JP5445745B2 - Projector, program, information storage medium, and trapezoidal distortion correction method - Google Patents
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Description
本発明は、プロジェクター、プログラム、情報記憶媒体および台形歪み補正方法に関する。 The present invention relates to a projector, a program, an information storage medium, and a trapezoidal distortion correction method.
プロジェクターが台形歪み補正(台形補正、キーストーン補正等とも呼ばれる。)を行う方式として、例えば、特開2005−347790号公報に記載されているように、イメージセンサーを用いて撮像することにより、投写対象物の周囲の境界線の情報を取得して補正する方式等が提案されている。 As a method in which the projector performs trapezoidal distortion correction (also called keystone correction, keystone correction, etc.), for example, as described in JP-A-2005-347790, projection is performed by imaging using an image sensor. A method of acquiring and correcting information on the boundary line around the object has been proposed.
しかし、投写対象物の周囲の境界線の情報を取得する方式の場合、プロジェクターは、プロジェクターの前方にある机の縁等を境界線として識別すると正確に台形歪み補正できない場合がある。これは、机の縁等がスクリーンの矩形に対して平行ではない場合があるからである。 However, in the method of acquiring information about the boundary line around the projection object, the projector may not be able to accurately correct the trapezoidal distortion if the edge of the desk in front of the projector is identified as the boundary line. This is because the edge of the desk may not be parallel to the screen rectangle.
また、例えば、プロジェクターが、スクリーンの下辺を境界線として識別した場合も正確に台形歪み補正できない場合がある。これは、スクリーンの下辺はプロジェクターとほぼ同じ高さにあり、スクリーンが垂直方向を回転軸として傾いている場合には撮像時にスクリーンの傾きの検出が困難であるため、投写角度等の演算のための十分な精度が得られないからである。 Further, for example, when the projector identifies the lower side of the screen as a boundary line, it may not be possible to correct the trapezoidal distortion accurately. This is because the bottom side of the screen is almost the same height as the projector, and it is difficult to detect the screen tilt during imaging when the screen is tilted with the vertical direction as the rotation axis. This is because sufficient accuracy cannot be obtained.
本発明にかかるいくつかの態様は、上記課題を解決することにより、より正確な台形歪み補正を行うことが可能なプロジェクター、プログラム、情報記憶媒体および台形歪み補正方法を提供するものである。 Some aspects according to the present invention provide a projector, a program, an information storage medium, and a trapezoidal distortion correction method capable of performing more accurate trapezoidal distortion correction by solving the above problems.
本発明の態様の1つであるプロジェクターは、投写対象物を撮像して撮像画像を生成する撮像部と、前記撮像画像に含まれる前記投写対象物の境界線の座標情報を生成する情報生成部と、前記投写対象物の下側以外の境界線の座標情報を用いて前記境界線の形状に応じて不足部分を補完する補完処理を実行することによって補正目標領域を設定し、前記補正目標領域に基づき、台形歪み補正を行う台形歪み補正部と、を含むことを特徴とする。 A projector that is one aspect of the present invention includes an imaging unit that captures a projection target and generates a captured image, and an information generation unit that generates coordinate information of a boundary line of the projection target included in the captured image A correction target area is set by executing a complementing process that complements a deficient portion according to the shape of the boundary line using coordinate information of a boundary line other than the lower side of the projection target, and the correction target area And a trapezoidal distortion correction unit that performs trapezoidal distortion correction.
また、本発明の態様の1つであるプロジェクターは、投写対象物を撮像して撮像画像を生成する撮像部と、前記撮像画像に含まれる前記投写対象物の境界線の座標情報を生成する情報生成部と、前記情報生成部によって前記座標情報が生成された境界線のうち、下側の境界線を除く少なくとも1つの境界線の前記座標情報に基づき、当該少なくとも1つの境界線によって規定される形状に応じて不足部分を補完する補完処理を実行することによって補正目標領域を設定し、前記補正目標領域に基づき、台形歪み補正を行う台形歪み補正部と、を含むことを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, a projector includes an imaging unit that captures a projection target and generates a captured image, and information that generates coordinate information of a boundary line of the projection target included in the captured image. Based on the coordinate information of at least one boundary line excluding the lower boundary line among the boundary lines for which the coordinate information has been generated by the generation unit and the information generation unit, is defined by the at least one boundary line And a trapezoidal distortion correction unit that sets a correction target area by executing a complementing process that complements the deficient part according to the shape, and performs trapezoidal distortion correction based on the correction target area.
また、本発明の態様の1つであるプログラムは、プロジェクターの有するコンピューターに、撮像装置に投写対象物を撮像させて撮像画像を生成させ、前記撮像画像に含まれる前記投写対象物の境界線の座標情報を生成させ、前記座標情報に基づき、前記投写対象物の下側以外の境界線の座標情報を用いて前記境界線の形状に応じて不足部分を補完する補完処理を実行することによって補正目標領域を設定し、前記補正目標領域に基づき、台形歪み補正を行わせることを特徴とする。 In addition, a program that is one aspect of the present invention causes a computer included in a projector to cause an imaging device to capture an image of a projection target and generate a captured image, and to detect a boundary line of the projection target included in the captured image. Correction is performed by generating coordinate information and executing a complementing process for complementing the deficient portion according to the shape of the boundary line using the coordinate information of the boundary line other than the lower side of the projection target based on the coordinate information A target area is set, and keystone distortion correction is performed based on the correction target area.
