 데이터를 보간 처리에 의해 생성하는 경우, 그 주위로부터, 각 열에 4개로, 4열, 합계 16개의 원화상 데이터를 선택한다. 위치 P1을 생성한 경우와 마찬가지로, 원화상 데이터의 선택은, 기울어진 어드레스 라인 AL1과, 해당 4열의 수직 라인과의 각 교점을 기준으로 행한다. 예를 들면, 각 교점을 중심으로 수직 방향의 한쪽과 다른쪽에 각각 2개의 화소 중심이 위치하도록 원화소 데이터의 조를 선택하는 것으로 한 경우, 도 19에 도시한 예에서는, C열, D열, E열까지는 행 번호 1∼4의 원화소 데이터가 선택되지만, F열은 행 번호 0∼3의 원화소 데이터가 선택된다. 이 때, C열 및 D열의 원화소 데이터, 즉 원화소 데이터(C1, C2, C3, C4)의 조와, 원화소 데이터(D1, D2, D3, D4)의 조는, 전회의 화소 데이터 D1을 산출하였을 때와 동일하다. 따라서, 이 동일한 원화소 데이터의 조를 이용한 제1 보간 연산 결과(보간 데이터 Vc, Vd)는 재이용이 가능하다.

도 8에서, 제2 레지스터(13b)에 저장되어 있는 보간 데이터 Va', Vb', Vc', Vd'는, 전회의 화소 데이터 D1의 산출에 이용한 보간 데이터이다. 이들 데이터는 처음에 제1 레지스터(13a)에 보존되어 있었지만, 소정의 타이밍에서 제2 레지스터로 전송된다. 전회의 화소 데이터 D1이 생성되는 수평의 보간 연산의 개시로부터, 금회의 화소 데이터 D2를 생성하기 위한 수직의 보간 연산이 종료되는 사이에, 제2 레지스터(13b)의 유지 내용이 필요한 만큼, 도 8에서 좌측으로 시프트된다. 도 19의 예에서는, C열과 D열에 대응하는 보간 데이터 Vc'와 Vd'가, 도 8에서의 보간 데이터 Va'와 Vb'가 존재하는 위치까지 시프트된다.

도 20은 이 시프트 후의 레지스터 내용을 나타내는 필터 연산부의 블록도이다.

본래이면, 새로운 화소 데이터를 산출하기 위해 4회의 수직 방향의 보간 연산이 실행되지만, 본 실시 형태에서는, 재이용할 수 있는 보간 데이터의 연산은 생략한다. 보다 상세하게는, CPU(2a)의 제어에 의해, C열과 D열의 보간 연산은 생략되며, E열과 F열의 보간 연산이 수직 방향의 보간 필터(11)에 의해 실행된다. 그 결과 얻어진 보간 데이터 Ve와 Vf가 셀렉터(14)의 제어에 의해 제1 레지스터(13a)에 도시한 바와 같이 저장된다.

다음으로, 셀렉터(15)의 제어에 의해, C열과 D열에 대응한 보간 데이터 Vc'와 Vd'가 제2 레지스터(13b)로부터 판독되며, E열과 F열에 대응한 보간 데이터 Ve와 Vf가 제1 레지스터(13a)로부터 판독된다. 이들 보간 데이터를 이용하여, 수평 방향의 보간 필터(12)가 제2 보간 연산을 행하면, 새로운 화소 데이터 D2가 위치 P2에 생성된다.

본 실시 형태에서는, 이와 같이 2회째 이후의 화소의 생성에서, 직전의 화소 데이터의 생성에 사용한 제1 보간 연산 결과를 재이용할 수 있다. 이것은, 제1 보간 연산에 이용하는 원화소 데이터의 선택을, 기울어진 어드레스 라인과 수직 라인과의 교점을 기준으로 행하기 때문에 가능하게 된다.

즉, 원화소 데이터의 범위를, 보간 위치를 중심으로 예를 들면 4×4개로 획일적으로 정하는 통상의 방식에서는, 반드시, 1개의 새로운 화소 데이터를 생성하기 위해, 수직의 보간 연산은 4회로 정해지게 된다. 따라서, 수평의 왜곡 성분이 거의 없는 경우에도, 동일한 계산을 불필요하게 반복하는 경우가 많았다. 또한, 계산 결과를 재이용하고자 해도, 원화소 데이터의 범위를 획일적으로 정하게 되는 경우, 어드레스 라인의 기울기가 조금이라도 있으면 중복되는 원화소 데이터의 세트가 발생하지 않기 때문에, 실질적으로 재이용이 불가능하게 된다.

본 실시 형태에서는, 어드레스 라인의 기울기에 따라 원화상 데이터의 선택 범위가 플렉시블하게 변화되기 때문에, 제2 보간 연산에 비해 계산 횟수가 몇배나 많은 제1 보간 연산의 효율화를 도모할 수 있다. 제1 보간 연산의 계산 횟수의 저감은, 전체의 계산 효율 향상에 직결되기 때문에, 왜곡을 보정하기 위한 화상의 생성 효율을 유효하게 향상시킬 수 있다.

이상으로부터, 프로젝터를 경사 방향으로부터 투사한 경우에 필요로 되는 신호 처리에서 처리 시간을 삭감할 수 있다. 또한, 중복한 수직 방향 보간 데이터를 재연산하지 않음으로써, 수직 방향 연산부에서 중복하여 필요한 메모리로부터 가져오는 화소 데이터가 불필요하게 된다. 이 때문에, 보간 방법을 대폭 변경하지 않아, 메모리의 처리의 부담이 경감되며, 메모리의 비트 폭도 적어진다.

또한, 보간 연산에 이용하는 수직 방향의 화소수, 수평 방향의 화소수는 각각 4로 한정되지 않고, 임의로 설정 가능하다. 또한, 어드레스 라인의 기울기에 따라 원화상 데이터의 다른 선택의 방법을 변경해도 된다. 예를 들면, 도 18에 도시한 어드레스 라인 AL1의 기울기가, 보다 작을 때에는 A열∼C열까지 동일한 행 번호의 화소 데이터를 선택하고, D열만 위로 1화소분 시프트한 범위에서 선택하며, 어드레스 라인 AL1의 기울기가 도 18의 경우보다 클 때에는 A열에서 선택한 화소 데이터에 대하여, B열∼D열의 3열을 위로 1화소분 시프트한 범위에서 선택해도 된다.

[제2 실시 형태]

제2 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 반대로, 제1 보간 연산을 수평 방향으로 행하고, 제2 보간 연산을 수직 방향으로 행한다. 필터 연산부로서는, 도 8에서, 수직의 보간 필터(11)와, 수평의 보간 필터(12)의 위치를 교체한 것을 이용할 수 있다.

도 21에, 제2 실시 형태의 보간 방법에 의해 위치 P1에 화소 데이터 D1을 생성하는 경우의 어드레스 라인과 원화상과의 관계를 도시한다.

