專利名稱：圖像處理系統(tǒng)、投影機以及圖像處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及根據(jù)拍攝信息檢測投影區(qū)域的端點的圖像處理系統(tǒng)、投影機以及圖像處理方法。
背景技術：
例如，在使用投影機在屏幕上投影圖像的情況下，有時在投影圖像上會產(chǎn)生所謂的梯形畸變。作為修正梯形畸變等的方法，有用照相機(攝像機)拍攝形成在屏幕上的投影區(qū)域，再根據(jù)該拍攝信息判別投影區(qū)域的形狀然后修正梯形畸變的方法。
例如，在特開2003-108109號公報中，公開了一種投影2個不同的校準圖像，并分別拍攝這些校準圖像，然后根據(jù)2個拍攝信息的差異來判別投影區(qū)域的圖像處理系統(tǒng)。
但是，在特開2003-108109號公報中，對于如何設定拍攝時的拍攝裝置的曝光卻完全沒有公開。
另外，在帶照相機的投影機的情況下，該照相機的曝光設定是以在沒有受到外界光的影響的理想的使用環(huán)境中的設定被固定下來的。
但是，在實際的使用環(huán)境中，有時會受到外界光的影響，為了正確地修正圖像的畸變，必須是即便在這種情況下投影機也能夠得到正確的拍攝信息而正確地判定投影區(qū)域。另外，在投影距離遠的情況或屏幕的反射率低的情況下，有時投影圖像變暗，照相機很難做到高精度地攝影。
另外，在實際的使用環(huán)境中，還有由于投影機的設置場所的制約等的原因，投影圖像的一部分被表示在屏幕的外部的情況。因此就有必要研制一種即便在這種情況下也可恰當?shù)卣{整投影圖像的位置等的投影機。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種可以根據(jù)拍攝信息更加正確地檢測拍攝區(qū)域的投影區(qū)域的端點的圖像處理系統(tǒng)、投影機以及圖像處理方法。
為了解決上述問題，本發(fā)明的圖像處理系統(tǒng)以及投影機，其特征在于，它包括分別在不同的時刻投影第1以及第2校準圖像的圖像投影裝置；具有曝光調整功能，拍攝所投影的各校準圖像生成第1以及第2拍攝信息的拍攝裝置；根據(jù)前述第1以及第2拍攝信息，生成表示各校準圖像的在前述拍攝裝置的拍攝區(qū)域內對應的每個像素的規(guī)定像素信號值的差異的差異信息的差異信息生成裝置；以及將該差異信息作為檢索對象，檢測前述拍攝區(qū)域中的投影區(qū)域的端點的端點檢測裝置；前述拍攝裝置在前述第1校準圖像的投影時以自動曝光拍攝該校準圖像，在前述第2校準圖像的投影時以按前述自動曝光決定的曝光的狀態(tài)拍攝該校準圖像。
另外，本發(fā)明的圖像處理方法，其特征在于，投影第1校準圖像；以自動曝光的設定拍攝所投影的第1校準圖像而生成第1拍攝信息；投影第2校準圖像；以前述第1校準圖像的拍攝時的曝光拍攝所投影的第2校準圖像而生成第2拍攝信息；根據(jù)前述第1以及第2拍攝信息，生成表示在拍攝區(qū)域內對應的每個像素的規(guī)定圖像信號值的差異的差異信息；將該差異信息作為檢索對象，檢測前述拍攝區(qū)域中的投影區(qū)域的端點。
根據(jù)本發(fā)明，圖像處理系統(tǒng)等通過暫時以自動曝光的設定拍攝第1校準圖像而生成第1拍攝信息，可以以適合于使用環(huán)境的曝光生成第1拍攝信息。另外，圖像處理系統(tǒng)等通過以第1校準圖像的拍攝時的曝光拍攝第2校準圖像而生成第2拍攝信息，可以用適合差異信息的生成的曝光生成第2拍攝信息。
進而，圖像處理系統(tǒng)等通過根據(jù)該第1以及第2拍攝信息檢測拍攝區(qū)域中的投影區(qū)域的端點，可以更正確第判別拍攝區(qū)域中的投影區(qū)域。
再者，作為前述差異，可以是例如差分值(差值)、比率等。
另外，本發(fā)明的圖像處理系統(tǒng)以及投影機，其特征在于，它包括圖像投影裝置，分別在不同的時刻投影第1以及第2校準圖像；拍攝裝置，具有曝光調整功能，拍攝所投影的各校準圖像而生成第1以及第2拍攝信息；差異信息生成裝置，將前述拍攝裝置的拍攝區(qū)域中的規(guī)定像素區(qū)域劃分成由多個像素構成的像素塊，根據(jù)前述第1及第2拍攝信息，生成表示構成該像素塊的像素的規(guī)定像素信號值的平均值或合計值或該像素塊中的代表像素的規(guī)定圖像信號值的第1及第2像素塊前處理信息，并且根據(jù)前述第1像素塊前處理信息和前述第2像素塊前處理信息的差異，設定成為前述拍攝區(qū)域中的投影區(qū)域的端點的基準的像素區(qū)域，并根據(jù)前述第1及第2拍攝信息，生成表示該像素區(qū)域的附近的每個像素的前述規(guī)定圖像信號值的差異的差異信息；以及端點檢測裝置，將該差異信息作為檢測對象，檢測前述拍攝區(qū)域中的投影區(qū)域的端點；前述拍攝裝置在前述第1校準圖像的投影時以自動曝光拍攝該校準圖像，在前述第2校準圖像的投影時以按前述自動曝光決定的曝光的狀態(tài)，拍攝該校準圖像。
另外，本發(fā)明的圖像處理方法，投影第1校準圖像；以自動曝光的設定拍攝所投影的第1校準圖像而生成第1拍攝信息；投影第2校準圖像；以前述第1校準圖像的拍攝時的曝光拍攝所投影的第2校準圖像而生成第2拍攝信息；根據(jù)前述第1以及第2拍攝信息，將拍攝區(qū)域中的規(guī)定像素區(qū)域劃分成由多個像素構成的像素塊；生成表示構成該像素塊的像素的規(guī)定像素信號值的平均值或合計值或該像素塊中的代表像素的規(guī)定圖像信號值的第1以及第2像素塊前處理信息；根據(jù)前述第1像素塊前處理信息和前述第2像素塊前處理信息的差異，設定形成為前述拍攝區(qū)域中的投影區(qū)域的端點的基準的像素區(qū)域；根據(jù)前述第1以及第2拍攝信息，生成表示該像素區(qū)域的附近的每個像素的前述規(guī)定圖像信號值的差異的差異信息；將該差異信息作為檢測對象，檢測前述拍攝區(qū)域中的投影區(qū)域的端點。
根據(jù)本發(fā)明，圖像處理系統(tǒng)等通過暫時以自動曝光的設定拍攝第1校準圖像而生成第1拍攝信息，可以用適合于使用環(huán)境的曝光生成第1拍攝信息。另外，圖像處理系統(tǒng)等通過用第1校準圖像的拍攝時的曝光拍攝第2校準圖像而生成第2拍攝信息，可以用適合于差異信息的生成的曝光生成第2拍攝信息。
進而，圖像處理系統(tǒng)等通過根據(jù)該第1以及第2拍攝信息檢測拍攝區(qū)域中的投影區(qū)域的端點，可以更正確第判別拍攝區(qū)域中的投影區(qū)域。
特別地，根據(jù)本發(fā)明，圖像處理系統(tǒng)等，通過在設定成為端點的基準的像素區(qū)域之后將其附近的像素作為檢索對象來檢索每個像素的差異，可以用更短的時間檢測到所希望的端點。
另外，在前述圖像處理系統(tǒng)以及前述投影機中，也可以是前述圖像投影裝置作為前述第1校準圖像投影白的單一色的校準圖像，同時作為前述第2校準圖像投影黑的單一色的校準圖像。
另外，在前述圖像處理方法中，也可以是前述第1校準圖像是白的單一色的校準圖像；前述第2校準圖像是黑的單一色的校準圖像。
由此，圖像處理系統(tǒng)等通過在白的校準圖像的拍攝時以自動曝光來拍攝，不論在受到外界光的影響的情況下、在因投影距離過遠或屏幕的反射率過低而投影光的反射光過弱的情況下、或在因投影距離過近或屏幕的反射率過高而投影光的反射光過強的情況下，與以固定曝光進行拍攝的情況相比，都可以有效地活用照相機的動態(tài)范圍來拍攝。