また、本発明の態様の1つである情報記憶媒体は、プロジェクターの有するコンピューターにより読み取り可能なプログラムを記憶した情報記憶媒体であって、上記プログラムを記憶したことを特徴とする。 An information storage medium according to one aspect of the present invention is an information storage medium that stores a program readable by a computer included in a projector, and stores the program.
また、本発明の態様の1つである台形歪み補正方法は、プロジェクターが、撮像装置に投写対象物を撮像させて撮像画像を生成させ、前記撮像画像に含まれる前記投写対象物の境界線の座標情報を生成し、前記座標情報に基づき、前記投写対象物の下側以外の境界線の座標情報を用いて前記境界線の形状に応じて不足部分を補完する補完処理を実行することによって補正目標領域を設定し、前記補正目標領域に基づき、台形歪み補正を行うことを特徴とする。 Further, according to the trapezoidal distortion correction method which is one of the aspects of the present invention, the projector causes the imaging device to capture the projection target to generate a captured image, and the boundary line of the projection target included in the captured image is detected. Correction is performed by generating coordinate information and executing a complementing process for complementing the deficient portion according to the shape of the boundary line using the coordinate information of the boundary line other than the lower side of the projection target based on the coordinate information A target area is set, and keystone distortion correction is performed based on the correction target area.
本発明によれば、プロジェクターは、撮像画像に含まれる投写対象物の下側の境界線の座標情報を用いないことにより、机の縁等の誤検出をなくすことができるため、より正確に台形歪み補正を行うことができる。 According to the present invention, since the projector can eliminate erroneous detection of the edge of the desk or the like by not using the coordinate information of the lower boundary line of the projection target included in the captured image, the trapezoid more accurately. Distortion correction can be performed.
また、前記プロジェクターは、台形歪み補正用のキャリブレーション画像を投写する投写部を含み、前記情報生成部は、前記投写部の画像形成領域または当該画像形成領域に対応した仮想領域における前記キャリブレーション画像内の複数点の位置と、前記撮像画像内の前記複数点の位置との対応を示す位置情報を生成し、前記位置情報に基づき、前記画像形成領域または前記仮想領域の座標と前記撮像画像の座標との変換式を示す変換情報を生成し、前記台形歪み補正部は、前記座標情報と、前記変換情報とに基づき、前記境界線に関する無限遠点を前記画像形成領域または前記仮想領域の座標系に射影した消失点の座標を演算することにより、前記補完処理を実行してもよい。 The projector includes a projection unit that projects a calibration image for correcting trapezoidal distortion, and the information generation unit includes the calibration image in an image formation region of the projection unit or a virtual region corresponding to the image formation region. Position information indicating the correspondence between the positions of a plurality of points in the captured image and the positions of the plurality of points in the captured image, and based on the position information, coordinates of the image forming region or the virtual region and the captured image The keystone distortion correction unit generates conversion information indicating a conversion equation with coordinates, and the trapezoidal distortion correction unit sets the infinity point related to the boundary line as the coordinates of the image forming region or the virtual region based on the coordinate information and the conversion information. You may perform the said complementation process by calculating the coordinate of the vanishing point projected on the system.
これによれば、プロジェクターは、座標の変換等を行うことにより、より正確に台形歪み補正を行うことができる。 According to this, the projector can perform trapezoidal distortion correction more accurately by performing coordinate conversion and the like.
また、前記プロジェクターは、前記変換情報に基づき、前記投写対象物の全境界線が前記画像形成領域または前記仮想領域の範囲内にあるかどうかを判定する判定部を含み、前記補台形歪み補正部は、前記投写対象物の全境界線が前記範囲内にある場合は前記境界線の形状に沿った領域を前記補正目標領域として設定し、前記投写対象物の全境界線が前記範囲内にない場合は前記補完処理を実行することによって前記補正目標領域を設定してもよい。 In addition, the projector includes a determination unit that determines, based on the conversion information, whether all the boundaries of the projection target are within the range of the image formation region or the virtual region, and the complementary trapezoidal distortion correction unit If the entire boundary line of the projection object is within the range, an area along the shape of the boundary line is set as the correction target area, and the entire boundary line of the projection object is not within the range. In this case, the correction target area may be set by executing the complementing process.
これによれば、プロジェクターは、投写対象物の全境界線が表示可能な範囲内にあるかどうかに応じた設定を行うことにより、より正確に台形歪み補正を行うことができる。 According to this, the projector can perform the trapezoidal distortion correction more accurately by performing the setting according to whether or not the entire boundary line of the projection target is within the displayable range.
以下、本発明をプロジェクターに適用した実施例について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施例は、特許請求の範囲に記載された発明の内容を何ら限定するものではない。また、以下の実施例に示す構成のすべてが、特許請求の範囲に記載された発明の解決手段として必須であるとは限らない。 Embodiments in which the present invention is applied to a projector will be described below with reference to the drawings. In addition, the Example shown below does not limit the content of the invention described in the claim at all. In addition, all the configurations shown in the following embodiments are not necessarily essential as means for solving the invention described in the claims.