왜곡이 발생한 화상의 어드레스 라인 AL1이, 원화상에 도시한 바와 같이 중첩되어, 어드레스 라인 상의 점 P1에서 새로운 화소 데이터를 구한다. 이 경우, 어드레스 라인 AL1과, 원화상의 사전에 정해진 일정한 위치, 예를 들면 화소 중심을 수평 방향으로 연결하는 선인 수평 라인 HL2, HL3, HL4, HL5와의 각 교점을 기준으로, 수평 방향으로 배열되는 복수의, 여기서는 4개의 원화상 데이터의 조를 선택한다. 교점 PH2를 기준으로 한 경우, 원화상 데이터 (C2, D2, E2, F2)의 조가 선택된다. 교점 PH3을 기준으로 한 경우, 원화상 데이터 (B3, C3, D3, E3)의 조가 선택되며, 교점 PH4를 기준으로 한 경우, 원화상 데이터 (A4, B4, C4, D4)의 조가 선택되며, 교점 PH5를 기준으로 한 경우, 원화상 데이터 (A5, B5, C5, D5)의 조가 선택된다.

교점 PH2, PH3, PH4, PH5에서의 수평 방향의 보간 데이터 H2, H3, H4, H5는, 각각 수학식 9-1, 9-2, 9-3, 9-4에 나타내는 연산식을 이용하여 산출된다.

여기서, 수학식 9-1에서 위상차 x21은, 데이터 D2의 원화소 중심과 교점 PH2의 위상차이고, 위상차 x22는, 데이터 E2의 원화소 중심과 교점 PH2의 위상차이다. 마찬가지로, 수학식 9-4에서 위상차 x51은, 데이터 B5의 원화소 중심과 교점 PH5의 위상차이고, 위상차 x52는 데이터 C5의 원화소 중심과 교점 PH5의 위상차이다. 이들 위상차를 도 21에 도시하고 있다. 다른 교점 PH3, PH4와, 수평 방향에 가장 가까운 2개의 원화소 중심과의 위상차 x31, x32, x41, x42도 마찬가지로 정의되어 있다.

이에 의해, 교점 PH2, PH3, PH4, PH5의 위치에, 각각 수평 방향의 보간 데이터 H2, H3, H4, H5가 생성된다.

수평 방향의 보간 데이터 H2, H3, H4, H5는, 일단, 제1 레지스터(13a)에 유지된다.

그 후, 수직 방향의 보간 필터에 의해, 보간 데이터 H2, H3, H4, H5에 대하여 수직 방향의 보간 연산(제2 보간 연산)이 실행된다.

제2 보간 연산에서, 수직 방향에 가장 가까운 2개의 수평 라인 HL3, HL4와 보간 위치 P1의 위상차를 z1, z2로 한다. 이 때, 보간 위치 P1에 수직 보간에 의해 생성되는 화소 데이터 D1은, 수학식 10에 나타내는 4탭의 보간 연산식에 의해 산출된다.

이상과 같이, 먼저 수평 방향의 보간 연산을 행하고, 그 결과에 대하여 수직 방향의 보간 연산을 행해도, 마찬가지로 새로운 화소 데이터 D1을 생성할 수 있다. 또한, 계속되는 다른 화소 데이터의 생성, 그 때의 레지스터의 제어(보간 데이터의 재이용)를, 제1 실시 형태와 마찬가지로 행한다.

[제3 실시 형태]

상술한 제1 및 제2 실시 형태에서는, 1개의 새로운 화소 데이터를 산출할 때마다, 복수회의 제1 보간 연산과, 제2 보간 연산을 반복하였다.

제3 실시 형태에서는, 예를 들면 어드레스 라인에 대응하는 제1 보간 연산을 모두 종료하고 나서, 제2 보간 연산을 반복하여 실행한다.

도 22는 제3 실시 형태에서의 보간 방법을 실시하는 데 적합한 구성의 필터 연산부의 블록도이다.

도 22에 도해한 필터 연산부(258)는, 수직의 보간 필터(11), 수평의 보간 필터(12), 및 라인 메모리(16)를 갖는다. 라인 메모리(16)는, 적어도 최대 해상도의 1라인을 한번에 기억할 수 있는 기억 용량을 갖는다. 라인 메모리(16)의 제어는, 예를 들면 도시를 생략한 구동 회로를 CPU(2a)가 제어함으로써 행해진다.

그런데, 제1 실시 형태에서 설명한 수학식 3-1∼3-3에 의해 구한 키스톤 왜곡에 의한 변형 좌표 (Kx, Ky, Kz)는, x좌표와 z좌표의 보간 포인트의 어드레스를 동시에 구하기 위한 것이다. 따라서, 본 실시 형태의 보간 방법과 같이 제1 보간 연산을 수직 방향 또는 수평 방향 또는 수평의 한 방향에서 반복하고, 그 결과 얻어진 복수의 보간 데이터에 대하여 수직 방향 또는 수평 방향의 다른 방향에서 제2 보간 연산을 행하는 보간 방법에 의해, 새로운 화소 데이터를 효율적으로 구하기 위해 필요한 양태로 되어 있지 않다.

이 때문에, 이하에, 수학식 3-1 및 수학식 3-3에 도시한 왜곡 화상의 어드레스를, 수직 방향 또는 수평 방향으로 독립적으로 보간할 수 있는 어드레스의 형태로 변환한다. 즉, 수학식 3-1이 나타내는 x방향의 키스톤 변형 어드레스와 수학식 3-3이 나타내는 z 방향의 키스톤 변형 어드레스의 각각을, 수직 보간에서 이용하는 보간 위치의 어드레스와 수평 보간에서 이용하는 보간 위치의 어드레스와의 2개로 변환한다. 그 결과, 키스톤 변형 좌표의 임의의 어드레스 (x, z)를, 그 수직 방향의 요소 (VX, VZ)와, 수평 방향의 요소 (HX, HZ)와의 2조로 나누게 된다. 그런데, 수직 보간 시에는 수평 방향의 요소가 등간격이고, 수평 보간 시에는 수직 방향의 요소가 등간격으로 되므로, 이들 등간격의 요소에 대해서는 그대로 이용할 수 있다. 따라서, 실질상은 (VX, HZ) 또는 (HX, VZ)의 조합의 어드레스를 1조씩 산출한다. 이 어드레스의 산출은 CPU(2a)에서 행해도 되고, 사전에 CPU(2a)에 의해 계산하고, ROM(255) 등에 테이블로서 기억시켜도 된다.

우선, 제1 보간 연산으로서 수직 방향의 보간에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 수직 방향의 보간 연산을, 수평 방향의 화소수에 대응한 필요한 횟수만큼 연속하여 행한다.

도 23의 (A)에, 스크린에 대하여 마주보아 좌측으로부터 30도, 아래로부터 10도의 각도로 투사한 경우의 맵핑 이미지를 도시하고 있다. 이 맵핑 이미지는, 제1 실시 형태에서 구한 도 14A와 마찬가지로 구한다. 이하의 설명은, 수학식 3-1 및 수학식 3-3에 의해 제공되는 키스톤 왜곡의 어드레스에 대하여, 보간하는 화상의 크기나 위치를 바꿈으로써 보간 후의 화상의 크기와 위치를 조절하는 경우를 예시한다.