另外，圖像處理系統(tǒng)等通過在黑的校準圖像的拍攝時用白的校準圖像拍攝時的曝光來進行拍攝，在判定白的拍攝信息和黑的拍攝信息的差異時，可以更明確地判定差異。由此，圖像處理系統(tǒng)等可以更正確地判別圖像投影區(qū)域。
另外，在前述圖像處理系統(tǒng)以及前述投影機中，也可以是如下那樣，即，前述差異信息生成裝置，作為前述差異信息，生成以前述第1拍攝信息表示的第1拍攝圖像和以前述第2拍攝信息表示的第2拍攝圖像的差分圖像；該差分圖像由位于該差分圖像的中央附近的中央塊區(qū)域、位于該中央塊區(qū)域的周邊的周邊塊區(qū)域和前述中央塊區(qū)域以及前述周邊塊區(qū)域以外的背景區(qū)域構成；前述中央塊區(qū)域以及前述周邊塊區(qū)域的各像素和前述背景區(qū)域的各像素具有不同的明亮度(明亮程度)指標值。
另外，在前述圖像處理方法中，也可以是如下那樣，即，作為前述差異信息，生成以前述第1拍攝信息表示的第1拍攝圖像和以前述第2拍攝信息表示的第2拍攝圖像的差分圖像；該差分圖像由位于該差分圖像的中央附近的中央塊區(qū)域、位于該中央塊區(qū)域的周邊的周邊塊區(qū)域和前述中央塊區(qū)域以及前述周邊塊區(qū)域以外的背景區(qū)域構成；前述中央塊區(qū)域以及前述周邊塊區(qū)域的各像素和前述背景區(qū)域的各像素具有不同的明亮度指標值。
另外，在前述圖像處理系統(tǒng)以及前述投影機中，也可以是前述端點檢測裝置包括根據(jù)前述差分圖像，檢測前述拍攝裝置的拍攝區(qū)域中的前述中央塊區(qū)域的多個中央基準位置的中央基準位置檢測裝置；根據(jù)前述中央基準位置，檢測前述拍攝區(qū)域中的前述周邊塊區(qū)域的多個周邊基準位置的周邊基準位置檢測裝置；以及根據(jù)前述中央基準位置、前述周邊基準位置，生成表示前述投影區(qū)域的端點的投影區(qū)域信息的投影區(qū)域信息生成裝置。
另外，在前述圖像處理方法中，也可以是根據(jù)前述差分圖像，檢測拍攝區(qū)域中的前述中央塊區(qū)域的多個中央基準位置；根據(jù)前述中央基準位置，檢測前述拍攝區(qū)域中的前述周邊塊區(qū)域的多個周邊基準位置；根據(jù)前述中央基準位置和前述周邊基準位置，生成表示前述投影區(qū)域的端點的投影區(qū)域信息。
由此，圖像處理系統(tǒng)等通過檢測比相當于投影圖像的投影區(qū)域小的中央塊區(qū)域的中央基準位置，即便是在投影圖像的一部分被顯示在投影對象物的外部那樣的情況下，也可以根據(jù)中央基準位置正確地檢測投影區(qū)域的端點。
特別是，由此，圖像處理系統(tǒng)等，不僅根據(jù)中央基準位置，而且還可以根據(jù)位于其周邊的周邊塊區(qū)域的周邊基準位置判定投影區(qū)域的端點，因此可以更高精度地檢測投影區(qū)域的端點。
再者，前述圖像處理系統(tǒng)等，也可以是例如，作為前述第1校準圖像，采用單色的圖像；作為前述第2校準圖像，采用由位于圖像中央附近的中央塊區(qū)域、位于該中央塊區(qū)域的周邊的周邊塊區(qū)域和前述中央塊區(qū)域以及前述周邊塊區(qū)域以外的背景區(qū)域構成的、前述中央塊區(qū)域以及前述周邊塊區(qū)域的各像素和前述背景區(qū)域的各像素具有不同的指標值的圖像。
另外，在前述圖像處理系統(tǒng)以及前述投影機中，也可以是前述投影區(qū)域信息生成裝置根據(jù)前述中央基準位置和前述周邊基準位置設定多個近似直線或近似曲線而判定前述中央塊區(qū)域以及前述周邊塊區(qū)域的形狀或配置，由此生成前述投影區(qū)域信息。
另外，在前述圖像處理方法中，也可以是通過根據(jù)前述中央基準位置和前述周邊基準位置設定多個近似直線或近似曲線、判定前述中央塊區(qū)域以及前述周邊塊區(qū)域的形狀或配置，從而生成前述投影區(qū)域信息。
另外，在前述圖像處理系統(tǒng)以及前述投影機中，也可以是前述投影區(qū)域以及前述中央塊區(qū)域為矩形的區(qū)域；前述投影區(qū)域信息生成裝置通過檢測前述多個近似直線的交點或前述多個近似曲線的交點，判定前述中央塊區(qū)域的4角的位置，并根據(jù)該4角的位置，生成表示前述投影區(qū)域的4角的位置的前述投影區(qū)域信息。
另外，在前述圖像處理方法中，也可以是前述投影區(qū)域以及前述中央塊區(qū)域為矩形的區(qū)域；通過檢測前述多個近似直線的交點或前述多個近似曲線的交點，判定前述中央塊區(qū)域的4角的位置，并根據(jù)該4角的位置，生成表示前述投影區(qū)域的4角的位置的前述投影區(qū)域信息。
由此，由于圖像處理系統(tǒng)等可根據(jù)中央塊區(qū)域的4角的位置判定投影區(qū)域的4角的位置，因此可以用較少的處理判定投影區(qū)域的4角的位置。


圖1是表示第1實施例的圖像投影狀況的概略圖。
圖2是第1實施例的拍攝區(qū)域的示意圖。
圖3是第1實施例的投影機的功能塊圖。
圖4是第1實施例的投影機的硬件塊圖。
圖5是表示第1實施例的端點檢測處理的流程的流程圖。
圖6是第1實施例的前處理用的像素塊的示意圖。
圖7是第1實施例的像素塊的示意圖。
圖8是將圖7的AA部分放大而得到的像素塊的示意圖。
圖9是表示第2實施例的圖像投影狀況的概略圖。
圖10是第2實施例的投影機的功能塊圖。
圖11是表示第2實施例的投影區(qū)域的位置檢測處理的流程的流程圖。
圖12(A)是第1校準圖像的示意圖，圖12(B)是第2校準圖像的示意圖。
圖13是表示第2實施例的檢測中央基準位置時的第1階段的檢索方法的示意圖。
圖14是表示第2實施例的檢測中央基準位置時的第2階段的檢索方法的示意圖。
圖15是表示第2實施例的檢測周邊基準位置時的第1階段的檢索方法的示意圖。
圖16是表示第2實施例的檢測周邊基準位置時的第2階段的檢索方法的示意圖。
圖17是表示第2實施例的設定近似直線時的第1階段的示意圖。
圖18是表示第2實施例的設定近似直線時的第2階段的示意圖。
圖19是第3實施例的投影機的功能塊圖。
圖20是表示第3實施例的檢測周邊基準位置時的第1階段的檢索方法的示意圖。
圖21是表示第3實施例的檢測周邊基準位置時的第2階段的檢索方法的示意圖。
具體實施例方式
以下，以將本發(fā)明應用于具有圖像處理系統(tǒng)的投影機的情況為例，參照附圖進行說明。再者，以下所示的實施形態(tài)，對記載在權利要求范圍內的發(fā)明內容沒有任何限定。另外，并不一定是以下的實施形態(tài)所示的所有的結構都是作為記載在權利要求的范圍內的發(fā)明的解決方案所必須的。
以下，作為第1實施例，對使用像素塊檢測投影區(qū)域的端點的方法進行說明，作為第2實施例，對使用圖形圖像檢測投影區(qū)域的端點的方法進行說明。
第1實施例圖1是表示第1實施例的圖像投影狀況的概略圖。
投影機20向作為投影對象物的一種的屏幕10投影圖像。由此，在屏幕10上，形成投影區(qū)域12。
在本實施形態(tài)中，投影機20使用具有曝光調整功能的拍攝裝置生成投影區(qū)域12的拍攝信息，然后根據(jù)該拍攝信息檢測拍攝區(qū)域中的投影區(qū)域的端點，進行各種的圖像處理。
為了進行這樣的處理，本實施形態(tài)的投影機20具有作為拍攝裝置的傳感器60。傳感器60經(jīng)由拍攝面(拍攝區(qū)域)拍攝包括投影區(qū)域12在內的區(qū)域，生成拍攝信息。
圖2是第1實施例的拍攝區(qū)域210的示意圖。
拍攝區(qū)域210是上述拍攝面中的區(qū)域，在圖2中是規(guī)定像素數(shù)的矩形的區(qū)域ABCD。另外，表示拍攝區(qū)域210中的實際被投影的圖像的形狀的投影區(qū)域220是用IJKL這4個點圍著的區(qū)域。
