画像処理装置、画像表示システム、画像処理方法
【課題】表示条件に応じた階調ムラの補正を効率的に行う。
【解決手段】プロジェクター２から投射される画像の投射対象のスクリーン上での各画素の位置に向かう光の進行方向が、投射対象のスクリーンの法線方向となす第１の角度を算出し、プロジェクター２から投射される画像の投射対象のスクリーン上での各画素から視点の位置に向かう光の進行方向がスクリーンとなす第２の角度を算出し、第１の角度に対する基準のスクリーンゲインと第２の角度に対する投射対象のスクリーンゲインとの比率を算出し、この比率を用いてプロジェクター２の入出力特性情報が示す各階調値に対する投射対象のスクリーン上での推定輝度を算出し、推定輝度を入出力特性情報が示す輝度に近づけるために要求される各階調値の補正量を示すスクリーン特性補正情報を算出するスクリーン特性補正情報算出部３１を備える。
【解決手段】プロジェクター２から投射される画像の投射対象のスクリーン上での各画素の位置に向かう光の進行方向が、投射対象のスクリーンの法線方向となす第１の角度を算出し、プロジェクター２から投射される画像の投射対象のスクリーン上での各画素から視点の位置に向かう光の進行方向がスクリーンとなす第２の角度を算出し、第１の角度に対する基準のスクリーンゲインと第２の角度に対する投射対象のスクリーンゲインとの比率を算出し、この比率を用いてプロジェクター２の入出力特性情報が示す各階調値に対する投射対象のスクリーン上での推定輝度を算出し、推定輝度を入出力特性情報が示す輝度に近づけるために要求される各階調値の補正量を示すスクリーン特性補正情報を算出するスクリーン特性補正情報算出部３１を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像表示システム、画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、画像表示装置の１つとしてプロジェクターが知られている。プロジェクターは、設置が容易であることや、大画面の画像を表示可能であること等の特長を有している。プロジェクターにより投射されたスクリーン上の画像に、色ムラや輝度ムラ（以下、階調ムラと総称する）が発生することがある。階調ムラの発生は、スクリーン上に表示された各画像と視点との相対位置が画素ごとに異なることや、プロジェクター内の光学系が収差を有していること、スクリーンにたわみ等の局所的な歪を生じていること等に起因している。
【０００３】
階調ムラを減らすことが可能な技術として、特許文献１に開示されている技術が挙げられる。特許文献１の画像表示装置は、画像補正部、データ格納部、および画像形成部を備えている。画像補正部は、データ格納部に格納されている補正データに基づいて、入力された画像データを補正する。画像形成部は、補正後の画像データに応じて表示する画像を形成する。
【０００４】
上記の補正データは、画像調整装置により算出される。補正データを算出するには、プロジェクターにより投射されたスクリーン上でのグレイ画像における複数の位置での出力レベルを測定する。そして、スクリーン上での各画素の出力レベルの測定値と、グレイ画像の元になるグレイ画像データに規定された各画素の入力レベルとを比較して、出力レベルが入力レベルに近づくように補正データを決定する。補正データは、画像形成部の入出力特性データに基づいて算出されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２０９３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術にあっては、スクリーン上に表示された視聴者向けの画像（以下、コンテンツ画像という）の階調ムラを減らすことが可能であるが、次に説明するように改善の余地がある。
【０００７】
上記の補正データは、スクリーンに対する視点の位置やプロジェクターの位置、スクリーンの種類等の条件（以下、表示条件という）に応じて定まる値である。すなわち、視聴者向けの画像（以下、コンテンツ画像という）を表示するときに、スクリーンに対するプロジェクターの位置が出力レベルの測定時と同じであり、スクリーンに対する視聴者の視点の位置が測定時の測定装置の位置と同じであれば、視聴者に階調ムラを認識されにくくなる。
【０００８】
一方、上記の表示条件のいずれかを変更した場合には、補正データが表示条件に整合しなくなり、階調ムラを高精度に補正することができなくなる。変更後の表示条件で階調ムラを高精度に補正するには、変更後の表示条件に整合した測定条件でスクリーン上の出力レベルを測定して補正データを更新する必要がある。例えば、コンテンツ画像の表示途中で視聴者が移動した場合には、コンテンツ画像の表示を中断して出力レベルを測定することになる。