도 24는, 수학식 3-1 및 수학식 3-3으로부터 구해지는 어드레스 라인 AL1과 원화상이 중첩된 도 23의 (B)의 일부를 확대하여 도시하는 도면이다.

어드레스 라인 AL1은, 제1 및 제2 실시 형태의 경우와 마찬가지로, 수평 방향의 1라인분의 원화소의 열이 키스톤 왜곡에 의해 어드레스 변환된 위치의 궤적이며, 스크린을 향하여 좌측 하측으로부터의 투사의 경우, 경사 방향으로 기우는 직선을 취한다. 기울어진 어드레스 라인 AL1과, 원화소를 수직 방향으로 연결하는 수직 라인과의 각 교점을, 도 24에서 "×"표로 나타낸다. 이 모든 교점, 즉 A열의 교점 PVa, B열의 교점 PVb, C열의 교점 PVc, D열의 교점 PVd, E열의 교점 PVe, F열의 교점 PVf, G열의 교점 PVg, H열의 교점 PVh, …가, 제1 보간 연산으로서의 수직 방향의 보간 연산 시의 보간 어드레스로 된다.

제3 실시 형태에서는, 이 보간 어드레스를 수학식 3-1∼수학식 3-3 등의 복잡한 계산식을 이용하지 않고 산출한다.

우선, 본 실시 형태에서는, 보간 어드레스를 간단히 구하기 위해, 도 23의 (B)와 같이, 수평 방향의 계산 영역의 범위를, 왜곡 화상의 어드레스와 정사각형의 화상(원화상)이 중첩된 범위로 한정한다. 또한, 어드레스의 산출식을 단순화하기 위해, 좌표 변환이 필요로 된다.

도 25의 (A)에, 키스톤 변형 전의 원화상의 어드레스 맵과, 그 때의 xz 좌표축을 도시한다. 도 25의 (B)는 키스톤 변형 후의 어드레스 맵이지만, 원래의 xz 좌표축은 키스톤 변형 화상의 좌측 코너 P0을 원점으로 하고 있다. 즉, 수학식 3-1 및 수학식 3-3은, 이 P0을 원점으로 한 좌표에서의 계산식이다.

본 실시 형태에서는, 도 25의 (B)에 도시한 바와 같이, 키스톤 변형 후의 어드레스 맵에 중첩된 정사각형의 원화상의 좌측 코너를 원점으로 하는 xz 좌표를 취한다. 이 xz 좌표 상에서, 임의의 점의 어드레스의 z좌표를, x좌표로 나타낸다. 수직 보간에서 사용하는 보간 어드레스의 수평 방향의 좌표(x좌표)는 화소마다의 일정값을 단위로 한 이산적인 값을 취하기 때문에, 이와 같이 함으로써 계산식이 간소화되기 때문이다.

상세하게는, 수직 보간의 어드레스의 좌표를 (VX, VZ)로 나타내는 것으로 하면, 1라인분의 보간 조작에서는, 보간 어드레스의 x좌표 VX는 수평 방향으로 화소마다의 일정값을 단위로 한 이산적인 값을 취하여 변화한다. 또한, 그 때의 z좌표 VZ에 대해서는, 키스톤 변형의 어드레스 맵 상에서, 보간 화소가 속하는 기울어진 어드레스 라인 AL1 상에 있기 때문에, 그 기울기를 구함으로써 산출할 수 있다. 어드레스 라인 AL1의 기울기는, 도 25의 (A), 도 25의 (B)에 도시한 바와 같이, 원화상의 라인의 시점 화소가 키스톤 변형 후에 위치하는 어드레스 좌표 (Kxs, Kzs)와, 종점 화소가 키스톤 변형 후에 위치하는 어드레스 좌표 (Kxe, Kze)를 이용하여, (Kze-Kzs)/(Kxe-Kxs)로 된다. 이 기울기를 이용하면, 보간 어드레스의 z좌표 VZ는 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다.

따라서, 도 25의 (B)의 xz 좌표계에서 보간 후에 (x, z)의 위치에 배치되는 화소의 수직 보간의 어드레스 (VX, VZ)는, 수학식 12와 같이 되며, VX가 입력 화상(원화상)의 수평 화소수마다 등간격으로 변화된다.

수학식 12에서, 도 25의 (B)에 도시한 바와 같이, 기울어진 어드레스 라인이 z축과 교차하는 시점 화소에 대한 수학식 3-1 및 3-3에 의한 키스톤 왜곡 어드레스를 (Kxs_z, Kzs_z), 기울어진 어드레스 라인이 도 23의 (B)의 영역의 우변에 상당하는 z축으로 평행한 라인과 교차하는 종점 화소의 수학식 3-1 및 수학식 3-3에 의한 키스톤 왜곡 어드레스를 (Kxe_z, Kze_z)로 나타내고 있다.

수학식 12에서 나타내는 수직 방향의 보간 어드레스를 기준으로, 수직 방향으로 배열하는 복수의 원화소 데이터를 열마다 선택한다. 이 선택은, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 예를 들면 CPU(2a)가 보간 어드레스마다 상하에 2개씩, 합계 4개의 원화상 데이터를 선택한다. 선택된 원화소 데이터가, 순차적으로, 도 22의 수직의 보간 필터(11)에 입력된다.

이에 의해, 도 23의 (C)와 같은 보간 화상 이미지를 얻을 수 있다. 일례로서 도 24의 보간 위치 PVf에 대하여 수직 보간을 행하는 것으로 한다. 이 때, 보간 위치 PVf와 상하의 화소의 소정의 위치, 예를 들면 화소 중심과의 위상비가 z1 : z2인 것으로 하면, 보간 데이터 Vf의 값은 수학식 13과 같이 계산된다.

수학식 13과 같이, 1개의 보간 데이터 Vf는, 보간 위치의 화면 상방의 2개의 원화소 데이터 F2와 F3, 화면 하방의 2개의 원화소 데이터 F4와 F5를 이용하여 생성된다. 다른 보간 위치 PVa∼PVe, PVh, …에서도, 마찬가지의 보간 연산에 의해 보간 데이터가 구해진다. 그 결과, 원화상의 수평 해상도와 동일한 수의 보간 데이터가, 도 22의 수직의 보간 필터(11)로부터 차례차례로 출력되어, 순차적으로, 라인 메모리(16)에 입력된다. 라인 메모리(16)의 보유 데이터는, 다음의 수평 보간 처리(제2 보간 연산)에서 이용하게 된다. 단 처리에 따라서는, 라인 메모리(16)의 기억 용량은 1라인분에 한정되지 않고, 복수 라인분이어도 된다.

도 26의 (A)는 수직의 보간 화상 이미지이다. 계속해서, 도 23의 (A)로부터 도 23의 (B)에 영역을 한정하였을 때에 잘려진 좌우의 화상이 없는 영역에 수직의 보간 처리를 걸어 압축한 부분이, 도 26의 (A)의 보간 화상 이미지에 부가된다. 이 화상의 합성은 라인 메모리(16) 내에서 행해져, 도 26의 (B)의 화상 이미지로 된다.