這樣，例如，根據(jù)投影機20的投影光的光軸和傳感器60的光軸，進而根據(jù)屏幕10的角度，投影區(qū)域220的形狀會產(chǎn)生變化。另外，例如，即便在投影機20投影相同投影光的情況下，由于外界光80的影響、屏幕10的反射率、投影距離，來自于屏幕10的反射光(投影光的反射光)也會變化。
在本實施形態(tài)中，投影機20投影白的單一色的校準圖像(以下稱全白圖像)和黑的單一色的校準圖像(以下稱全黑圖像)。
并且，傳感器60利用自動曝光拍攝全白圖像，再利用在全白圖像的拍攝時所決定的曝光拍攝全黑圖像。
傳感器60通過利用自動曝光拍攝全白圖像，可以根據(jù)因外界光80對屏幕10上投影區(qū)域12帶來的影響、投影距離、屏幕10的反射率的差異而產(chǎn)生的反射光的強弱，以適當?shù)钠毓馀臄z圖像。另外，傳感器60通過利用與全白圖像相同的曝光拍攝全黑圖像，可以在生成表示全白圖像和全黑圖像的每個像素的差分值的差異信息的情況下，生成準確的差異信息。
并且，投影機20通過進行根據(jù)該差異信息的圖像處理，可以更正確地檢測拍攝區(qū)域210的投影區(qū)域220的端點。
其次，對用于安裝這種功能的投影機20的功能塊進行說明。
圖3是第1實施例的投影機20的功能塊圖。
投影機20的構成包括將來自于PC(個人計算機)的模擬RGB信號(R1、G1、B1)變換成數(shù)字RGB信號(R2、G2、B2)的輸入信號處理部110，為了修正圖像的顏色和明亮度、將該數(shù)字RGB信號(R2、G2、B2)變換成數(shù)字RGB信號(R3、G3、B3)的色變換部120，為了修正色不均勻、將該數(shù)字RGB信號(R3、G3、B3)變換成數(shù)字RGB信號(R4、G4、B4)的色不均勻修正部130，將該數(shù)字RGB信號(R4、G4、B4)變換成模擬RGB信號(R5、G5、B5)的輸出信號處理部140，以及根據(jù)該模擬RGB信號投影圖像的圖像投影部190。
另外，圖像投影部190的構成包括空間光調制器192、驅動空間光調制器192的驅動部194、光源196和透鏡198。驅動部194根據(jù)來自于輸出信號處理部140的圖像信號，驅動空間光調制器192。然后，圖像投影部190將來自于光源196的光經(jīng)由空間光調制器192以及透鏡198而投影。
另外，投影機20構成為包括生成用于表示全白圖像以及全黑圖像的圖像信息(RGB信號)的校準信息生成部172，具有曝光調整功能、并生成全白圖像的拍攝信息(第1拍攝信息)以及全黑圖像的拍攝信息(第2拍攝信息)的傳感器60，進行傳感器60的曝光設定的拍攝條件設定部186，以及暫時存儲來自傳感器60的第1以及第2拍攝信息等的拍攝信息存儲部184。再者，傳感器60以及拍攝條件設定部186起到作為拍攝裝置的作用。
另外，投影機20被構成為包括減低第1以及第2拍攝信息的噪音的噪音除去部158、根據(jù)被減低了噪音的第1以及第2拍攝信息生成差異信息的差異信息生成部152和根據(jù)差異信息檢測投影區(qū)域220的端點的端點檢測部154。
進而，投影機20被構成為包括根據(jù)由端點檢測部154檢測到的端點生成像素塊圖像的像素塊圖像信息生成部156，對被進行了數(shù)字變換的RGB信號修正圖像的畸變(梯形畸變等)的圖像畸變修正部112，為了圖像畸變修正部112、根據(jù)像素塊圖像計算圖像畸變修正量的圖像畸變修正量計算部162，以及為了色不均勻修正部130、根據(jù)像素塊圖像計算色不均勻修正量的色不均勻修正量計算部164。再者，對于圖像的色不均勻修正、圖像的畸變修正、圖像的明亮度修正，在后面敘述。
另外，作為用于安裝上述投影機20的各部的硬件，例如，可以適用以下的裝置。
圖4是第1實施例的投影機20的硬件塊圖。
例如，作為輸入信號處理部110，可以用例如A/D轉換器930等；作為拍攝信息存儲部184，可以用例如RAM950等；作為色不均勻修正部130、差異信息生成部152、端點檢測部154、像素塊圖像信息生成部156以及校準信息生成部172，可以用例如圖像處理電路970等；作為圖像畸變修正量計算部162、色不均勻修正量計算部164，可以用例如CPU910等；作為色變換部120，可以用例如圖像處理電路970、RAM950、CPU910等；作為輸出信號處理部140，可以用例如D/A轉換器940等；作為空間光調制器192，可以用例如液晶面板920等；作為驅動部194可以用存儲驅動液晶面板920的液晶光閥驅動程序的ROM960等，由此來進行安裝。
再者，所述各部可以經(jīng)由系統(tǒng)總線980相互交換信息。
另外，所述各部，可以像電路那樣以硬件方式安裝，也可以像程序那樣以軟件方式安裝。
進而，也可以從存儲有用于使計算機發(fā)揮作為差異信息生成部152等的功能的程序的信息存儲介質900中讀取程序，而將差異信息生成部152等的功能安裝在計算機中。
作為這樣的信息存儲介質900，可以使用例如CD-ROM、DVD-ROM、ROM、RAM、HDD等，其程序的讀取方式可以是接觸方式，也可以是非接觸方式。
另外，代替信息存儲介質900，也可以通過將用于安裝上述各功能的程序等經(jīng)由傳送線路從主機裝置等下載，從而安裝上述各功能。
其次，對使用了所述各部的端點檢測處理的流程進行說明。
圖5是表示第1實施例的端點檢測處理的流程的流程圖。
首先，校準信息生成部172發(fā)出全白圖像用的圖像信號，圖像投影部190根據(jù)由輸出信號處理部140處理過的該圖像信號，向屏幕10投影全白圖像(步驟S1)。
拍攝條件設定部186控制傳感器60以自動曝光的設定進行拍攝。由此，傳感器60以自動曝光的設定拍攝包括被投影在屏幕10上的全白圖像在內的區(qū)域，生成第1拍攝信息(步驟S2)。拍攝信息存儲部184存儲來自傳感器60的第1拍攝信息。另外，拍攝條件設定部186將傳感器60的曝光設定為全白圖像拍攝時的曝光。
其次，校準信息生成部172發(fā)出全黑圖像用的圖像信號，圖像投影部190根據(jù)由輸出信號處理部140處理過的該圖像信號，向屏幕10投影全黑圖像(步驟S3)。
傳感器60以所固定的曝光設定來拍攝包括被投影在屏幕10上的全黑圖像在內的區(qū)域，生成第2拍攝信息(步驟S4)。拍攝信息存儲部184存儲來自傳感器60的第2拍攝信息。
再者，拍攝信息例如是按傳感器60的每個拍攝像素、用R信號值、G信號值、B信號值、Y信號值、亮度值、多個原色值的平均值等的規(guī)定圖像信號值來表示的信息。
噪音除去部158從第1以及第2拍攝信息中除去噪音(步驟S5)。具體的說，噪音除去部158，例如，在規(guī)定圖像信號值為規(guī)定值(例如，接近于0的值、全白圖像的拍攝圖像中央部的平均亮度值的50％的值等)或其以下的情況下，將該值變?yōu)?，更新拍攝信息。
差異信息生成部152根據(jù)除去了噪音的全白圖像拍攝時的第1拍攝信息和除去了噪音的全黑圖像拍攝時的第2拍攝信息，生成表示每一像素的第1拍攝信息和第2拍攝信息的每一對應像素的差分值的差異信息(像素單位差分值信息)，并存儲在拍攝信息存儲部184內(步驟S6)。該差異信息例如以二維排列等來表示。在此，作為差異信息采用二維排列。
再者，差異信息生成部152，也可以進一步根據(jù)該差異信息，生成僅由作為投影區(qū)域220而臨時設定的臨時投影區(qū)域的差分值構成的差異信息(臨時投影區(qū)域內像素單位差分值信息)。更具體的說，差異信息生成部152，也可以按照僅將差分值為規(guī)定的閾值或其以上的像素的該差分值保持、而將差分值不足該閾值的像素的差分值更新為0的方式生成差異信息(臨時投影區(qū)域內像素單位差分值信息)。