(第1の実施例)
図1は、第1の実施例におけるプロジェクター100の機能ブロック図である。プロジェクター100は、キャリブレーション画像等を撮像して撮像画像を生成する撮像部110と、PC(Personal Computer)等から画像情報(例えば、RGB信号等)を入力する画像入力部120と、座標情報等を生成する情報生成部130と、種々の判定を行う判定部140と、画像情報等に基づいて画像を生成する画像生成部150と、画像を投写する投写部190を含んで構成されている。なお、画像生成部150は、台形歪み補正を行う台形歪み補正部としての機能も有する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a functional block diagram of a
また、プロジェクター100は、以下のハードウェアを用いてこれらの各部として機能してもよい。例えば、プロジェクター100は、撮像部110はCCDカメラ等、画像入力部120は画像信号入力ポート、コンバーター等、情報生成部130、判定部140はCPU等、画像生成部150は画像処理回路等、投写部190はランプ、液晶パネル、液晶駆動回路、投写レンズ等を用いてもよい。
The
また、プロジェクター100の有するコンピューターは、情報記憶媒体200に記憶されたプログラムを読み取って情報生成部130等として機能してもよい。このような情報記憶媒体200としては、例えば、CD−ROM、DVD−ROM、ROM、RAM、HDD等を適用できる。
The computer included in the
次に、これらの各部を用いた台形歪み補正手順について説明する。図2は、第1の実施例における台形歪み補正手順を示すフローチャートである。 Next, a trapezoidal distortion correction procedure using these units will be described. FIG. 2 is a flowchart showing the trapezoidal distortion correction procedure in the first embodiment.
撮像部110は、画像の投写されていない状態または黒色の画像が投写された状態で投写対象物の一種であるスクリーンを撮像して第1の撮像画像を生成する(ステップS1)。情報生成部130は、第1の撮像画像に基づき、撮像画像におけるスクリーンの境界線の座標を示す座標情報を生成する(ステップS2)。
The
なお、スクリーンは、例えば、矩形状の白色の領域と、白色の領域の周囲に設けられた黒色の領域とを有してもよい。この場合、白色の領域が投写された画像を表示可能な領域であり、白色の領域と黒色の領域の境目が境界線に該当する。また、座標情報は、例えば、各境界線の端点の座標を示す情報、各境界線における少なくとも1点の座標と各境界線の傾きを示す情報等であってもよい。 Note that the screen may have, for example, a rectangular white area and a black area provided around the white area. In this case, the white area is an area where the projected image can be displayed, and the boundary between the white area and the black area corresponds to the boundary line. The coordinate information may be, for example, information indicating the coordinates of the end points of each boundary line, information indicating the coordinates of at least one point on each boundary line, and the inclination of each boundary line, and the like.
画像生成部150は、台形歪み補正用のキャリブレーション画像を生成する。投写部190は当該キャリブレーション画像を投写する。撮像部110は、スクリーンに投写された当該キャリブレーション画像を撮像して第2の撮像画像を生成する(ステップS3)。
The
図3は、第1の実施例におけるキャリブレーション画像300の一例を示す図である。キャリブレーション画像300は、4つの矩形が2行2列で接続して配置された形状のパターン画像を含む。すなわち、当該パターン画像は、垂直方向に平行かつ等間隔で配置された3本の直線と、水平方向に平行かつ等間隔で配置された3本の直線が直交した状態で形成されており、合計9個の交点(基準点)を有する。なお、この間隔は、例えば、液晶パネルが1024×768ピクセルである場合、200ピクセル以上であってもよい。このように、プロジェクター100は、パターンを構成する各線の間隔を空けておくことにより、輝度値等を測定する際に、隣の線との干渉を抑制することができる。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the
また、パターン画像に含まれる直線は、線の中心部が最も明るく線の外縁部が最も暗いグラデーション状である。例えば、図3に示すキャリブレーション画像300では、線の中心部に白色の領域が設けられ、当該白色の領域を挟む形で薄いグレーの領域が設けられ、当該薄いグレーの領域を挟む形で濃いグレーの領域が設けられている。
Further, the straight line included in the pattern image has a gradation that is brightest at the center of the line and darkest at the outer edge of the line. For example, in the
なお、各領域の幅は、例えば、それぞれ4ピクセル以上であってもよい。また、パターン画像の背景は、パターン画像の外縁部の領域(本実施例では濃いグレーの領域)とは異なる階調を有する領域(例えば、白色、黒色等の領域)である。パターン画像の背景が、パターン画像の外縁部の領域よりも暗い階調(例えば、黒色)を有する場合、キャリブレーション画像300はパターン画像および背景を含む全体で4つの異なる階調を有する。また、キャリブレーション画像300は、パターン画像および背景画像を含む全体で3つの異なる階調を有していてもよく、白色の領域および薄いグレーの領域から形成されるパターン画像並びに濃いグレーの領域から形成される背景画像を含む画像であってもよい。換言すると、キャリブレーション画像300は、第1の階調を有する第1の領域(白色の領域)、第1の階調よりも暗い第2の階調を有する第2の領域(濃いグレーの領域)および第1の階調よりも暗くかつ第2の階調よりも明るい第3の階調を有し、第1の領域および第3の領域の間に設けられた第3の領域(薄いグレーの領域)を含む画像であってもよい。
The width of each region may be 4 pixels or more, for example. Further, the background of the pattern image is a region (for example, a region of white, black, etc.) having a gradation different from the region of the outer edge portion of the pattern image (dark gray region in this embodiment). When the background of the pattern image has a darker gradation (for example, black) than the region of the outer edge of the pattern image, the
情報生成部130は、第2の撮像画像における(撮像座標系における)複数の基準点の位置と投写座標系における各基準点の位置との対応を示す位置情報を生成する(ステップS4)。また、情報生成部130は、当該位置情報に基づき、投写座標系の座標と撮像座標系の座標との変換式を示す変換情報を生成する(ステップS5)。
The
なお、この変換式は、例えば、射影変換等の変換式である。また、投写座標系は、例えば、液晶パネルの画像形成領域の座標系または後述する当該画像形成領域と同一形状の仮想領域の座標系である。 This conversion formula is a conversion formula such as projective conversion. The projection coordinate system is, for example, a coordinate system of an image forming area of a liquid crystal panel or a virtual area coordinate system having the same shape as the image forming area described later.