도 26의 (B)의 화상 이미지에 대하여, 수평 방향의 보간 처리(제2 보간 연산)를 행한다. 이 때의 보간 어드레스를 (Hx, Hz)로 하여, 1화면분을 보간 처리한다. 이 경우, 수직 방향의 라인에 대해서는 사전에 보간되어 있기 때문에 수직 방향의 보간 어드레스 Hz는 항상 수직 라인마다 변화시키기 때문에, 그 z좌표의 계수를 1로 한다. 또한, 수평의 어드레스 Hx에 대해서는, 수학식 3-1에서 산출된 당초의 어드레스를 이용한다. 따라서, 보간 후에 (x, z)의 위치에 배치되는 화소의 수평 방향 보간에서 이용되는 보간 어드레스 (HX, HZ)는 수학식 14와 같이 된다.

여기서, 보간 어드레스의 수평 요소 HX의 값은 수학식 3-1에 나타내는 키스톤 변형의 x좌표 Kx이고, 도 23의 (A)에 도시한 바와 같은 맵핑에서 사용하고 있는 x 방향의 보간 어드레스를 가리킨다. 키스톤 변형의 x좌표 Kx의 수학식 3-1 내의 투사면의 y좌표 Sy는, 스크린이 zX 평면 상에 있기 때문에 제로로서 표기하였다.

이와 같이 하여, 수평 방향에서의 보간 어드레스 (HX, HZ)가 구해진다. 수평 방향에서의 보간 어드레스 (HX, HZ)는, 어드레스 생성부 혹은 ROM 등으로부터 수평 방향의 보간 필터(12)에 입력된다. 수평 방향의 보간 필터가, 라인 메모리(16) 내에 유지된 수직 방향의 보간 데이터를 이용하여, 대응하는 어드레스 라인 내의 보간 어드레스의 각 점에서 수평 방향의 보간 연산을 실행한다.

도 27의 (A) 및 도 27의 (B)에, 임의의 화소 데이터를 생성하는 수평 보간의 설명도를 도시한다.

도 27의 (B)에 도시한 바와 같이, 예를 들면 위치 P1에 화소 데이터를 생성하는 경우, 이 수평 방향의 보간 위치 P1을 기준으로 어드레스 라인 AL1 상에서 위상차가 작은 쪽부터 선택된 4개의 보간 데이터 Vc, Vd, Ve, Vf가 이용된다. 이 때의, 수평 방향의 보간 위치 P1과 보간 데이터 Vd의 위치 PVd와의 위상차를 x1, 수평 방향의 보간 위치 P1과 보간 데이터 Ve의 위치 PVe와의 위상차를 x2로 하면, 이 4개 화소 데이터의 컨볼루션 연산에 의한 제2 보간 연산식은 수학식 15와 같이 된다.

이에 의해 생성된 새로운 화소 데이터 D1이 생성되며, 1점의 화소의 보간 처리가 완료된다. 이 수평 방향의 보간 처리를 모든 수평 방향 화소에 대하여 선택하는 보간 데이터를 적절하게 변경하면서 행함으로써, 키스톤 보정을 행한 화상의 1라인분을 생성할 수 있다. 또한, 다른 라인에 대해서도 마찬가지의 처리를 행함으로써, 수직 방향과 수평 방향의 보간 처리를 포함한 처리를 1화면에서 모두 행함으로써, 보정을 행한 화상이 1프레임 생성된다.

제3 실시 형태의 설명에서는, 보간 연산의 순서에 대하여, 제1 보간 처리로서 수직 보간을 행한 후에, 제2 보간 처리로서 수평 보간을 행하는 수순이었지만, 제1 보간 처리로서 수평 보간을 적어도 1라인분만큼 먼저 행하고, 그 후, 제2 보간 처리로서 수직 보간을 행하는 것도 가능하다. 또한, 수라인을 단위로 하여 제1 보간 처리와 제2 보간 처리를 순차적으로 행하거나, 혹은, 1화면을 단위로 하여 제1 보간 처리와 제2 보간 처리를 순차적으로 행할 수도 있다.

상기 설명에서는, 키스톤 보정을 행하기 위해 키스톤 왜곡의 어드레스에 대하여 화상 이미지를 맵핑시키는 작업을, 어드레스를 변화시키지 않고 화상 이미지의 크기나 위치를 조정함으로써, 최종적으로 작성되는 키스톤 보정 화상의 위치를 조정하였다. 본 실시 형태에서는, 화상 이미지의 크기나 위치를 고정하여, 상대적으로 어드레스의 값을 변화시킴으로써 조정할 수도 있다. 그 경우에는, 수학식 12 및 수학식 14에 의해 구해지는 보간 어드레스는, 화상 이미지의 크기나 위치의 변경에 준하여 변화시키는 식으로 하면 된다.

제3 실시 형태에서는, 제1 보간 연산을 적어도 1라인분 행한 후에, 제2 보간 연산을 적어도 수평 해상도와 동일한 수만큼 반복한다. 그 때, 제1 보간 연산에 이용하는 보간 어드레스의 수직 방향과 수평 방향의 어느 한쪽의 좌표 파라미터의 계수를 1로 하고, 제2 보간 연산에 이용하는 보간 어드레스의 수직 방향과 수평 방향의 다른쪽의 좌표 파라미터를 1로 한다. 이에 의해, 수직 방향의 보간 연산에서, 맵핑 후의 각 화소의 위치에 대하여 수평 방향에서 그대로 화소의 간격을 유지하고, 수직 방향만을 키스톤 왜곡의 맵핑에 따라 보간하는 처리가 가능하게 된다. 반대로, 수평 방향의 보간 연산에서, 맵핑 후의 각 화소의 위치에 대하여 수직 방향에서 그대로 화소의 간격을 유지하고, 수평 방향만을 키스톤 왜곡의 맵핑에 따라 보간하는 처리가 가능하게 된다.

제1∼제3 실시 형태에 공통된 효과로서는, 어드레스 라인의 기울기에 따라 원화상 데이터의 선택 범위가 플렉시블하게 변화되기 때문에, 중복된 불필요한 연산 횟수가 저감된다. 이 때문에, 연산 횟수가 많은 제1 보간 연산의 처리 효율을 향상시킬 수 있다.

특히 제3 실시 형태에서는, 불필요한 연산 횟수의 저감 외에, 상술한 바와 같이, 본래이면 수직 보간용, 수평 보간용으로서 생성해야 할 2조의 어드레스 중 1조분에 상당하는 어드레스는 좌표 파라미터의 계수를 1로 하여 용이하게 구해지도록 하였다. 이 때문에, 실질상 1조의 어드레스의 생성으로 완료되어, 어드레스 생성의 효율이 향상된다. 또한, 먼저 행하는 제1 보간 연산에 이용하는 보간 어드레스에서, 좌표 파라미터의 계수가 1이 아닌 보간 어드레스 요소가, 어드레스 라인의 기울기를 이용한 간단한 계산식에 의해 생성된다. 그 결과, 제2 보간 연산에 비례하여 계산 횟수가 몇배나 많은 제1 보간 연산의 효율화를 더욱 진행시킬 수 있다.