【０００９】
以上のように従来の技術では、表示条件に応じて階調ムラを補正しようとすると、ユーザーの負担が増加してプロジェクターの利便性が低下するおそれがある。本発明は、上記の事情に鑑み成されたものであって、表示条件に応じた階調ムラの補正を効率的に行うことが可能になる画像処理装置、画像表示システム、および画像処理方法を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では、上記の目的を達成するために以下の手段を採用している。
本発明の画像処理装置は、スクリーンに投射された光のうちで前記スクリーンを経た後に前記スクリーンの法線方向と角度θをなす方向に進行する角度成分の光について、各角度成分の光の輝度を示すスクリーンゲインと前記角度θとの対応関係を示す情報をスクリーン特性情報としたときに、基準のスクリーンに関する第１の前記スクリーン特性情報と、投射対象のスクリーンに関する第２の前記スクリーン特性情報と、画像形成素子を含み前記投射対象のスクリーンに画像を投射するプロジェクターの前記投射対象のスクリーンに対する位置を示す装置位置情報と、前記投射対象のスクリーンに対する視点の位置を示す視点位置情報と、前記プロジェクターの画像形成素子へ入力される画像データに規定された階調値と該画像データに基づいてプロジェクターから出力される光の輝度との対応関係を示す入出力特性情報と、を取得する情報取得部と、前記装置位置情報を用いて、前記プロジェクターから投射される画像の前記投射対象のスクリーン上での各画素の位置に向かう各角度成分の光の進行方向が、前記投射対象のスクリーンの法線方向となす第１の角度を算出し、前記視点位置情報を用いて、前記プロジェクターから投射される画像の前記投射対象のスクリーン上での各画素から前記視点の位置に向かう各角度成分の光の進行方向が前記法線方向となす第２の角度を算出し、第１の前記スクリーン特性情報が示す前記第１の角度に対する前記第１のスクリーンゲインと第２の前記スクリーン特性情報が示す前記第２の角度に対する前記第２のスクリーンゲインとの比率を算出し、前記比率を用いて前記入出力特性情報が示す各階調値に対する前記投射対象のスクリーン上での推定輝度を算出し、前記推定輝度を前記入出力特性情報が示す輝度に近づけるために要求される各階調値の補正量を示すスクリーン特性補正情報を算出するスクリーン特性補正情報算出部を備えていることを特徴とする。
【００１１】
このように、スクリーン特性補正情報算出部は、装置位置情報、視点位置情報、第１のスクリーン特性情報、および第２のスクリーン特性情報を用いてスクリーン特性補正情報を算出する。したがって、投射対象のスクリーンに対するプロジェクターの位置や視点の位置、投射対象のスクリーンの種類等の表示条件の変更に伴う階調値の補正量の変化分をスクリーン特性補正情報が示す補正量により補償することができる。よって、表示条件を変更したときに、表示条件に整合した測定条件でプロジェクターから投射された光の投射対象のスクリーン上での輝度を測定しなくとも、表示条件に応じて階調値が補正された画像データを得ることが可能になる。このように、本発明によれば、表示条件に応じた階調ムラの補正を効率的に行うことが可能になる。
【００１２】
本発明に係る画像処理装置としては、前記プロジェクターにより投射される画像の画像形成素子へ入力される画像データに規定された各画素の階調値を、前記スクリーン特性補正情報が示す各階調値の補正量を用いて補正するスクリーン特性補正処理を施すスクリーン特性補正処理部を備えているとよい。
【００１３】
このようにすれば、スクリーン特性補正処理部が、スクリーン特性補正情報を用いて画像データにスクリーン特性補正処理を施すので、表示条件の変更に伴う階調値の補正量の変化分が加味された画像データを得ることができる。
【００１４】
本発明に係る画像処理装置としては、前記プロジェクターにより投射される画像の前記基準のスクリーン上での各画素における輝度を、前記画像を示す画像データに規定された各画素の階調値に相当する輝度に近づけるように前記画像データが示す階調値を補正するときの各階調値の補正量を示す階調補正情報を取得し、処理後の前記画像データに基づいて前記プロジェクターにより投射される画像の前記投射対象のスクリーン上での各画素の輝度が、処理前の前記画像データに規定された各画素の階調値に相当する輝度に近づくように、前記階調補正情報に基づいて前記画像データを処理する階調補正処理部を備えているとよい。
【００１５】
上記のように、表示条件の変更に伴う階調値の補正量の変化分が加味された画像データを得ることができ、スクリーン特性補正処理の処理前または処理後の画像データを、階調補正処理部が基準のスクリーンに基づいた階調補正情報を用いて補正するので、表示条件に整合した階調補正情報を得るための輝度の測定を省くことが可能になる。