また、情報生成部130は、第2の撮像画像の輝度情報等を用いて放物線近似演算や重心演算等を行うことにより、第2の撮像画像に含まれる上記9個の基準点である白色の領域の座標を決定してもよい。なお、この座標は、例えば、撮像部110の結像領域(撮像座標系)における2次元座標である。
In addition, the
判定部140は、スクリーンの境界線の座標情報と、変換情報に基づき、投写レンズの主点を原点とする投写座標系における境界線の位置を決定し、4本の境界線のすべてがプロジェクター100によって画像を表示することが可能な範囲内にあるかどうかを判定する(ステップS6)。
The
全境界線がプロジェクター100によって画像を表示することが可能な範囲内にある場合、画像生成部150は、座標情報と、変換情報に基づき、液晶パネルの画像形成領域における台形歪み補正後の画像表示領域を示す補正目標領域を設定する。また、画像生成部150は、設定した補正目標領域に基づき、入力される画像情報に対して台形歪み補正を行う(ステップS7)。
When the entire boundary line is within a range in which an image can be displayed by the
一方、境界線の少なくとも一部がプロジェクター100によって画像を表示することが可能な範囲外にある場合、情報生成部130は、変換情報等に基づき、第2の撮像画像における基準点の2次元座標を投写座標系の3次元座標に変換する(ステップS8)。また、情報生成部130は、当該3次元座標に基づき、プロジェクター100に対するスクリーンの傾きである投写角度を示す投写角度情報を生成する(ステップS9)。より具体的には、例えば、情報生成部130は、上記9個の基準点の3次元座標のうち、少なくとも3個の3次元座標を用いて投写光とスクリーン10との相対的な垂直方向および水平方向の傾きを示す投写角度情報を生成してもよい。
On the other hand, when at least a part of the boundary line is outside the range in which an image can be displayed by the
また、この場合、画像生成部150は、投写角度情報と座標情報に基づき、補正目標領域を設定し(ステップS10)、台形歪み補正を行う(ステップS11)。
In this case, the
ここで、ステップS10における補正目標領域の設定手順についてより詳細に説明する。図4は、第1の実施例における補正目標領域設定手順を示すフローチャートである。 Here, the procedure for setting the correction target area in step S10 will be described in more detail. FIG. 4 is a flowchart showing a correction target area setting procedure in the first embodiment.
判定部140は、座標情報等に基づき、全境界線のうちどの境界線の情報を検出できているかを判定する。より具体的には、例えば、判定部140は、全境界線のうち上側の境界線(上辺)、左側の境界線(左辺)および右側の境界線(右辺)を検出できたかどうかを判定する(ステップS21)。なお、判定部140は、例えば、座標情報等に基づき、境界線の位置と基準点の位置との関係(例えば、境界線の位置が最も上の基準点の位置よりも上にあれば上辺)、境界線の接続関係等を判定することにより、各境界線がどの辺に対応しているか判定することが可能である。
The
上辺、左辺および右辺を検出できた場合、画像生成部150は、左辺または右辺の無限遠点から垂直消失点を決定し、上辺の無限遠点から水平消失点を決定する(ステップS22)。
When the upper side, the left side, and the right side can be detected, the
図5は、第1の実施例における3次元空間内の消失点を示す模式図である。例えば、図5に示すようにスクリーン10にある上辺(図5のスクリーン10内の実線部分)の延長線上に無限遠点Hiが存在する。また、左辺および右辺の延長線上に無限遠点Viが存在する。また、上辺に垂直な直線の延長線上にも無限遠点Viが存在する。
FIG. 5 is a schematic diagram showing vanishing points in the three-dimensional space in the first embodiment. For example, as shown in FIG. 5, an infinite point Hi exists on the extended line of the upper side (solid line part in the
なお、実際には、無限遠点は無限遠方にあるが、図5では説明をわかりやすくするため、無限遠点を模式的に示している。また、本実施例では、右側の無限遠点Hiと上側の無限遠点Viを使用して各消失点を決定する方式を採用しているが、左側の無限遠点と下側の無限遠点を使用して各消失点を決定する方式を採用してもよい。どちらの方式を採用した場合であっても各消失点の位置は変わらない。また、実際には、液晶パネルは投写レンズの主点Oよりも手前側(−Z方向)にあるが、説明を簡単にするため、例えば、液晶パネルの画像形成領域と平行かつ同一形状の仮想領域20が、Z=1にXY平面と平行に配置されているものとする。
Actually, the infinity point is located at infinity, but FIG. 5 schematically shows the infinity point for easy understanding. In this embodiment, a method of determining each vanishing point using the right infinity point Hi and the upper infinity point Vi is employed, but the left infinity point and the lower infinity point are employed. You may employ | adopt the system which determines each vanishing point using. Regardless of which method is used, the position of each vanishing point does not change. In practice, the liquid crystal panel is on the near side (−Z direction) with respect to the principal point O of the projection lens. However, for the sake of simplicity, for example, the virtual panel is parallel to the image forming area of the liquid crystal panel and has the same shape. It is assumed that the
これらの無限遠点を仮想領域20の平面に射影することにより、仮想領域20の座標系(投写座標系)における垂直消失点Vp、水平消失点Hpを決定することができる。
By projecting these infinite points onto the plane of the
判定部140は、ステップS21の判定結果が偽である場合、全境界線のうち左辺と右辺を検出できたかどうかを判定する(ステップS23)。左辺と右辺を検出できた場合、画像生成部150は、検出辺(左辺および右辺)の無限遠点から垂直消失点を決定し、検出辺に垂直な直線の無限遠点から水平消失点を決定する(ステップS24)。