제1 보간 연산의 계산 횟수의 저감은, 전체의 계산 효율 향상에 직결되기 때문에, 왜곡을 보정하기 위한 화상의 생성 효율을 유효하게 향상시키는 것이 가능하게 된다.

이상으로부터, 프로젝터를 경사 방향으로부터 투사한 경우에 필요로 되는 신호 처리에서 처리 시간을 삭감할 수 있다. 또한, 중복된 수직 보간 데이터를 재연산하지 않음으로써, 수직 연산부에서 중복하여 필요하였던 메모리로부터 가져오는 화소 데이터가 불필요하게 된다. 이 때문에, 보간 방법을 대폭 변경하지 않아, 메모리의 처리의 부담이 경감되며, 메모리의 비트 폭도 적어진다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, LCD 패널(3)을 표시 수단으로서 이용한 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, DMD(Digital Micromirror Device) 등의 표시 화소가 매트릭스 형상으로 배치된 고정 화소 디바이스이면 넓게 적용할 수 있다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 투사 왜곡을 보정하는 화상 변환 처리의 기능을 프로젝터(1)가 갖는 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 이 화상 변환 처리를 행하는 장치로부터 화상 변환된 신호를 프로젝터(1)에 출력하여 투사 왜곡을 보정하도록 구성해도 된다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 거의 수직으로 투사면이 배치된 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 투사면의 법선에 대하여 프로젝터(1)로부터 투사하는 각도, 즉 투사면의 법선과 광학부(5)의 광축이 이루는 각도에 기초하여 투사 왜곡을 보정하도록 하면, 투사면은 수직에 대하여 경사져 배치되어 있어도 상관없다. 이 경우에는 스크린(101) 및 프로젝터(1)의 배치를 그 경사각에 의해 좌표 변환하면 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제1 관점의 화상 변환 장치는, 원화상 데이터를 입력하고, 원화상 내에서 수직 또는 수평의 한 방향으로 배열되는 복수의 원화소 데이터에 대한 제1 보간 연산을 복수회 실행하며, 다른 방향에서의 제2 보간 연산을 실행하여, 보간점에서의 새로운 화상 데이터를 생성하는 보간 수단과, 상기 제1 보간 연산에 의해 얻어진 보간 데이터를 기억하는 기억 수단을 갖고, 상기 보간 수단은, 복수의 상기 원화소 데이터의 조합이, 상기 기억 수단 내에 이미 기억되어 있는 상기 보간 데이터를 산출하였을 때의 상기 조합과 동일한 경우, 해당 보간 데이터를 상기 기억 수단으로부터 판독하여, 상기 제2 보간 연산에 이용한다.

바람직하게는, 상기 화상 변환 장치는, 광을 이용하여 투사면에 투사하였을 때에 해당 투사면 위에서 상기 투사의 각도에 따른 왜곡이 보정되는 화상으로, 입력한 원화상을, 보간 처리를 이용하여 변환하는 화상 변환 장치로서, 그 화상 변환 장치가, 상기 왜곡이 발생한 화상의 어드레스를 발생시키는 어드레스 생성 수단과, 왜곡이 발생한 화상의 상기 어드레스에, 왜곡이 없는 원화상의 위치 정보를 대응시키는 맵핑 수단을 더 갖고, 상기 보간 수단은, 복수회의 상기 제1 보간 연산과 상기 제2 보간 연산의 실행에 의해, 상기 맵핑 수단으로부터 얻은 어드레스와 상기 위치 정보의 대응 관계에 기초하여 표시 수단에 출력해야 할 새로운 화소 데이터를 생성한다.

본 발명의 제1 관점의 화상 변환 방법은, 상술한 제1 목적을 달성하기 위한 것으로, 입력된 원화상의 수직 또는 수평 중 어느 한 방향으로 배열되는 복수의 원화소 데이터에 의해 제1 보간 연산을 반복하여 실행하는 제1 보간 단계와, 제1 보간 연산에 의해 생성된 복수의 보간 데이터를 기억 수단에 일시적으로 기억하는 데이터 기억 단계와, 복수의 보관 데이터에 대하여 제2 보간 연산을 상기 한 방향과는 다른 타방향에서 실행함으로써, 새로운 화소 데이터를 생성하는 제2 보간 단계와, 제1 보간 단계, 데이터 기억 단계, 및, 제2 보간 단계를 반복하여, 새로운 화소 데이터를 생성하는 단계를 갖고, 이 새로운 화소 데이터를 생성하는 단계에서는, 복수의 원화소 데이터의 조합이, 기억 수단 내에 이미 기억되어 있는 보간 데이터를 산출하였을 때의 조합과 동일한 경우, 이 보간 데이터를 기억 수단으로부터 판독하여, 제2 보간 연산에 이용한다.

상기 화상 변환 장치에서, 어드레스 생성 수단이 왜곡 화상의 어드레스를 생성하고, 이것에 왜곡이 없는 원하는 화상의 어드레스가 맵핑된다. 이에 의해, 표시 수단의 화면의 보간점의 어드레스와, 그 어드레스에 대응하는 원화상의 화소 위치와의 대응 관계가 결정된다. 따라서, 보간점에 새로운 화소 데이터를 생성하기 위해 이용하는 원화상의 화소 데이터도 알 수 있다.

제1 관점에서의 보간에서는, 수직 또는 수평으로 배열되는 복수의 원화소 데이터에 대하여 제1 보간 연산을 행하고, 그 결과(보간 데이터)를 기억 수단에 일시적으로 저장한다. 복수의 보간 데이터에 대하여 다른 방향에서 제2 보간 연산이 실행되며, 그 결과, 1개의 새로운 화소 데이터가 보간 수단에 의해 생성되어, 출력된다. 기억 수단 내의 보간 데이터는 적어도 다른 화소 데이터의 생성 시에 이용 가능한 시간까지 지연되어 보유된다. 그 후, 이미 생성되어 보유되어 있는 보간 데이터와 원화상 데이터의 조합이 동일한 보간 데이터는 새롭게 생성하지 않고, 기억 수단으로부터 판독하여 제2 보간 연산에 이용한다.

본 발명의 제2 관점의 화상 투사 장치는, 표시 화소를 갖는 표시 수단과, 광원으로부터의 광을 이용하여 표시 수단의 화상을 투사면에 투사하는 투사 수단을 갖고, 투사하였을 때에 이 투사면 상에서 투사의 각도에 따른 왜곡이 보정되는 화상으로, 입력한 원화상을, 보간 처리를 이용하여 변환하는 기능을 갖고 있는 화상 투사 장치로서, 왜곡이 발생한 화상의 어드레스를 생성하는 어드레스 생성 수단과, 왜곡이 발생한 화상의 상기 어드레스에, 왜곡이 없는 원화상의 위치 정보를 대응시키는 맵핑 수단과, 수평(수직) 방향의 표시 화소에 대응하여 생성되는 왜곡이 발생한 상기 화상의 어드레스 라인과, 수직(수평) 방향의 원화소를 연결하는 복수의 라인과의 교점을 기준으로, 복수의 원화상 데이터를 상기 교점마다 선택하는 선택 수단과, 선택된 원화소 데이터의 각 조에 대하여, 선택 시에 기준으로 한 상기 교점에서 제1 보간 연산을 각각 실행하고, 얻어진 복수의 보간 데이터에 대하여 수평(수직) 방향에서 제2 보간 연산을 실행하며, 상기 맵핑 수단으로부터 얻은 어드레스와 상기 위치 정보의 대응 관계에 기초하여 표시 수단에 출력해야 할 새로운 화소 데이터를 생성하는 보간 수단을 갖는다.