然后，端點檢測部154根據(jù)該差異信息檢測拍攝區(qū)域210中的投影區(qū)域220的端點(4角的坐標位置)(步驟S7)。更具體的說，端點檢測部154，例如，從作為差異信息的二維排列的中央的單元開始將45度的前方設定為搜索線的移動方向，將與該移動方向正交的線作為搜索線來設定，并判定被存儲在與該搜索線相應的各單元中的差分值是否為0。這樣一來，端點檢測部154一邊使搜索線沿移動方向移動一邊判定各單元的差分值是否為0。
然后，端點檢測部154在檢測到差分值為0的單元的情況下，就將位于該搜索線的前1條搜索線上的全部單元中具有最大的差分值的單元作為端點(4角中的1點)而檢測出。端點檢測部154通過使移動方向進一步變更為135度、225度、315度來進行該判定處理，從而可以檢測剩下的3個端點。
再者，端點檢測部154可以判定在二維排列中求得的4角的點，和用拍攝信息判定該4角的點位于拍攝區(qū)域210的什么位置。
另外，投影機20在進行這樣的端點檢測的情況下，也可以生成投影區(qū)域220選出用的像素塊前處理信息，進行端點檢測。其次，對生成像素塊前處理信而進行端點檢測的情況的處理進行說明。
圖6是第1實施例的前處理用的像素塊的示意圖。
圖5的步驟S5的處理完成后，差異信息生成部152將拍攝區(qū)域210劃分成規(guī)定數(shù)的像素塊。例如，在圖6所示的例子中，為縱6個×橫8個＝48個。
然后，差異信息生成部152根據(jù)噪音除去后的第1以及第2拍攝信息，按每個像素塊計算構成該像素塊的像素的規(guī)定圖像信號值的平均值，生成將該平均值作為該像素塊的值的第1以及第2的像素塊前處理信息，再存儲在拍攝信息存儲部184內。再者，像素塊前處理信息是包括例如像素塊位置(例如，識別序號、坐標位置等)和該像素塊的上述平均值的信息。
另外，差異信息生成部152根據(jù)第1以及第2像素塊前處理信息，以各像素塊前處理信息計算對應的每個像素塊的上述平均值的比或者差分值，將以該值超過規(guī)定的閾值的像素塊構成的區(qū)域設定為臨時投影區(qū)域。
端點檢測部154根據(jù)該臨時投影區(qū)域內的像素塊前處理信息，進行與上述斜向的檢索處理同樣的處理。更具體的說，端點檢測部154從中央的像素塊開始使搜索線向斜向的移動方向移動，在被該搜索線所包含的全部像素塊值為0的情況下，將被該搜索線的前1條搜索線所包含的全部像素塊中具有最大值的像素塊設定為端點像素塊。端點檢測部154通過改變移動方向將該處理進行4次，來設定4個端點像素塊。再者，端點像素塊是成為投影區(qū)域220的端點的基準的像素區(qū)域。
進而，端點檢測部154，如圖6所示，將端點像素塊和其附近的像素塊(在此，是指與端點像素塊相接的外側的3個像素塊)作為搜索范圍，根據(jù)被包括在該搜索范圍內的區(qū)域的差異信息(像素單位差分值信息或者臨時投影區(qū)域內像素單位差分值信息)，從端點像素塊中最內側的像素開始一邊使搜索線沿斜向移動，一邊進行上述端點像素的檢測。
這樣一來，端點檢測部154就可以檢測出4個端點(投影區(qū)域220的4角的點)。
這樣的方式在傳感器60為高析像度的情況下，對于縮短處理時間非常有效。
如以上所述，根據(jù)本實施形態(tài)，投影機20通過暫時以自動曝光設定來拍攝全白圖像而生成第1拍攝信息，就可以以適合于使用環(huán)境的曝光生成第1拍攝信息。另外，投影機20通過以全白圖像的拍攝時的曝光拍攝全黑圖像而生成第2拍攝信息，可以以適合于差異信息的生成的曝光生成第2拍攝信息。
特別是，通過以自動曝光設定來拍攝全白圖像，傳感器60無論是在屏幕10受到外界光80的影響的情況下、因投影距離過遠或屏幕10的反射率過低而投影光的反射光過弱的情況下、還是在因投影距離過近或屏幕10的反射率過高而投影光的反射光過強的情況下，與以固定曝光進行拍攝的情況相比，都可以有效地活用傳感器60的動態(tài)范圍來拍攝。
進而，投影機20，通過根據(jù)該第1以及第2拍攝信息檢測拍攝區(qū)域的投影區(qū)域220的端點，可以更正確第判別拍攝區(qū)域中的投影區(qū)域。
另外，端點檢測部154通過從作為差異信息的二維排列的中央向外側檢索端點，不容易受到噪音的影響，可以更正確第檢測端點。再者，端點檢測部154也可以從該二維排列的外側向中央來檢索端點。
再者，端點檢測后，投影機20進行圖像的畸變修正以及色不均勻修正(也包括由亮度不均引起的色不均勻)。
像素塊圖像信息生成部156，根據(jù)存儲在拍攝信息存儲部184內的拍攝信息、來自于端點檢測部154的端點位置信息和圖像畸變修正量計算部162及色不均勻修正量計算部164所要求的圖像尺寸(p’×q’)的信息，生成像素塊圖像信息。在此，對像素塊圖像信息進行說明。
圖7是第1實施例的像素塊的示意圖。另外，圖8是將圖7的AA部分放大了的像素塊的示意圖。
例如，在圖7所示的例子中，投影區(qū)域220被劃分成縱n個、橫m個、即n×m個像素塊。再者，該像素塊數(shù)例如也可以是適應于色不均勻修正部130等的修正裝置的處理的數(shù)。
首先，像素塊圖像信息生成部156將拍攝區(qū)域210的尺寸(p×q)與圖像畸變修正量計算部162及色不均勻修正量計算部164所要求的圖像尺寸(p’×q’)相比較，與后者的圖像尺寸相適應地根據(jù)比的計算變換用端點位置信息表示的各端點的坐標。然后，像素塊圖像信息生成部156根據(jù)變換后的坐標(p’i，q’i)(i＝1～4)、像素塊數(shù)(n×m)和拍攝信息，在各像素塊內設定長方形的區(qū)域，然后計算該長方形區(qū)域內的每個像素的規(guī)定圖像信號值的平均值，將該平均值設定為該像素塊的值。
再者，長方形區(qū)域，如圖8所示，是收攏為具有縱v、橫h的長度的像素塊的長方形的區(qū)域。另外，像素塊圖像信息生成部156也可以取代上述平均值，將圖8的黑點所表示的長方形區(qū)域的中央像素的差分值作為該像素塊的值來設定，還可以將長方形區(qū)域內的所有像素的規(guī)定圖像信號值的合計值作為該像素塊的值來設定。
根據(jù)以上的處理步驟，像素塊圖像信息生成部156，生成在n×m的二維排列的各個單元上保持有上述像素塊的值的像素塊圖像信息，并將其存儲在拍攝信息存儲部184內。
圖像畸變修正量計算部162根據(jù)存儲在拍攝信息存儲部184內的全白圖像的像素塊圖像信息，判定投影區(qū)域220中的規(guī)定圖像信息值的變化。然后，圖像畸變修正量計算部162根據(jù)該變化判定投影區(qū)域12的畸變，并計算圖像畸變修正量。
例如，圖像畸變修正量計算部162，在投影區(qū)域12的左側的圖像信號值較高的情況下，可以判定投影光軸從投影區(qū)域12的中心向左偏移，可以判定投影區(qū)域12畸變成為左側的邊短右側的邊長的梯形形狀。
然后，圖像畸變修正部112，為了修正圖像的畸變，根據(jù)來自圖像畸變修正量計算部162的圖像畸變修正量，修正模擬RGB信號變換后的數(shù)字RGB信號并生成數(shù)字RGB信號。
由此，投影機20可以修正圖像的畸變。
另外，色不均勻修正量計算部164，根據(jù)像素塊圖像信息，按每個像素塊計算輸入輸出特性數(shù)據(jù)的修正量。再者，在修正色不均勻的情況下，也可以是校準信息生成部172除全白圖像、全黑圖像之外還發(fā)出用于表示R、G、B的原色的校準圖像的圖像信號，圖像投影部190投影該原色的校準圖像，傳感器60拍攝被投影在屏幕10上的該原色的校準圖像而生成拍攝信息。