If the determination result of step S21 is false, the
また、判定部140は、ステップS23の判定結果が偽である場合、全境界線のうち左辺または右辺を検出できたかどうかを判定し(ステップS25)、当該判定結果が真である場合、上辺を検出できたかどうかを判定する(ステップS26)。
Moreover, the
ステップS26の判定結果が真である場合、すなわち、左辺または右辺と上辺を検出できた場合、画像生成部150は、左辺または右辺の無限遠点から垂直消失点を決定し、上辺の無限遠点から水平消失点を決定する(ステップS27)。
When the determination result of step S26 is true, that is, when the left side or the right side and the upper side can be detected, the
一方、ステップS26の判定結果が偽である場合、すなわち、左辺または右辺のみ検出できた場合、画像生成部150は、検出辺(左辺または右辺)の無限遠点から垂直消失点を決定し、検出辺に垂直な直線の無限遠点から水平消失点を決定する(ステップS24)。
On the other hand, when the determination result in step S26 is false, that is, when only the left side or the right side can be detected, the
また、ステップS25の判定結果が偽である場合、判定部140は、全境界線のうち上辺を検出できたかどうかを判定する(ステップS28)。上辺を検出できた場合、画像生成部150は、上辺に垂直な直線の無限遠点から垂直消失点を決定し、上辺の無限遠点から水平消失点を決定する(ステップS29)。
Moreover, when the determination result of step S25 is false, the
各消失点を決定した場合(ステップS22、S24、S27、S29のいずれかの場合)、画像生成部150は、各消失点の座標に基づき、消失点を経由する直線上の線分を、不足している境界線として補完することにより、液晶パネルにおける補正目標領域を設定する(ステップS30)。
When each vanishing point is determined (in the case of any of steps S22, S24, S27, and S29), the
図6は、第1の実施例における仮想領域20の座標系における消失点の一例を示す模式図である。また、図7は、第1の実施例における仮想領域20の座標系における消失点の他の一例を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of a vanishing point in the coordinate system of the
例えば、図6に示すように、1つの境界線のみ検出できた場合、画像生成部150は、当該境界線の座標と、各消失点の座標を用いて、各消失点を経由する直線を設定することによって不足辺を補う補完処理を実行することにより、所定の条件を満たすように仮想領域20における目標領域ABCDの4隅の座標を決定し、液晶パネルにおける補正目標領域を設定する。
For example, as illustrated in FIG. 6, when only one boundary line can be detected, the
なお、目標領域ABCDは、液晶パネルにおける補正目標領域に対応した仮想領域20上の領域である。また、上記所定の条件としては、例えば、補正後の画像が所定のアスペクト比(例えば、4:3、16:9)を満たすという条件、液晶パネルを最大限使用するという条件等が該当する。
The target area ABCD is an area on the
また、例えば、図7に示すように、2つ以上の境界線が検出できた場合、画像生成部150は、各境界線の座標と、各消失点の座標を用いて、各消失点を経由する直線を設定することによって不足辺を補う補完処理を実行することにより、目標領域ABCDを決定し、液晶パネルにおける補正目標領域を設定する。画像生成部150は、スクリーンの上側の境界線、左側の境界線および右側の境界線のうち、情報生成部130によって座標情報が生成された境界線の座標情報のみに基づき、境界線の形状に応じた補正目標領域を設定している。
Further, for example, as illustrated in FIG. 7, when two or more boundary lines can be detected, the
上辺、左辺、右辺のいずれも検出できなかった場合、画像生成部150は、投写角度情報に基づき、液晶パネルにおける補正目標領域を設定する(ステップS31)。より具体的には、例えば、画像生成部150は、垂直方向および水平方向の投写角度と補正目標領域の座標とが対応付けられたデータ等を用いて投写角度に応じて補正目標領域を設定してもよい。なお、本実施例では、プロジェクター100は、下辺の情報は使用しない。
If none of the upper side, the left side, and the right side can be detected, the
以上のように、本実施例によれば、プロジェクター100は、撮像画像に含まれるスクリーン10の下側の境界線の座標情報を用いないことにより、机の縁等の誤検出や撮像画像における下辺の傾きが得られないことによる測定精度の低下等をなくすことができるため、より正確に台形歪み補正を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、本実施例によれば、プロジェクター100は、全境界線が表示可能な範囲内にあるかどうかに応じた設定を行うことにより、より正確に台形歪み補正を行うことができる。
Further, according to the present embodiment, the
また、プロジェクター100は、キャリブレーション画像300として、グラデーション状のパターン画像を用いることにより、適切にフォーカス調整されていない状態であっても基準点の座標等を正確に決定することができる。
Further, the
(その他の実施例)
なお、本発明の適用は上述した実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、投写対象物は、スクリーンに限定されず、黒板、ホワイトボード、壁、柱、机等であってもよく、下辺が机の縁で残りの3辺がスクリーンで構成されるような複数の物体で構成されるものであってもよい。
(Other examples)
In addition, application of this invention is not limited to the Example mentioned above, A various deformation | transformation is possible. For example, the projection object is not limited to a screen, and may be a blackboard, a white board, a wall, a pillar, a desk, or the like, and a plurality of objects whose lower side is the edge of the desk and the remaining three sides are the screen. It may be composed of an object.