본 발명의 화상 변환 방법은, 광을 이용하여 투사면에 투사하였을 때에 해당 투사면 상에서 상기 투사의 각도에 따른 왜곡이 보정되는 화상으로, 입력한 원화상을, 보간 처리를 이용하여 변환하여, 표시 수단에 출력하는 화상 변환 방법으로서, 왜곡이 발생한 화상의 어드레스를 생성하는 단계와, 왜곡이 발생한 화상의 어드레스에, 왜곡이 없는 원화상의 위치 정보를 대응시키는 맵핑의 단계와, 수평(수직) 방향에 표시 수단의 표시 위치에 대응하여 왜곡이 발생한 화상 상의 어드레스 라인과, 수직(수평) 방향으로 원화소를 연결하는 복수의 라인과의 교점을 기준으로, 복수의 원화상 데이터를 상기 교점마다 선택하는 단계와, 선택된 원화상 데이터의 각 조에 대하여, 선택 시에 기준으로 한 상기 교점에서 제1 보간 연산을 각각 실행하는 단계와, 제1 보간 연산에 의해 얻어진 복수의 보간 데이터에 대하여 수평(수직) 방향에서 제2 보간 연산을 실행하고, 맵핑에 의해 얻은 어드레스의 대응 관계에 기초하여 표시 수단에 출력해야 할 새로운 화소 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.

상기 발명에서는, 왜곡이 발생한 화상의 어드레스를 생성하고, 그 어드레스와 원화상의 위치 정보와의 맵핑(대응화)을 행한 후, 제1 보간 연산에 이용하는 수직 방향으로 배열되는 복수의 원화소 데이터를 선택한다. 이 때, 왜곡이 발생한 화상의 어드레스 라인과, 수직 방향으로 원화소를 연결하는 복수의 라인과의 교점을 기준으로, 복수의 원화상 데이터를 상기 교점마다 선택한다. 따라서, 어드레스 라인이 기울어졌을 때는, 그것에 따라 수직 방향으로 시프트한 복수의 원화소 데이터의 조가 선택 가능하다. 특히 어드레스 라인의 기울기가 큰 경우에도, 보간 연산의 정밀도를 유지하기 위해 적절한 원화상 데이터가 선택된다.

그 후, 제1 보간 연산에 의해 얻어진 복수의 보간 데이터에 대하여 제2 보간 연산을 행하여, 새로운 화소 데이터를 생성한다.

본 발명의 제3 관점의 화상 투사 장치는, 표시 화소를 갖는 표시 수단과, 광원으로부터의 광을 이용하여 표시 수단의 화상을 투사면에 투사하는 투사 수단을 갖고, 투사하였을 때에 이 투사면 상에서 투사의 각도에 따른 왜곡이 보정되는 화상으로, 입력한 원화상 데이터를, 보간 처리를 이용하여 변환하는 기능을 갖고 있는 화상 투사 장치로서, 원화상의 화소 위치에 기초하는 좌표에서의 수평의 좌표 파라미터의 계수를 1로 한 제1 관계식에 의해 제1 보간 어드레스를, 수직의 좌표 파라미터의 계수를 1로 한 제2 관계식에 의해 제2 보간 어드레스를 각각에 생성하는 어드레스 생성 수단과, 왜곡이 발생한 화상의 상기 어드레스에, 왜곡이 없는 원화상의 위치 정보를 대응시키는 맵핑 수단과, 수평(수직) 방향의 표시 화소에 대응하여 생성되는 왜곡이 발생한 상기 화상의 어드레스 라인과 수직(수평) 방향의 원화소를 연결하는 복수의 라인과의 각 교점의 위치를 상기 제1 보간 어드레스를 이용하여 구하고, 이 교점에서 제1 보간 연산을 각각 실행하여, 얻어진 복수의 보간 데이터에 대하여, 제2 보간 어드레스를 이용하여 구해진 보간점에서 제2 보간 연산을 실행하며, 맵핑 수단으로부터 얻은 어드레스의 대응 관계에 기초하여 표시 수단에 표시해야 할 새로운 화소 데이터를 생성하는 보간 수단을 갖는다.

본 발명의 화상 변환 방법은, 수평 또는 수직 방향 중 제1 방향의 좌표 파라미터의 계수를 1로 한 제1 관계식에 의해 제1 보간 어드레스를, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향의 좌표 파라미터의 계수를 1로 한 제2 관계식에 의해 제2 보간 어드레스를 각각 생성하는 어드레스 생성 단계와, 입력된 원화상의 상기 제2 방향으로 배열되는 복수의 원화소 데이터를, 상기 제1 보간 어드레스를 이용하여 선택하고, 복수회의 제1 보간 연산을 반복하여 실행하는 제1 보간 단계와, 상기 제1 보간 연산에 의해 생성된 상기 제1 방향으로 배열되는 복수의 보간 데이터를, 상기 제2 보간 어드레스를 이용하여 선택하고, 보간점에서 제2 보간 연산을 실행하여 새로운 화소 데이터를 생성하는 제2 보간 단계를 갖는다.

제3 관점에서는, 어드레스의 생성 시에 계산에 의해 구하는 어드레스는, 좌표 파라미터의 계수가 1이 아닌, 제1 보간 어드레스의 수직과 수평의 다른쪽의 어드레스와, 제2 보간 어드레스의 수직과 수평의 한쪽의 어드레스와의 조합만이다. 좌표 파라미터의 계수가 1인 어드레스는 계산되지 않거나, 혹은, 계산되는 경우에도 어드레스 생성 수단에 거의 부담을 주지 않는다. 이 간소한 어드레스를 이용하여, 제1 보간 연산을 반복하여 실행하고, 그 결과 얻어지는 복수의 보간 데이터에 대하여 제2 보간 연산을 실행하면, 짧은 시간 내에 새로운 화소가 생성된다.

본 발명에 따른 화상 변화 장치 및 화상 변환 방법에 따르면, 어드레스 계산점의 증가 또는 계산식의 복잡화에 의해 증대되는 어드레스 계산의 부하 및 보간 연산의 부하가 경감되어, 고속 처리가 가능하게 된다.

본 발명에 따른 화상 투사 장치에 따르면, 어드레스 계산 및 보간 연산을 행하는 수단의 부하 및 메모리에의 부담을 유효하게 경감하면서, 투사면 상의 화상의 왜곡을 고속으로 보정할 수 있다.