【００１６】
本発明の第１の画像表示システムは、本発明に係る画像処理装置と、前記画像処理装置により処理された画像データに基づいて投射対象のスクリーンに画像を投射するプロジェクターと、前記装置位置情報および前記視点位置情報のユーザーからの入力を受け付け、入力された前記装置位置情報および前記視点位置情報を前記画像処理装置へ出力する位置情報入力装置と、を備えていることを特徴とする。
【００１７】
このようにすれば、表示条件に応じた階調ムラの補正を効率的に行うことができるので、画像の表示品質を高めることや、画像表示システムの利便性を高めることができる。また、ユーザーが入力した装置位置情報および視点位置情報を用いてスクリーン特性補正情報を算出することが可能になり、簡便に階調ムラの補正を行うことが可能になる。
【００１８】
本発明の第２の画像表示システムは、本発明に係る画像処理装置と、前記画像処理装置により処理された画像データに基づいて投射対象のスクリーンに画像を投射するプロジェクターと、前記投射対象のスクリーンに対する前記プロジェクターの位置および前記視点の位置を測定し、測定結果を前記画像処理装置へ出力する測定装置と、を備えていることを特徴とする。
【００１９】
このようにすれば、表示条件に応じた階調ムラの補正を効率的に行うことができるので、画像の表示品質を高めることや、画像表示システムの利便性を高めることができる。また、測定装置による測定結果に基づいてスクリーン特性補正情報を算出することが可能になり、ユーザーの負担を減らすことができる。
【００２０】
上記の第１、第２の画像表示システムは、前記第１のスクリーン特性情報および前記第２のスクリーン特性情報を格納した記憶部を備えているとよい。
このようにすれば、記憶部に格納されている第１のスクリーン特性情報および前記第２のスクリーン特性情報を用いてスクリーン特性補正情報を算出することが可能になり、スクリーンの種類の変更に伴うスクリーン特性補正情報の算出を効率的に行うことが可能になる。
【００２１】
本発明の画像処理方法は、スクリーンに投射された光のうちで前記スクリーンを経た後に前記スクリーンの法線方向と角度θをなす方向に進行する角度成分の光について、各角度成分の光の輝度を示すスクリーンゲインと前記角度θとの対応関係を示す情報をスクリーン特性情報としたときに、基準のスクリーンに関する第１の前記スクリーン特性情報と、投射対象のスクリーンに関する第２の前記スクリーン特性情報と、画像形成素子を含み前記投射対象のスクリーンに画像を投射するプロジェクターの前記投射対象のスクリーンに対する位置を示す装置位置情報と、前記投射対象のスクリーンに対する視点の位置を示す視点位置情報と、前記プロジェクターの画像形成素子へ入力される画像データに規定された階調値と該画像データに基づいてプロジェクターから出力される光の輝度との対応関係を示す入出力特性情報と、を取得するステップと、前記装置位置情報を用いて、前記プロジェクターから投射される画像の前記投射対象のスクリーン上での各画素の位置に向かう各角度成分の光の進行方向が、前記投射対象のスクリーンの法線方向となす第１の角度を算出し、前記視点位置情報を用いて、前記プロジェクターから投射される画像の前記投射対象のスクリーン上での各画素から前記視点の位置に向かう各角度成分の光の進行方向が前記法線方向となす第２の角度を算出し、前記第１のスクリーン特性情報が示す前記第１の角度に対する第１の前記スクリーンゲインと第２のスクリーン特性情報が示す前記第２の角度に対する前記第２の前記スクリーンゲインとの比率を算出し、前記比率を用いて前記入出力特性情報が示す各階調値に対する前記投射対象のスクリーン上での推定輝度を算出し、前記推定輝度を前記入出力特性情報が示す輝度に近づけるために要求される各階調値の補正量を示すスクリーン特性補正情報を算出するステップを有することを特徴とする。
【００２２】
このようにすれば、投射対象のスクリーンに対するプロジェクターの位置や視点の位置、投射対象のスクリーンの種類等の表示条件に整合した測定条件でプロジェクターから投射された光の投射対象のスクリーン上での輝度を測定しなくとも、表示条件に応じて階調値が補正された画像データを得ることが可能になる。よって、表示条件に応じた階調ムラの補正を効率的に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態の画像表示システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】画像処理装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】階調値に対する出力レベルのグラフにて入出力特性を示す概念図である。