また、キャリブレーション画像300は上述した実施例に限定されない。例えば、キャリブレーション画像300のパターン画像は、各直線が図3に示すパターン画像の外周線からはみ出した状態(例えば、パターン画像が四角形の場合は♯等)の画像であってもよい。
The
また、上述したパターン画像は3階調であるが、4階調以上であってもよい。また、上述したパターン画像は白色の領域の両側に同一階調の領域が配置されているが、片側にのみ異なる階調の領域が配置されてもよい。例えば、パターン画像は、最も左が濃いグレーの領域、中央が薄いグレーの領域、最も右が白色の領域の線状の画像であってもよい。 The pattern image described above has three gradations, but may have four or more gradations. Further, in the above-described pattern image, regions having the same gradation are arranged on both sides of the white region, but regions having different gradations may be arranged only on one side. For example, the pattern image may be a linear image having a dark gray area on the left, a light gray area on the center, and a white area on the right.
また、情報生成部130は、位置情報や変換情報を生成しなくてもよい。例えば、投写レンズと撮像レンズがほぼ同じ位置にある場合、プロジェクター100は、撮像座標系における2次元座標をそのまま用いて上述した処理を実行してもよい。
Moreover, the
また、プロジェクター100は、非投写状態で撮像することにより、スクリーンの境界線の座標情報を生成しているが、台形歪み補正用のキャリブレーション画像がスクリーンの境界線も検出可能な画像である場合、キャリブレーション画像の撮像画像に基づいてスクリーンの境界線の座標情報を生成してもよい。
Further, the
また、プロジェクター100は、例えば、天吊りの状態で設置される場合、撮像部110も上下が逆になるため、現実の3次元空間における投写対象物の上辺(撮像画像の座標系では下側の辺)の座標情報を用いないで上述した台形歪み補正を行ってもよい。
In addition, when the
また、プロジェクター100は、液晶プロジェクター(透過型、LCOS等の反射型)に限定されず、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)を用いたプロジェクター等であってもよい。なお、DMDは米国テキサス・インスツルメンツ社の商標である。また、プロジェクター100の機能を複数の装置(例えば、PCとプロジェクター、外付けのカメラとプロジェクター等)に分散してもよい。
Further, the
10 スクリーン、20 仮想領域、100 プロジェクター、110 撮像部、120 画像入力部、130 情報生成部、140 判定部、150 画像生成部(台形歪み補正部)、190 投写部、200 情報記憶媒体、300 キャリブレーション画像 10 screens, 20 virtual areas, 100 projectors, 110 imaging units, 120 image input units, 130 information generation units, 140 determination units, 150 image generation units (trapezoidal distortion correction units), 190 projection units, 200 information storage media, 300 calibration Image
Claims (13)
前記撮像画像に含まれる前記投写対象物の境界線の座標情報を生成する情報生成部と、
前記投写対象物の下側以外の境界線の座標情報を用いて前記境界線の形状に応じて不足部分を補完する補完処理を実行することによって補正目標領域を設定し、前記補正目標領域に基づき、台形歪み補正を行う台形歪み補正部と、
を含み、
前記台形歪み補正部は、
前記情報生成部によって生成された前記投写対象物の下側の境界線の座標情報を用いずに前記補完処理を実行する、
プロジェクター。 An imaging unit that images a projection target and generates a captured image;
An information generating unit that generates coordinate information of a boundary line of the projection target included in the captured image;
A correction target area is set by executing a complementing process that complements a deficient portion according to the shape of the boundary line using coordinate information of a boundary line other than the lower side of the projection target, and based on the correction target area A trapezoidal distortion correction unit for correcting the keystone distortion;
Only including,
The trapezoidal distortion correction unit is
Performing the complementing process without using coordinate information of the lower boundary line of the projection object generated by the information generation unit;
projector.
前記撮像画像に含まれる前記投写対象物の境界線の座標情報を生成する情報生成部と、
前記情報生成部によって前記座標情報が生成された境界線のうち、下側の境界線を除く少なくとも1つの境界線の前記座標情報に基づき、当該少なくとも1つの境界線によって規定される形状に応じて不足部分を補完する補完処理を実行することによって補正目標領域を設定し、前記補正目標領域に基づき、台形歪み補正を行う台形歪み補正部と、
を含み、
前記台形歪み補正部は、
前記情報生成部によって生成された前記投写対象物の下側の境界線の座標情報を用いずに前記補完処理を実行する、
プロジェクター。 An imaging unit that images a projection target and generates a captured image;
An information generating unit that generates coordinate information of a boundary line of the projection target included in the captured image;
Based on the coordinate information of at least one boundary line excluding the lower boundary line among the boundary lines for which the coordinate information is generated by the information generation unit, according to the shape defined by the at least one boundary line A trapezoidal distortion correction unit that sets a correction target area by executing a complementing process that complements the deficient part, and performs trapezoidal distortion correction based on the correction target area;
Only including,
The trapezoidal distortion correction unit is
Performing the complementing process without using coordinate information of the lower boundary line of the projection object generated by the information generation unit;
projector.