Claims

입력된 원화상의 수직 또는 수평 중 어느 한 방향으로 배열되는 복수의 원화소 데이터에 의해 제1 보간 연산을 실행하고, 상기 제1 보간 연산에 의해 얻어진 복수의 보간 데이터를 이용하여 상기 한 방향과는 다른 타방향에서의 제2 보간 연산을 실행하여, 보간점에서의 새로운 화상 데이터를 생성하는 보간 수단과,

상기 제1 보간 연산에 의해 얻어진 상기 보간 데이터를 기억하는 기억 수단을 갖고,

상기 보간 수단은, 상기 복수의 원화소 데이터의 조합이, 상기 기억 수단 내에 이미 기억되어 있는 상기 보간 데이터를 산출하였을 때의 상기 조합과 동일한 경우, 상기 보간 데이터를 상기 기억 수단으로부터 판독하여, 상기 제2 보간 연산에 이용하는 화상 변환 장치.
제1항에 있어서,

상기 보간 수단은, 상기 원화소에 대하여 수평 방향 또는 수직 방향으로 경사진 라인 상에 배열되는 상기 보간점의 새로운 화상 데이터를 순차적으로 생성하는 화상 변환 장치.
제1항에 있어서,

상기 한 방향으로 배열되는 복수의 원화소 데이터에 대한 상기 제1 보간 연산에 이용되는 제1 필터 계수를 상기 한 방향으로 배열되는 원화소의 위치에 대한 상기 보간 데이터를 구하는 점의 위상에 기초하여 생성하는 필터 계수 발생 수단을 갖는 화상 변환 장치.
제1항에 있어서,

상기 필터 계수 발생 수단은, 상기 다른 방향으로 배열되는 복수의 상기 보간 데이터에 대한 상기 제2 보간 연산에 이용되는 제2 필터 계수를 상기 다른 방향으로 배열되는 상기 보간 데이터를 구한 위치에 대한 상기 보간점의 위상에 기초하여 생성하는 화상 변환 장치.
제2항에 있어서,

상기 기억 수단은, 경사진 상기 라인 상에 배열되는 상기 보간점의 보간에 이용되는 상기 복수의 보간 데이터를 적어도 1라인분 기억하는 메모리이고,

상기 보간 수단은, 상기 라인마다 상기 제1 보간 연산을 반복하여 실행하고, 얻어진 1라인분의 상기 보간 데이터 중에서 선택하는 보간 데이터의 조합을 변화시키면서 상기 제2 보간 연산을 반복하여 실행하는 화상 변환 장치.
제5항에 있어서,

상기 보간 수단은, 상기 라인마다의 상기 제1 보간 연산을 1개의 화상분 통합하여 실행하고, 얻어진 상기 1개의 화상분의 상기 보간 데이터를 이용하여 상기 제2 보간 연산을 상기 1개의 화상분 통합하여 실행하는 화상 변환 장치.
제1항에 있어서,

상기 화상 변환 장치는, 광을 이용하여 투사면에 투사하였을 때, 상기 원화상을 상기 투사면의 법선에 대한 상기 투사의 각도에 따른 왜곡이 보정된 화상으로 보간 처리를 이용하여 변환하고, 표시 수단에 출력하는 화상 변환 장치로서,

상기 화상 변환 장치가,

상기 표시 수단의 표시 위치에 대응하여, 왜곡이 발생한 화상의 어드레스를 발생시키는 어드레스 생성 수단과,

왜곡이 발생한 화상의 상기 어드레스에 왜곡이 없는 상기 원화상의 위치 정보를 대응시키는 맵핑 수단을 더 갖고,

상기 보간 수단은, 상기 기억 수단을 이용한 복수회의 상기 제1 보간 연산과, 상기 제2 보간 연산의 실행에 의해, 상기 맵핑 수단으로부터 얻은 상기 어드레스와 상기 위치 정보의 대응 관계에 기초하여 상기 표시 수단에 표시해야 할 새로운 화소 데이터를 생성하는 화상 변환 장치.
제7항에 있어서,

상기 어드레스는, 상기 표시 수단이 갖는 상호 직교하는 제1 및 제2 방향으로 배치된 매트릭스 형상의 표시 화소에 대응하여 상기 어드레스 생성 수단에 의해 생성되며, 상기 원화상의 위치 정보는, 상기 원화상의 상기 제1 및 제2 방향의 화소에 대응하여 설정되어 있는 화상 변환 장치.
제8항에 있어서,

상기 제1 방향으로 배열되는 상기 표시 화소에 대응하여 상기 어드레스 생성 수단에 의해 생성되는 상기 왜곡이 발생한 화상의 어드레스 라인과, 상기 제2 방향의 상기 화소를 연결하는 복수의 라인과의 교점을 기준으로, 복수의 원화상 데이터를 상기 교점마다 선택하고, 상기 보간 수단에 출력하는 선택 수단을 더 갖는 화상 변환 장치.
제8항에 있어서,

상기 보간 수단은, 상기 제1 방향으로 배열되는 상기 표시 화소에 대응하여 상기 어드레스 생성 수단에 의해 생성되는 상기 왜곡이 발생한 화상의 어드레스 라인과, 상기 제2 방향의 상기 화소를 연결하는 복수의 라인과의 교점에서 상기 제1 보간 연산을 각각 실행하고, 얻어진 복수의 상기 보간 데이터에 대하여 상기 제2 보간 연산을 실행하는 화상 변환 장치.
제10항에 있어서,

상기 보간 수단은, 상기 왜곡이 발생한 화상의 어드레스 라인마다 상기 제1 보간 연산을 반복하여 실행하고, 얻어진 1라인분의 상기 보간 데이터 중에서 선택하는 보간 데이터의 조합을 변화시키면서 상기 제2 보간 연산을 반복하여 실행하는 화상 변환 장치.
제11항에 있어서,

상기 보간 수단은, 상기 라인마다의 상기 제1 보간 연산을 1개의 화상분 통합하여 실행하고, 얻어진 상기 1개의 화상분의 상기 보간 데이터를 이용하여 상기 제2 보간 연산을 상기 1개의 화상분 통합하여 실행하는 화상 변환 장치.
제11항에 있어서,

상기 어드레스 생성 수단은, 상기 원화상의 화소 위치에 기초하는 좌표에서의 상기 제1 방향의 좌표 파라미터의 계수를 1로 한 제1 관계식에 의해 제1 보간 어드레스를, 상기 제2 방향의 좌표 파라미터의 계수를 1로 한 제2 관계식에 의해 제2 보간 어드레스를 구하여, 왜곡이 발생한 화상의 어드레스를 생성하는 화상 변환 장치.
제13항에 있어서,

상기 제1 보간 어드레스는, 등간격으로 변화하는 상기 제1 방향의 좌표 파라미터만을 변수로 하는 상기 제1 관계식에 의해 구해지는 화상 변환 장치.
상호 직교하는 제1 및 제2 방향으로 매트릭스 형상으로 배치된 표시 화소를 갖는 표시 수단과, 광원으로부터의 광을 이용하여 상기 표시 수단에 표시된 화상을 투사면에 투사하는 투사 수단을 갖고, 상기 투사면에 투사하였을 때, 입력된 원화상을 상기 투사면의 법선에 대한 상기 투사의 각도에 따른 왜곡이 보정되는 화상으로 보간 처리를 이용하여 변환하는 기능을 갖고 있는 화상 투사 장치로서,