【図４】スクリーンゲインの定義を示す説明図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、互いに異なるスクリーン特性の例を示すグラフである。
【図６】階調補正情報の算出方法の説明に用いる変数の説明図である。
【図７】階調補正情報の算出方法の一例を示す説明図である。
【図８】本発明に係る画像処理方法の処理フローの例を示すフローチャートである。
【図９】スクリーン特性補正情報処理の処理フローを示すフローチャートである。
【図１０】リア投射型での各種要素の位置関係を示す図である。
【図１１】フロント投射型での各種要素の位置関係を示す図である。
【図１２】スクリーン特性補正情報の算出方法の一例を示す説明図である。
【図１３】第２実施形態の画像表示システムの概略構成を示す模式図である。
【図１４】第３実施形態の画像表示システムの概略構成を示す模式図である。
【図１５】第４実施形態の画像表示システムの概略構成を示す模式図である。
【図１６】第５実施形態の画像表示システムの概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。説明に用いる図面において、特徴的な部分を分かりやすく示すために、図面中の構造の寸法や縮尺を実際の構造に対して異ならせている場合がある。また、実施形態において同様の構成要素については、同じ符号を付して図示し、その詳細な説明を省略する場合がある。なお、本発明の技術範囲は下記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態で説明する各構成を適宜選択して組み合わせることもできる。本発明の主旨を逸脱しない範囲内で多様な変形が可能である。
【００２５】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の画像表示システムの概略構成を示す模式図である。
図１に示す画像表示システム１は、プロジェクター２、画像処理装置３、および操作パネル（位置情報入力装置）４を備えている。
【００２６】
画像表示システム１は、概略すると以下のように動作する。画像表示システム１により視聴者向けの画像（以下、コンテンツ画像という）を表示するときに、画像処理装置３は、信号源５から表示する画像を示す画像データを受け取る。信号源５は、例えばパーソナルコンピューターやＤＶＤプレイヤー等である。画像処理装置３は、表示されるコンテンツ画像の階調ムラを減らすべく、画像データにスクリーン特性補正処理および階調補正処理を施し、処理後の画像データをプロジェクター２へ入力する。プロジェクター２は、画像処理装置３から入力された画像データに基づいて投射対象のスクリーンＳＣに画像を投射する。
【００２７】
画像処理装置３は、ユーザーの要請により、スクリーン特性補正処理に用いるスクリーン特性補正情報を算出する。スクリーン特性補正情報の算出は、例えば投射対象のスクリーンＳＣの種類や、投射対象のスクリーンＳＣに対するプロジェクター２の位置、投射対象のスクリーンＳＣに対する視聴者の視点の位置等の表示条件を変更する場合に行う。スクリーン特性補正情報は、表示条件の違いによる画像データの補正量の違いを補償するのに用いる情報である。
【００２８】
スクリーン特性補正情報を算出するときに、操作パネル４は、スクリーン特性補正情報の算出に必要な情報についてユーザーからの入力を受け付ける。画像処理装置３は、ユーザーが入力した情報を取得し、スクリーン特性補正情報を算出して更新する。画像表示システム１は、表示条件の変更に伴って更新されたスクリーン特性補正情報を用いて、画像データにスクリーン特性補正処理を施す。画像データは、表示条件に応じた補正量で補正され、表示条件の変更後においてもコンテンツ画像の階調ムラを減らすことができる。
【００２９】
このように、画像表示システム１は、表示条件に応じたスクリーン特性補正情報を用いて画像データの補正量を補償可能になっているので、表示条件の変更前後で階調補正処理に用いる階調補正情報を変更しなくとも階調ムラを高精度に抑制することができる。したがって、階調補正情報の変更に伴う手間や時間を省くことができ、ユーザーの負担を低減しつつ表示品質を高めることが可能になる。
【００３０】
次に、画像表示システム１の構成要素について詳しく説明する。
プロジェクター２は、光源２０、色分離光学系２１、画像形成素子２２〜２４、色合成素子２５、および投射光学系２６を含んでいる。プロジェクター２は、供給された画像データに基づいて画像を投射可能なものであれば、その構成に限定されない。本実施形態のプロジェクター２は、複数の基本色（ここでは、赤、緑、青）の加法混合によりフルカラーの画像を投射可能な三板式のプロジェクターである。
【００３１】