前記台形歪み補正部は、The trapezoidal distortion correction unit is
前記投写対象物の右側の境界線及び左側の境界線の少なくとも一方の座標情報を用いて前記補完処理を実行する、Performing the complementing process using coordinate information of at least one of the right boundary line and the left boundary line of the projection object;
プロジェクター。projector.
前記台形歪み補正部は、The trapezoidal distortion correction unit is
前記投写対象物の右側の境界線又は左側の境界線の座標情報と上側の境界線の座標情報とを用いて前記補完処理を実行する、Performing the complementing process using the coordinate information of the right boundary line or the left boundary line of the projection object and the coordinate information of the upper boundary line;
プロジェクター。projector.
台形歪み補正用のキャリブレーション画像を投写する投写部を含み、
前記情報生成部は、
前記投写部の画像形成領域または当該画像形成領域に対応した仮想領域における前記キャリブレーション画像内の複数点の位置と、前記撮像画像内の前記複数点の位置との対応を示す位置情報を生成し、
前記位置情報に基づき、前記画像形成領域または前記仮想領域の座標と前記撮像画像の座標との変換式を示す変換情報を生成し、
前記台形歪み補正部は、前記座標情報と、前記変換情報とに基づき、前記境界線に関する無限遠点を前記画像形成領域または前記仮想領域の座標系に射影した消失点の座標を演算することにより、前記補完処理を実行する、
プロジェクター。 In the projector in any one of Claims 1-4 ,
Including a projection unit for projecting a calibration image for correcting keystone distortion,
The information generator is
Generating position information indicating correspondence between positions of the plurality of points in the calibration image in the image forming area of the projection unit or a virtual area corresponding to the image forming area and the positions of the plurality of points in the captured image; ,
Based on the position information, generating conversion information indicating a conversion formula between the coordinates of the image forming region or the virtual region and the coordinates of the captured image,
Based on the coordinate information and the conversion information, the trapezoidal distortion correction unit calculates the coordinates of the vanishing point obtained by projecting the infinity point related to the boundary line to the coordinate system of the image forming region or the virtual region. , Execute the complementing process,
projector.
前記変換情報に基づき、前記投写対象物の全境界線が前記画像形成領域または前記仮想領域の範囲内にあるかどうかを判定する判定部を含み、
前記台形歪み補正部は、前記投写対象物の全境界線が前記範囲内にある場合は前記境界線の形状に沿った領域を前記補正目標領域として設定し、前記投写対象物の全境界線が前記範囲内にない場合は前記補完処理を実行することによって前記補正目標領域を設定する、
プロジェクター。 The projector according to claim 5 , wherein
Based on the conversion information, including a determination unit that determines whether all the boundaries of the projection object are within the range of the image formation region or the virtual region,
Before Symbol table Katachiyugami correction unit, when the entire perimeter of the projection target is in the range sets the area along the shape of the boundary line as the correction target region, all the boundaries of the projection target If the line is not within the range, the correction target area is set by executing the complement process,
projector.
撮像装置に投写対象物を撮像させて撮像画像を生成させ、
前記撮像画像に含まれる前記投写対象物の境界線の座標情報を生成させ、
前記座標情報に基づき、前記投写対象物の下側以外の境界線の座標情報を用いて前記境界線の形状に応じて不足部分を補完する補完処理を実行することによって補正目標領域を設定し、
前記補正目標領域に基づき、台形歪み補正を行わせ、
生成された前記投写対象物の下側の境界線の座標情報を用いずに前記補完処理を実行させる、プログラム。 To computer which projector has,
Causing the imaging device to capture an image of the projection target and generate a captured image;
Generating coordinate information of a boundary line of the projection object included in the captured image;
Based on the coordinate information, the correction target region is set by executing a complementing process that complements the deficient portion according to the shape of the boundary line using the coordinate information of the boundary line other than the lower side of the projection target,
Based on the correction target area, trapezoidal distortion correction is performed ,
A program for executing the complementing process without using coordinate information of the generated lower boundary line of the projection object .
請求項7に記載のプログラムを記憶した情報記憶媒体。 An information storage medium storing a program readable by a computer of a projector,
An information storage medium storing the program according to claim 7 .
撮像装置に投写対象物を撮像させて撮像画像を生成させ、
前記撮像画像に含まれる前記投写対象物の境界線の座標情報を生成し、
前記座標情報に基づき、前記投写対象物の下側以外の境界線の座標情報を用いて前記境界線の形状に応じて不足部分を補完する補完処理を実行することによって補正目標領域を設定し、
前記補正目標領域に基づき、台形歪み補正を行い、
生成された前記投写対象物の下側の境界線の座標情報を用いずに前記補完処理を実行する、台形歪み補正方法。 The projector
Causing the imaging device to capture an image of the projection target and generate a captured image;
Generating coordinate information of a boundary line of the projection object included in the captured image;
Based on the coordinate information, the correction target region is set by executing a complementing process that complements the deficient portion according to the shape of the boundary line using the coordinate information of the boundary line other than the lower side of the projection target,
Based on the correction target region, have rows trapezoidal distortion correction,
A trapezoidal distortion correction method for executing the complementing process without using coordinate information of a generated lower boundary line of the projection object .