상기 표시 수단에 표시되는 위치에 대응하여, 왜곡이 발생한 화상의 어드레스를 생성하는 어드레스 생성 수단과,

왜곡이 발생한 화상의 상기 어드레스에 왜곡이 없는 상기 원화상의 화소 위치를 대응시키는 맵핑 수단과,

상기 제1 방향으로 배열되는 상기 표시 화소에 대응하여 상기 어드레스 생성 수단에 의해 생성되는 상기 왜곡이 발생한 화상의 어드레스 라인과, 상기 제2 방향의 상기 화소를 연결하는 복수의 라인과의 교점을 기준으로, 상기 제2 방향의 복수의 원화상 데이터를 상기 교점마다 선택하는 선택 수단과,

선택된 상기 원화소 데이터의 각 조에 대하여, 선택 시에 기준으로 한 상기 교점에서 제1 보간 연산을 각각 실행하고, 얻어진 복수의 보간 데이터에 대하여 상기 제1 방향에서 제2 보간 연산을 실행하며, 상기 맵핑 수단으로부터 얻은 상기 어드레스와 상기 위치 정보의 대응 관계에 기초하여 상기 표시 수단에 표시해야 할 새로운 화소 데이터를 생성하는 보간 수단

을 갖는 화상 투사 장치.
상호 직교하는 제1 및 제2 방향으로 매트릭스 형상으로 배치된 표시 화소를 갖는 표시 수단과, 광원으로부터의 광을 이용하여 상기 표시 수단에 표시된 화상을 투사면에 투사하는 투사 수단을 갖고, 상기 투사면에 투사하였을 때, 입력된 원화상을 상기 투사면의 법선에 대한 상기 투사의 각도에 따른 왜곡이 보정되는 화상으로 보간 처리를 이용하여 변환하는 기능을 갖고 있는 화상 투사 장치로서,

상기 원화상의 화소 위치에 기초하는 좌표에서의 상기 제1 방향의 좌표 파라미터의 계수를 1로 한 제1 관계식에 의해 제1 보간 어드레스를, 상기 제2 방향의 좌표 파라미터의 계수를 1로 하는 제2 관계식에 의해 제2 보간 어드레스를 구하여, 왜곡이 발생한 화상의 어드레스를 생성하는 어드레스 생성 수단과,

왜곡이 발생한 화상의 상기 어드레스에 왜곡이 없는 상기 원화상의 위치 정보를 대응시키는 맵핑 수단과,

상기 제1 방향의 상기 표시 화소에 대응하여 상기 어드레스 생성 수단에 의해 생성되는 왜곡이 발생한 상기 화상의 어드레스 라인과, 상기 제2 방향의 원화소를 연결하는 복수의 라인과의 각 교점의 위치를 상기 제1 보간 어드레스를 이용하여 구하여, 상기 교점에서 제1 보간 연산을 각각 실행하고, 얻어진 복수의 보간 데이터에 대하여, 상기 제2 보간 어드레스를 이용하여 구해진 보간점에서 제2 보간 연산을 실행하며, 상기 맵핑 수단으로부터 얻은 어드레스의 대응 관계에 기초하여 상기 표시 수단에 표시해야 할 새로운 화소 데이터를 생성하는 보간 수단을 갖는 화상 투사 장치.
입력된 원화상의 수직 또는 수평 중 어느 한 방향으로 배열되는 복수의 원화소 데이터에 의해 제1 보간 연산을 반복하여 실행하는 제1 보간 단계와,

상기 제1 보간 연산에 의해 생성된 복수의 보간 데이터를 기억 수단에 일시적으로 기억하는 데이터 기억 단계와,

복수의 상기 보간 데이터에 대하여 제2 보간 연산을 상기 한 방향과는 다른 타방향에서 실행함으로써, 새로운 화소 데이터를 생성하는 제2 보간 단계와,

상기 제1 보간 단계, 상기 데이터 기억 단계, 및, 상기 제2 보간 단계를 반복하여, 새로운 화소 데이터를 생성하는 단계를 갖고,

상기 새로운 화소 데이터를 생성하는 상기 단계에서는, 복수의 상기 원화소 데이터의 조합이, 상기 기억 수단 내에 이미 기억되어 있는 상기 보간 데이터를 산출하였을 때의 상기 조합과 동일한 경우, 상기 보간 데이터를 상기 기억 수단으로부터 판독하여, 상기 제2 보간 연산에 이용하는 화상 변환 방법.
광을 이용하여 투사면에 투사하였을 때, 입력한 원화상을 상기 투사면 상에서 상기 투사의 각도에 따른 왜곡이 보정되는 화상으로 보간 처리를 이용하여 변환하여, 표시 수단에 출력하는 화상 변환 방법으로서,

왜곡이 발생한 화상의 어드레스를 생성하는 단계와,

왜곡이 발생한 화상의 상기 어드레스에, 왜곡이 없는 상기 원화상의 화소 위치를 대응시키는 맵핑의 단계와,

수평 또는 수직 방향 중 제1 방향으로 상기 표시 수단의 표시 위치에 대응시켜 상기 어드레스 생성 수단에 의해 생성되는 왜곡이 발생한 화상의 어드레스 라인과, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향의 상기 화소를 연결하는 복수의 라인과의 교점을 기준으로, 복수의 원화상 데이터를 상기 교점마다 선택하는 단계와,

선택된 상기 원화상 데이터의 각 조에 대하여, 선택 시에 기준으로 한 상기 교점에서 제1 보간 연산을 각각 실행하는 단계와,

상기 제1 보간 연산에 의해 얻어진 복수의 보간 데이터에 대하여 수평 방향에서 제2 보간 연산을 실행하고, 상기 맵핑에 의해 얻은 어드레스의 대응 관계에 기초하여 상기 표시 수단에 표시해야 할 새로운 화소 데이터를 생성하는 단계

를 포함하는 화상 변환 방법.
수평 또는 수직 방향 중 제1 방향의 좌표 파라미터의 계수를 1로 한 제1 관계식에 의해 제1 보간 어드레스를, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향의 좌표 파라미터의 계수를 1로 한 제2 관계식에 의해 제2 보간 어드레스를 각각 생성하는 어드레스 생성 단계와,

입력된 원화상의 상기 제2 방향으로 배열되는 복수의 원화소 데이터를, 상기 제1 보간 어드레스를 이용하여 선택하고, 복수회의 제1 보간 연산을 반복하여 실행하는 제1 보간 단계와,

상기 제1 보간 연산에 의해 생성된 상기 제1 방향으로 배열되는 복수의 보간 데이터를, 상기 제2 보간 어드레스를 이용하여 선택하고, 보간점에서 제2 보간 연산을 실행하여, 새로운 화소 데이터를 생성하는 제2 보간 단계

를 갖는 화상 변환 방법.