更具體的說，色不均勻修正量計算部164，例如以使表示修正后的輸入輸出特性的直線的傾斜為1的方式來計算修正量。
再者，在此，所謂的輸入輸出特性數(shù)據(jù)是表示輸入輸出特性的數(shù)據(jù)，指的是表示輸入信號的明亮度指標值(例如，灰度值)和輸出信號的明亮度指標值的關系的數(shù)據(jù)。另外，所謂的明亮度指標值是成為明亮度的指標的值，具體的說，例如相當于亮度、照度、色信息值(R信號的數(shù)字信號值等)、灰度值以及通過將這些值正規(guī)化等而變形后的值等。
然后，色不均勻修正部130，為了修正圖像的色不均勻，根據(jù)來自色不均勻修正量計算部164的色不均勻修正量，修正輸入輸出特性數(shù)據(jù)，再根據(jù)該輸入輸出特性數(shù)據(jù)修正RGB信號。
然后，圖像投影部190通過以上的步驟，投影被修正了圖像的畸變和色不均勻后的圖像。
因而，根據(jù)本實施形態(tài)，由于投影機20可以正確地檢測投影區(qū)域220的4角，因此可以正確且有效地使拍攝區(qū)域中的投影區(qū)域220的坐標和空間光調制器192的顯示元件的坐標相對應。由此，即便在圖像發(fā)生了所謂的梯形畸變的情況下，投影機20也可以恰當?shù)匦拚儭?br> 另外，根據(jù)本實施形態(tài)，由于投影機20可以用像素塊判定每個像素塊的顏色的不同，因此可以恰當?shù)匦拚蚪?jīng)時劣化和環(huán)境影響(有外界光80的情況或屏幕10被著色而存在不均勻的情況等)等引起的色不均勻。
第2實施例其次，對利用圖形圖像檢測投影區(qū)域的端點的方式進行說明。
圖9是表示第2實施例的圖像投影狀況的概略圖。
投影機20向屏幕10投影圖像。由此，在屏幕10上，表示有投影圖像12。
另外，本實施形態(tài)的投影機20具有作為拍攝裝置的傳感器60。傳感器60經(jīng)由拍攝面拍攝顯示有投影圖像12的屏幕10，生成拍攝信息。投影機20根據(jù)拍攝信息，進行投影圖像12的畸變和表示位置的調整。
但是，例如，如圖9所示，在投影圖像12的周邊部分被顯示在屏幕10的外部的情況下，以往的投影機不能根據(jù)拍攝信息進行投影圖像12的畸變或顯示位置的調整。
原因是屏幕10和屏幕10后面的壁的距離太遠，即便投影圖像12進入到傳感器60的拍攝范圍內，以往的投影機也不能將被顯示在不知位于何處的壁或背景的物體上的，或者根本就沒有被顯示的投影圖像12的頂點的位置變換到屏幕10的平面上的位置上。
本實施形態(tài)的投影機20，通過用與以往不同的校準圖像，根據(jù)該校準圖像的拍攝信息，實施簡易的檢索處理，從而在比以往范圍廣的條件下精確地掌握投影圖像12的位置。
其次，對用于安裝該功能的投影機20的功能塊進行說明。
圖10是第2實施例的投影機20的功能塊圖。
投影機20的構成與第1實施例相同。
第2實施例的差異信息生成部152，作為差異信息，生成以第1拍攝信息表示的第1拍攝圖像和以第2拍攝信息表示的第2拍攝圖像的差分圖像。
另外，第2實施例的端點檢測部154的構成包括檢測被包括在差分圖像內的中央塊區(qū)域的多個中央基準位置的中央基準位置檢測部151，檢測被包括在差分圖像內的周邊塊區(qū)域的多個周邊基準位置的周邊基準位置檢測部153，和根據(jù)各基準位置、生成表示投影區(qū)域的端點(在本實施例中為頂點)的位置的投影區(qū)域信息的投影區(qū)域信息生成部155。
進而，投影機20具有修正投影圖像12的畸變的功能。為了安裝該功能，投影機20的構成包括根據(jù)拍攝信息和投影區(qū)域信息檢測投影區(qū)域內的亮度峰值位置(亮度值最大的像素的位置)的亮度峰值位置檢測部166，根據(jù)亮度峰值位置、計算圖像畸變修正量的圖像畸變修正量計算部162，以及根據(jù)圖像畸變修正量、修正輸入圖像信號以修正投影圖像12的畸變的圖像畸變修正部112。
另外，作為用于安裝上述投影機20的各部的功能的硬件，可以適用例如圖4所示的硬件。
其次，對使用了所述各部的投影區(qū)域的維持檢測處理的流程進行說明。
圖11是表示第2實施例的投影區(qū)域的位置檢測處理的流程的流程圖。另外，圖12(A)是第1校準圖像13的示意圖，圖12(B)是第2校準圖像14的示意圖。
首先，投影機20，作為第1校準圖像13，投影圖12(A)所示的全白(圖像整體為白色)的校準圖像(步驟S11)。更具體的說，校準信息生成部172生成第1校準圖像13用的校準信息(例如，RGB信號等)，圖像投影部190根據(jù)該校準信息，投影全白的校準圖像。
傳感器60以自動曝光的設定來拍攝屏幕10上的第1校準圖像13而生成第1拍攝信息(步驟12)。拍攝信息存儲部184存儲第1拍攝信息。
然后，投影機20，作為第2校準圖像14，投影圖12(B)所示的第2校準圖像14(步驟S13)。更具體的說，校準信息生成部172生成第2校準圖像14用的校準信息，圖像投影部190根據(jù)該校準信息，投影第2校準圖像14。
在本實施例中，第2校準圖像14是在將圖像整體均等地劃分成9個塊的情況下、中央塊區(qū)域和4角的4個周邊塊區(qū)域為黑色、其他的塊區(qū)域為白色的、所謂的格子圖形的圖形圖像。
傳感器60，以第1校準圖像13拍攝時的曝光拍攝屏幕10上的第2校準圖像14而生成第2拍攝信息(步驟14)。拍攝信息存儲部184存儲第2拍攝信息。
差異信息生成部152，根據(jù)第1以及第2拍攝信息，生成第1校準圖像13和第2校準圖像14的差分圖像(步驟15)。再者，差分圖像是對例如每個像素的亮度值等進行差分計算而得到的圖像。另外，差分圖像，是例如若是每個像素的差分值在規(guī)定閾值或其以上的像素則將其差分值作為各像素位置的值、若不是這樣的像素則將0作為各像素位置的值這樣的圖像。再者，差異信息生成部152不一定要對圖像整體進行差分計算，在以下的處理中也可以只在必要的范圍內(圖像的一部分)進行差分計算。
然后，端點檢測部154在差分圖像的生成后，檢測被包括在差分圖像內的中央塊區(qū)域的多個(本實施例為4個)中央基準位置和被包括在差分圖像內的周邊塊區(qū)域的多個(本實施例為8個)周邊基準位置。
圖13是表示第2實施例的檢測中央基準位置時的第1階段的檢索方法的示意圖。另外，圖14是表示第2實施例的檢測中央基準位置時的第2階段的檢索方法的示意圖。
中央基準位置檢測部151，為了檢測相當于拍攝面的拍攝區(qū)域15中的投影區(qū)域(相當于投影圖像12的區(qū)域)的位置，首先，檢測圖形圖像的4個中央基準位置(步驟S16)。再者，雖然為了使說明更易于理解，而在各圖中描繪了屏幕區(qū)域18，但也有在實際的差分圖像上不包括屏幕區(qū)域18、屏幕區(qū)域18的外部的周邊塊區(qū)域17-1～17-4的一部分的情況。
更具體的說，中央基準位置檢測部151，對差分圖像，如圖13所示的那樣，通過在設想存在有中央塊區(qū)域16的縱位置x＝xc上從y＝y(tǒng)p到y(tǒng)＝y(tǒng)m按每個像素檢索差分值，判別差分值變化的點P1、P2。例如，假定為P1(xc，y1)、P2(xc，y2)。
再者，xc、yp、ym等的檢索基準位置的值，例如可以由透鏡198和傳感器60各自的視角(視場角)和位置來決定，也可以由實驗來決定，或者，還可以根據(jù)拍攝結果來決定。對于后述的其他的檢索基準位置也是同樣。