前記投写対象物の境界線が所定の範囲内にあるかどうかを判定する判定部と、
前記撮像画像に含まれる前記投写対象物の境界線の座標情報を生成する情報生成部と、
前記投写対象物の境界線の座標情報を用いて前記境界線の形状に応じて不足部分を補完する補完処理を実行することによって補正目標領域を設定し、前記補正目標領域に基づき、台形歪み補正を行う台形歪み補正部と、
を含み、
前記判定部により、前記投写対象物の下側の境界線と、前記投写対象物の上側、右側、左側の境界線のうちいずれかの1辺または2辺と、が前記所定の範囲内にあると判定された場合、
前記台形歪み補正部は、前記所定の範囲内にあると判定された前記投写対象物の上側、右側、左側の境界線のうちいずれかの1辺または2辺の境界線の座標情報を用いて前記境界線の形状に応じて不足部分を補完する、
プロジェクター。 An imaging unit that images a projection target and generates a captured image;
A determination unit for determining whether or not a boundary line of the projection object is within a predetermined range;
An information generating unit that generates coordinate information of a boundary line of the projection target included in the captured image;
Using said coordinate information of the boundary boundary lines of projection target sets the correction target region by performing the complementary processing to supplement the insufficient portion in accordance with the shape of the boundary line, on the basis of the correction target region, trapezoidal distortion correction A trapezoidal distortion correction unit for performing
Only including,
The determination unit causes the lower boundary line of the projection object and one or two sides of the upper, right, and left boundary lines of the projection object to be within the predetermined range. Is determined,
The trapezoidal distortion correction unit uses coordinate information of one or two of the boundary lines on the upper side, the right side, and the left side of the projection target determined to be within the predetermined range. Complementing the deficient part according to the shape of the boundary line,
projector.
前記台形歪み補正部は、前記投写対象物の全境界線が前記所定の範囲内にあると判定された場合は前記境界線の形状に沿った領域を前記補正目標領域として設定する、
プロジェクター。 The projector according to claim 10 .
Prior Symbol table Katachiyugami correction unit, Ru set Teisu the area along the shape of the boundary line as the correction target region if the entire perimeter of the projection target is determined to be within the predetermined range ,
projector.
台形歪み補正用のキャリブレーション画像を投写する投写部を含み、
前記情報生成部は、
前記投写部の画像形成領域または当該画像形成領域に対応した仮想領域における前記キャリブレーション画像内の複数点の位置と、前記撮像画像内の前記複数点の位置との対応を示す位置情報を生成し、
前記位置情報に基づき、前記画像形成領域または前記仮想領域の座標と前記撮像画像の座標との変換式を示す変換情報を生成し、
前記台形歪み補正部は、前記座標情報と、前記変換情報とに基づき、前記境界線に関する無限遠点を前記画像形成領域または前記仮想領域の座標系に射影した消失点の座標を演算することにより、前記補完処理を実行する、
プロジェクター。 The projector according to claim 11 ,
Including a projection unit for projecting a calibration image for correcting keystone distortion,
The information generator is
Generating position information indicating correspondence between positions of the plurality of points in the calibration image in the image forming area of the projection unit or a virtual area corresponding to the image forming area and the positions of the plurality of points in the captured image; ,
Based on the position information, generating conversion information indicating a conversion formula between the coordinates of the image forming region or the virtual region and the coordinates of the captured image,
Based on the coordinate information and the conversion information, the trapezoidal distortion correction unit calculates the coordinates of the vanishing point obtained by projecting the infinity point related to the boundary line to the coordinate system of the image forming region or the virtual region. , Execute the complementing process,
projector.
撮像装置に投写対象物を撮像させて撮像画像を生成させ、
前記投写対象物の境界線が所定の範囲内にあるかどうかを判定し、
前記撮像画像に含まれる前記投写対象物の境界線の座標情報を生成し、
前記座標情報に基づき、前記投写対象物の境界線の座標情報を用いて前記境界線の形状に応じて不足部分を補完する補完処理を実行することによって補正目標領域を設定し、
前記補正目標領域に基づき、台形歪み補正を行い、
前記判定で、前記投写対象物の下側の境界線と、前記投写対象物の上側、右側、左側の境界線のうちいずれかの1辺または2辺と、が前記所定の範囲内にあると判定された場合、
前記台形歪み補正では、前記所定の範囲内にあると判定された前記投写対象物の上側、右側、左側の境界線のうちいずれかの1辺または2辺の境界線の座標情報を用いて前記境界線の形状に応じて不足部分を補完する、
台形歪み補正方法。 The projector
Causing the imaging device to capture an image of the projection target and generate a captured image;
Determining whether a boundary line of the projection object is within a predetermined range;
Generating coordinate information of a boundary line of the projection object included in the captured image;
Wherein based on the coordinate information, set the correction target region by performing the complementary processing to supplement the insufficient portion in accordance with the shape of the boundary line with the coordinate information of the boundary boundary lines of the projection target,
Based on the correction target region, have rows trapezoidal distortion correction,
In the determination, when a lower boundary line of the projection object and one or two sides of the upper, right, and left boundary lines of the projection object are within the predetermined range. If determined,
In the trapezoidal distortion correction, the coordinate information of one or two of the boundary lines on the upper side, the right side, and the left side of the projection object determined to be within the predetermined range is used. Complement the missing part according to the shape of the boundary line,
Trapezoidal distortion correction method.
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