然后，中央基準位置檢測部151，如圖14所示，通過在將P1、P2作為基準所得到的橫位置y＝y(tǒng)c上從x＝xm到x＝xp按每個像素檢索差分值，判別差分值變化的點P4、P3。再者，在此，例如yc＝(y1+y2)/2。
這樣一來，中央基準位置檢測部151，將表示中央塊區(qū)域16的4個中央基準位置P1(xc，y1)、P2(xc，y2)、P3(x1，yc)、P4(x2，yc)的中央基準位置信息輸出給周邊基準位置檢測部153。
周邊基準位置檢測部153根據(jù)中央基準位置信息，檢測圖形圖像的8個周邊基準位置(步驟S17)。
圖15是表示第2實施例的檢測周邊基準位置時的第1階段的檢索方法的示意圖。另外，圖16是表示第2實施例的檢測周邊基準位置時的第2階段的檢索方法的示意圖。
更具體的說，周邊基準位置檢測部153，在距P1的y坐標y1向上m％的y＝y(tǒng)h上、從距P3的x坐標x1向中央側偏移n％的x坐標xh開始向x軸的正方向檢索差分圖像的各像素的差分值變化的點。由此，判別出差分值變化的點P5。
同樣地，周邊基準位置檢測部153，在距P2的y坐標向下m％的y＝y(tǒng)n上、從x坐標xh向x軸的正方向檢索差分圖像的各像素的差分值變化的點。由此，判別出差分值變化的點P6。
用同樣的方法，如圖16所示，判別出點P7～P12。然后，周邊基準位置檢測部153，將表示這8個點的坐標的周邊基準位置信息和中央基準位置信息輸出給投影區(qū)域信息生成部155。
投影區(qū)域信息生成部155根據(jù)周邊基準位置信息和中央基準位置信息，用近似直線(近似曲線也可)檢測投影區(qū)域的4角的位置(步驟S18)。
圖17是表示第2實施例的設定近似直線時的第1階段的示意圖。圖18是表示第2實施例的設定近似直線時的第2階段的示意圖。
投影區(qū)域信息生成部155，根據(jù)點P5、點P3、點P6的坐標，設定如圖17的虛線所表示的近似直線。通過同樣的方法，投影區(qū)域信息生成部155，如圖18所示，設定用虛線表示的4條近似直線，將各近似直線的4個交點A(xA，yA)～D(xD，yD)判別為中央塊區(qū)域16的4角的點。
由于中央塊區(qū)域16是相當于將原先的投影圖像12縮小為1/9而得到的圖像的區(qū)域，因此相當于投影圖像12的投影區(qū)域的4角的點EFGH如下。即，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)。
如以上所述，根據(jù)本實施形態(tài)，投影機20，在投影圖像12被包括在屏幕10內的情況下不用說，即便在投影圖像12的一部分被表示在屏幕10的外部的狀態(tài)下，也可以檢測拍攝區(qū)域15的投影區(qū)域的4角的位置。當然，投影機20也可以將投影區(qū)域的位置信息變換成屏幕10平面上的位置而生成投影圖像12的4角的位置信息。
由此，投影機20可以恰當?shù)剡M行投影圖像12的畸變的修正、位置的調整、使用了投影圖像12內的激光指示器等的指示位置的檢測等。
例如，投影機20，在進行投影圖像12的畸變的修正(或梯形修正)的情況下，根據(jù)第1校準圖像13的拍攝信息和來自于投影區(qū)域信息生成部155的表示投影區(qū)域的4角的位置的投影區(qū)域信息，用亮度峰值位置檢測部166檢測在拍攝區(qū)域內的投影區(qū)域內亮度值最高的亮度峰值位置。
例如，在屏幕10與投影機20正對的情況下，投影區(qū)域的中央為亮度峰值位置，另外，例如，在投影區(qū)域的左側的亮度值高的情況下，就可以掌握投影光軸從投影圖像12的中心向左偏離的情況，從而可以掌握投影圖像12畸變成為左側的邊短右側的邊長的梯形形狀的情況。這樣，通過掌握投影區(qū)域內的亮度峰值位置，可以掌握圖像的畸變。
然后，圖像畸變修正量計算部162根據(jù)投影區(qū)域內的亮度峰值位置，計算與圖像的畸變相對應的修正量。
進而，輸入信號處理部110內的圖像畸變修正部112根據(jù)該修正量修正輸入圖像信號以修正圖像的畸變。
按照以上的步驟，投影機20，即便在投影圖像12的一部分被表示在屏幕10的外部的情況下，也可以修正圖像的畸變。當然，圖像的畸變的修正方法并不限定于該方法。例如，投影機20也可以檢測拍攝圖像中的亮度值最大的像素，并根據(jù)該像素的位置來修正圖像的畸變。
另外，投影機20，如圖12(B)所示的圖形圖像那樣，通過使用不僅是中央、而且其周邊也有特征的圖像，與使用僅在中央有特征的圖形圖像的情況相比，可以更高精度地判別投影區(qū)域的4角。
例如，投影機20，在判別圖13所示的點P1、點P2時，還可以判別其附近的亮度值變化的點。但是，在用這些間隔狹小的多個點設定近似直線的情況下，與用間隔遠的多個點設定近似直線的情況相比，作為近似直線的基礎的點的1像素的誤差就會給近似直線帶來更大的影響。
在本實施形態(tài)中，投影機20，因為通過用中央塊區(qū)域16的基準點和周邊塊區(qū)域17-1～17-4的基準點，可以用間隔遠的多個點來設定近似直線，因此可以更高精度地判別投影區(qū)域的4角。
另外，由此，投影機20可以回避投影機20或者傳感器60的發(fā)暗的影響，高精度地掌握投影區(qū)域整體的位置。
另外，根據(jù)本實施形態(tài)，投影機20，并不是檢索差分圖像整體，而是只檢索差分圖像中必要的區(qū)域，由此可以更簡易且高速地檢測投影區(qū)域的位置。
另外，在投影校準圖像時，通過暫時以自動曝光的設定拍攝全白圖像而生成第1拍攝信息，可以以適合于使用環(huán)境的曝光生成第1拍攝信息。另外，投影機20通過以全白圖像的拍攝時的曝光生成第2拍攝信息，可以以適合于差分圖像的生成的曝光生成第2拍攝信息。
特別是，通過以自動曝光的設定拍攝全白圖像，傳感器60無論在屏幕10受到外界光的影響的情況下、在因投影距離過遠或屏幕10的反射率過低而投影光的反射光過弱的情況下，還是在因投影距離過近或屏幕10的反射率過高而投影光的反射光過強的情況下，與用固定曝光拍攝的情況相比，可以有效地活用傳感器60的動態(tài)范圍來拍攝。
變形例以上，雖然對適用本發(fā)明的最佳的實施形態(tài)進行了說明，但本發(fā)明的適用不限定于上述實施例。
例如，在上述實施例中，雖然投影機20在全白圖像投影時以自動曝光的設定來拍攝，在全黑圖像投影時用固定的曝光設定來拍攝，之后進行修正圖像的畸變和色不均勻的處理，但也可以進行修正圖像的畸變和色不均勻的處理以外的處理。
另外，在上述實施例中，雖然投影機20以白的校準圖像和黑的校準圖像的拍攝信息生成差異信息，但例如也可以是除上述校準圖像之外，還投影綠的單色的校準圖像并拍攝，然后根據(jù)白和黑、綠和黑的各自的拍攝信息生成2種差異信息，再進行該2種差異信息的與運算(AND)，將為真的區(qū)域設定為臨時投影區(qū)域230的選出對象區(qū)域。
由此，可以減低拍攝時的噪音的影響，投影機20也可以更正確地選出臨時投影區(qū)域230和投影區(qū)域220。再者，在上述實施例中，雖然投影機20在設定臨時投影區(qū)域230之后選出投影區(qū)域220，但也可以從拍攝信息直接選出投影區(qū)域220。
另外，在上述實施例中，雖然作為差異信息，投影機20利用了表示差分值的信息，但也可以利用例如表示比率的信息等。
另外，在上述實施例中，投影機20雖然作為規(guī)定像素區(qū)域適用像素線而選出臨時投影區(qū)域230，但也可以將例如1像素、多個像素、由多個像素構成的矩形區(qū)域等作為像素區(qū)域來選出臨時投影區(qū)域230。
另外，在上述實施例中，投影機20雖然作為端點使用了頂點，但也可以將例如對象區(qū)域的邊的中點等作為端點來使用。
另外，在上述實施例中，雖然投影機20從臨時投影區(qū)域230的內側開始向外側進行檢索，但也可以從臨時投影區(qū)域230的外側開始向內側進行檢索，檢索方法是任意的。
例如，檢索的順序是任意的，投影機20可以相對于差分圖像沿橫向檢索，在檢測到中央基準位置和周邊基準位置之后，再根據(jù)該中央基準位置和周邊基準位置沿縱向檢索。
另外，在根據(jù)投影區(qū)域信息的圖像的畸變修正以外，投影機20還可以根據(jù)例如投影區(qū)域信息，進行投影區(qū)域內的色不均勻修正、使用投影區(qū)域內的指示位置檢測等的投影區(qū)域的位置信息的各種處理。
進而，投影機20還可以在檢測屏幕區(qū)域18之后再檢測投影區(qū)域。
圖19是第3實施例的投影機20的功能塊圖。另外，圖20是表示第3實施例的檢測周邊基準位置時的第1階段的檢索方法的示意圖。另外，圖21是表示第3實施例的檢測周邊基準位置時的第2階段的檢索方法的示意圖。
例如，如圖19所示，在端點檢測部154內設有投影對象區(qū)域邊界點檢測部159。
中央基準位置檢測部151將中央基準位置信息輸出給投影對象區(qū)域邊界點檢測部159。
投影對象區(qū)域邊界點檢測部159，將第1拍攝圖像作為檢索對象，如圖20所示，從位于分別自點P3及P4向內偏移中央塊區(qū)域16的橫長的規(guī)定比例后的位置上的線、y＝y(tǒng)1的線、和y＝y(tǒng)2的線的各自的交點，向中央塊區(qū)域16的外側，對位于上述內移了規(guī)定比例的線上的各像素進行邊緣檢測。再者，在邊緣檢測時使用一般的方法。由此，可判別出圖20所示的點T、U、V、W。另外，投影對象區(qū)域邊界點檢測部159將表示點T、U、V、W的位置的屏幕區(qū)域邊界點信息輸出給周邊基準位置檢測部153。
周邊基準位置檢測部153，根據(jù)作為點T的Y坐標的yT、作為點U的Y坐標的yU中較小的值和作為P1的Y坐標的y1，檢測成為上側的橫向的檢索的基準的位置Y＝y(tǒng)Q。另外，周邊基準位置檢測部153根據(jù)作為點V的Y坐標的yV、作為點W的Y坐標的yW中較小的值和作為P2的Y坐標的y2，檢測成為下側的橫向的檢索的基準側位置Y＝y(tǒng)R。
周邊基準位置檢測部153從X＝xt、X＝xU、Y＝y(tǒng)Q、Y＝y(tǒng)R這4條直線相交的各自的交點在差分圖像的Y＝y(tǒng)Q、Y＝y(tǒng)R上向外側檢索，檢測有輸出的像素，由此判別4個點P5～P8。周邊基準位置檢測部153用同樣的方法，判別剩下的4點P9～P12。
端點檢測部154也用這樣的方法判別中央塊區(qū)域16的中央基準位置和周邊塊區(qū)域17-1～17-4的周邊基準位置，從而可以判別投影區(qū)域的4角的位置。
特別是，根據(jù)該方法，與第2實施例的方法相比，投影區(qū)域信息生成部155可以防止在投影對象區(qū)域外檢測周邊基準位置這樣不理想的處理，進而，可以在使用于求取近似直線的3點的間隔更遠離的狀態(tài)下求得近似直線。由此，投影機20可以更高精度地檢測投影區(qū)域的位置。
再者，中央基準位置的個數(shù)和周邊基準位置的個數(shù)是任意的，不限定于上述實施例。
另外，第1校準圖像13和第2校準圖像14的圖形不限于圖12(A)以及圖12(B)所示的例子，只要是至少以形成了差分圖像的狀態(tài)形成中央塊區(qū)域16即可，特別地，最好是以形成了差分圖像的狀態(tài)形成中央塊區(qū)域16和周邊塊區(qū)域17-1～17-4。也可以采用例如包括中央塊區(qū)域16的第1校準圖像13和包括周邊塊區(qū)域17-1～17-4的第2校準圖像14。
另外，校準圖像、中央塊區(qū)域16以及周邊塊區(qū)域17-1～17-4的形狀不限于矩形，也可以采用例如圓形等矩形以外的形狀。當然，校準圖像整體的形狀和中央塊區(qū)域16的形狀，不限于相似形，只要是兩者的形狀的對應關系可知的形狀即可。進而，周邊塊區(qū)域17-1～17-4的個數(shù)也是任意的。
另外，即便是在屏幕10以外的黑板、白板等投影對象物上投影圖像的情況，本發(fā)明也有效。
另外，例如，在上述的實施例中，雖然對將圖像處理系統(tǒng)安裝在投影機20上的例子進行了說明，但除投影機20以外，也可以安裝在CRT(陰極射線管)等投影機20以外的圖像表示裝置上。另外，作為投影機20，除液晶投影機以外，也可以用使用了例如DMD(數(shù)字微鏡設備)的投影機等。再者，DMD是美國德州儀器公司的商標。
另外，上述投影機20的功能，例如既可以利用投影機單體來安裝，也可以用多個處理裝置分散(例如，用投影機和PC分散處理)來安裝。
進而，在上述實施例中，雖然是將傳感器60內置在投影機20內的構成，但也可以將傳感器60作為與投影機20不同的獨立的裝置來構成。
權利要求
1.一種圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，包括分別在不同的時刻投影第1以及第2校準圖像的圖像投影裝置；具有曝光調整功能，拍攝所投影的各校準圖像生成第1以及第2拍攝信息的拍攝裝置；根據(jù)前述第1及第2拍攝信息，生成表示各校準圖像的在前述拍攝裝置的拍攝區(qū)域中對應的每個像素的規(guī)定像素信號值的差異的差異信息的差異信息生成裝置；以及將該差異信息作為檢索對象，檢測前述拍攝區(qū)域中的投影區(qū)域的端點的端點檢測裝置；前述拍攝裝置在前述第1校準圖像的投影時以自動曝光拍攝該校準圖像，在前述第2校準圖像的投影時以由前述自動曝光決定的曝光的狀態(tài)拍攝該校準圖像。
2.一種圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，包括圖像投影裝置，分別在不同的時刻投影第1以及第2校準圖像；拍攝裝置，具有曝光調整功能，拍攝所投影的各校準圖像而生成第1以及第2拍攝信息；差異信息生成裝置，根據(jù)前述第1及第2拍攝信息，將前述拍攝裝置的拍攝區(qū)域中的規(guī)定像素區(qū)域劃分成由多個像素構成的像素塊，生成表示構成該像素塊的像素的規(guī)定像素信號值的平均值或合計值或該像素塊中的代表像素的規(guī)定圖像信號值的第1及第2像素塊前處理信息，并且根據(jù)前述第1像素塊前處理信息和前述第2像素塊前處理信息的差異，設定成為前述拍攝區(qū)域中的投影區(qū)域的端點的基準的像素區(qū)域，并根據(jù)前述第1及第2拍攝信息，生成表示該像素區(qū)域的附近的每個像素的前述規(guī)定圖像信號值的差異的差異信息；以及端點檢測裝置，將該差異信息作為檢測對象，檢測前述拍攝區(qū)域中的投影區(qū)域的端點；前述拍攝裝置在前述第1校準圖像的投影時以自動曝光拍攝該校準圖像，在前述第2校準圖像的投影時以由前述自動曝光決定的曝光的狀態(tài)，拍攝該校準圖像。
3.如權利要求1或2所述的圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，前述圖像投影裝置，作為前述第1校準圖像，投影白的單一色的校準圖像，并且作為前述第2校準圖像，投影黑的單一色的校準圖像。
4.如權利要求1所述的圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，前述差異信息生成裝置，作為前述差異信息，生成以前述第1拍攝信息表示的第1拍攝圖像和以前述第2拍攝信息表示的第2拍攝圖像的差分圖像；該差分圖像，由位于該差分圖像的中央附近的中央塊區(qū)域、位于該中央塊區(qū)域的周邊的周邊塊區(qū)域和前述中央塊區(qū)域以及前述周邊塊區(qū)域以外的背景區(qū)域構成；前述中央塊區(qū)域以及前述周邊塊區(qū)域中的各像素和前述背景區(qū)域的各像素具有不同的明亮度指標值。
5.如權利要求4所述的圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，前述端點檢測裝置包括根據(jù)前述差分圖像，檢測前述拍攝裝置的拍攝區(qū)域中的前述中央塊區(qū)域的多個中央基準位置的中央基準位置檢測裝置；根據(jù)前述中央基準位置，檢測前述拍攝區(qū)域中的前述周邊塊區(qū)域的多個周邊基準位置的周邊基準位置檢測裝置；以及根據(jù)前述中央基準位置、前述周邊基準位置，生成表示前述投影區(qū)域的端點的投影區(qū)域信息的投影區(qū)域信息生成裝置。
6.如權利要求5所述的圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，前述投影區(qū)域信息生成裝置，根據(jù)前述中央基準位置和前述周邊基準位置設定多個近似直線或近似曲線、判定前述中央塊區(qū)域以及前述周邊塊區(qū)域的形狀或配置，從而生成前述投影區(qū)域信息。
7.如權利要求6所述的圖像處理系統(tǒng)，其特征在于，前述投影區(qū)域以及前述中央塊區(qū)域為矩形的區(qū)域；前述投影區(qū)域信息生成裝置，通過檢測前述多個近似直線的交點或前述多個近似曲線的交點，判定前述中央塊區(qū)域的4角的位置，并根據(jù)該4角的位置，生成表示前述投影區(qū)域的4角的位置的前述投影區(qū)域信息。
8.一種投影機，其特征在于，包括分別在不同的時刻投影第1及第2校準圖像的圖像投影裝置；具有曝光調整功能，拍攝所投影的各校準圖像而生成第1及第2拍攝信息的拍攝裝置；根據(jù)前述第1及第2拍攝信息，生成表示各校準圖像的在前述拍攝裝置的拍攝區(qū)域中對應的每個像素的規(guī)定像素信號值的差異的差異信息的差異信息生成裝置；以及將該差異信息作為檢索對象，檢測前述拍攝區(qū)域中的投影區(qū)域的端點的端點檢測裝置；前述拍攝裝置在前述第1校準圖像的投影時以自動曝光拍攝該校準圖像，在前述第2校準圖像的投影時以由前述自動曝光決定的曝光的狀態(tài)，拍攝該校準圖像。
9.一種投影機，其特征在于，包括圖像投影裝置，分別在不同的時刻投影第1以及第2校準圖像；拍攝裝置，具有曝光調整功能，拍攝所投影的各校準圖像而生成第1以及第2拍攝信息；差異信息生成裝置，根據(jù)前述第1及第2拍攝信息，將前述拍攝裝置的拍攝區(qū)域中的規(guī)定像素區(qū)域劃分成由多個像素構成的像素塊，生成表示構成該像素塊的像素的規(guī)定像素信號值的平均值或合計值或該像素塊中的代表像素的規(guī)定圖像信號值的第1及第2像素塊前處理信息，并且根據(jù)前述第1像素塊前處理信息和前述第2像素塊前處理信息的差異，設定成為前述拍攝區(qū)域中的投影區(qū)域的端點的基準的像素區(qū)域，并根據(jù)前述第1及第2拍攝信息，生成表示該像素區(qū)域的附近的每個像素的前述規(guī)定圖像信號值的差異的差異信息；以及端點檢測裝置，將該差異信息作為檢測對象，檢測前述拍攝區(qū)域中的投影區(qū)域的端點；前述拍攝裝置，在前述第1校準圖像的投影時以自動曝光拍攝該校準圖像，在前述第2校準圖像的投影時以前述自動曝光決定的曝光的狀態(tài)，拍攝該校準圖像。
10.一種圖像處理方法，其特征在于，投影第1校準圖像；以自動曝光的設定拍攝所投影的第1校準圖像而生成第1拍攝信息；投影第2校準圖像；以前述第1校準圖像的拍攝時的曝光拍攝所投影的第2校準圖像而生成第2拍攝信息；根據(jù)前述第1及第2拍攝信息，生成表示在拍攝區(qū)域內對應的每個像素的規(guī)定圖像信號值的差異的差異信息；將該差異信息作為檢索對象，檢測前述拍攝區(qū)域中的投影區(qū)域的端點。
11.一種圖像處理方法，其特征在于，投影第1校準圖像；以自動曝光的設定拍攝所投影的第1校準圖像而生成第1拍攝信息；投影第2校準圖像；以前述第1校準圖像的拍攝時的曝光拍攝所投影的第2校準圖像而生成第2拍攝信息；根據(jù)前述第1及第2拍攝信息，將拍攝區(qū)域中的規(guī)定像素區(qū)域劃分成由多個像素構成的像素塊；生成表示構成該像素塊的像素的規(guī)定像素信號值的平均值或合計值或該像素塊中的代表像素的規(guī)定圖像信號值的第1及第2像素塊前處理信息；根據(jù)前述第1像素塊前處理信息和前述第2像素塊前處理信息的差異，設定成為前述拍攝區(qū)域中的投影區(qū)域的端點的基準的像素區(qū)域；根據(jù)前述第1及第2拍攝信息，生成表示該像素區(qū)域的附近的每個像素的前述規(guī)定圖像信號值的差異的差異信息；將該差異信息作為檢測對象，檢測前述拍攝區(qū)域中的投影區(qū)域的端點。
12.如權利要求10或11所述的圖像處理方法，其特征在于，前述第1校準圖像是白的單一色的校準圖像；前述第2校準圖像是黑的單一色的校準圖像。
13.如權利要求10所述的圖像處理方法，其特征在于，作為前述差異信息，生成以前述第1拍攝信息表示的第1拍攝圖像和以前述第2拍攝信息表示的第2拍攝圖像的差分圖像；該差分圖像，由位于該差分圖像的中央附近的中央塊區(qū)域、位于該中央塊區(qū)域的周邊的周邊塊區(qū)域和前述中央塊區(qū)域以及前述周邊塊區(qū)域以外的背景區(qū)域構成；前述中央塊區(qū)域以及前述周邊塊區(qū)域中的各像素和前述背景區(qū)域的各像素具有不同的明亮度指標值。
14.如權利要求13所述的圖像處理方法，其特征在于，根據(jù)前述差分圖像，檢測拍攝區(qū)域中的前述中央塊區(qū)域的多個中央基準位置；根據(jù)前述中央基準位置，檢測前述拍攝區(qū)域中的前述周邊塊區(qū)域的多個周邊基準位置；根據(jù)前述中央基準位置和前述周邊基準位置，生成表示前述投影區(qū)域的端點的投影區(qū)域信息。
15.如權利要求14所述的圖像處理方法，其特征在于，根據(jù)前述中央基準位置和前述周邊基準位置設定多個近似直線或近似曲線、判定前述中央塊區(qū)域以及前述周邊塊區(qū)域的形狀或配置，從而生成前述投影區(qū)域信息。
16.如權利要求15所述的圖像處理方法，其特征在于，前述投影區(qū)域以及前述中央塊區(qū)域為矩形的區(qū)域；通過檢測前述多個近似直線的交點或前述多個近似曲線的交點，判定前述中央塊區(qū)域的4角的位置，并根據(jù)該4角的位置，生成表示前述投影區(qū)域的4角的位置的前述投影區(qū)域信息。
全文摘要
本發(fā)明投影機，包括投影白圖像和黑圖像的投影圖像部(190)；具有曝光調整功能，拍攝白圖像而生成第1拍攝信息，拍攝黑圖像而生成第2拍攝信息的傳感器(60)；以在白圖像拍攝時用自動曝光的設定進行拍攝、在黑圖像拍攝時用白圖像拍攝時的曝光設定來拍攝的方式控制傳感器(60)的曝光的拍攝條件設定部(186)；根據(jù)第1以及第2拍攝信息生成差異信息的差異信息生成部(152)；以及根據(jù)該差異信息檢測拍攝區(qū)域中的投影區(qū)域的端點的端點檢測部(154)。
文檔編號G03B21/00GK1601369SQ200410080079
公開日2005年3月30日 申請日期2004年9月24日 優(yōu)先權日2003年9月26日
發(fā)明者松田秀樹, 米野邦夫 申請人:精工愛普生株式會社