以下の説明では、画像における画素の配列方向をｉ方向、ｊ方向とし、ｉ方向の端かつｊ方向の端に位置する画素を基準とした画素の座標を（ｉ，ｊ）または添え字ｉｊで表すことがある。例えば画素Ｐｉｊは、座標（ｉ，ｊ）に配置された画素である。例えば、ｉ方向がスクリーン上の画像の水平方向に相当し、ｊ方向がスクリーン上の画像の垂直方向に相当する。プロジェクターに供給される画像データは、各画素用のデータ（以下、画素データという）を含んでいる。画素データは、赤の階調値Ｒｉｊ、緑の階調値Ｇｉｊ、および青の階調値Ｂｉｊを含んでいる。
【００３２】
光源２０は、複数の基本色の成分を含んだ光Ｌを射出する。光源２０は、レーザー素子やＬＥＤ等の固体光源であってもよいし、高圧水銀ランプ等のランプ光源であってもよい。光源２０には、紫外線カットフィルターや、インテグレーター光学系等の照度均一化光学系、光源から射出された光の偏光状態を揃える偏光変換素子等が必要に応じて設けられる。
【００３３】
色分離光学系２１は、波長選択性を有するダイクロイックミラーや、リレーレンズ、反射ミラー等により構成される。光源２０から射出された光Ｌは、色分離光学系２１により赤色光Ｌａ、緑色光Ｌｂ、および青色光Ｌｃに分離される。赤色光Ｌａは画像形成素子２２に入射し、緑色光Ｌｂは画像形成素子２３に、青色光Ｌｃは画像形成素子２４に、それぞれ入射する。
【００３４】
各画像形成素子は、二次元的に配列された複数の画素（以下、変調要素という）を有している。画像形成素子は、例えば透過型または反射型の液晶ライトバルブや、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）等である。画像形成素子は、プロジェクター２へ入力された画像データの画素ごとの階調値に基づいて、複数の変調要素を互いに独立して制御する。変調要素に入射した光は、変調要素ごとに変調されて画素データに規定された階調値に応じた光量の光になる。複数の変調要素により変調された光が全体として光学像（画像）になる。画像形成素子２２〜２４は、互いに異なる色（赤、緑、青）の光学像を形成する。３色の光学像がダイクロイックプリズム等の色合成素子２５により合成され、合成された光学像が投射光学系２６により投射対象のスクリーンＳＣに投射される。
【００３５】
なお、プロジェクター２は、画像形成素子の数が１つである単板式のプロジェクターであってもよいし、画像形成素子の数が２または４以上であるプロジェクター（例えば六板式のプロジェクター）等であってもよい。また、プロジェクター２は、投射対象のスクリーンＳＣに対して視聴者と同じ側から投射するフロント投射型であってもよいし、スクリーンＳＣを挟んで視聴者と反対側から投射するリア投射型であってもよい。
【００３６】
操作パネル４は、例えばタッチパネル等の入力デバイスにより構成される。操作パネル４は、ユーザーから各種情報入力を受け付ける。操作パネル４は、例えばスクリーン特性補正情報の算出の要請を示す情報の入力をユーザーから受けて、装置位置情報および視点位置情報の入力をユーザーから受け付ける。装置位置情報は、投射対象のスクリーンＳＣに対するプロジェクター２の位置（投射位置）を示す情報である。視点位置情報は、投射対象のスクリーンＳＣに対する視聴者の視点の位置を示す情報である。視聴者の視点の位置は、視聴者の概ねの位置により代用可能である。装置位置情報および視点位置情報は、図示略の記憶部に格納され、スクリーン特性補正情報算出部３１の要請に応じて読み出される。
【００３７】
図２は、画像処理装置３の機能構成を示すブロック図である。
図２に示すように、画像処理装置３は、スクリーン特性補正情報算出部３１、入出力特性記憶部３２、スクリーン特性記憶部３３、スクリーン特性補正処理部３４、スクリーン特性補正情報記憶部３５、階調補正処理部３６、および階調補正情報記憶部３７を含んでいる。
【００３８】
スクリーン特性補正情報算出部３１、スクリーン特性補正処理部３４、および階調補正処理部３６は、演算処理が可能なデバイスにより構成され、２以上が同一のデバイスにより構成されていてもよい。演算処理が可能なデバイスとしては、例えばＡＳＩＣ等のロジック回路や、コンピューターのＣＰＵ、コンピューターに実装されたビデオカードのＧＰＵ等が挙げられる。
【００３９】
入出力特性記憶部３２、スクリーン特性記憶部３３、スクリーン特性補正情報記憶部３５、および階調補正情報記憶部３７は、不揮発性のメモリーやハードディスク等の記憶デバイスにより構成され、２以上が同一のデバイスにより構成されていてもよい。スクリーン特性補正情報記憶部３５は、格納されたデータを書き換え可能な不揮発性メモリー等の記憶デバイスにより構成される。
【００４０】
入出力特性記憶部３２には、プロジェクター２の画像形成素子２２〜２４の入出力特性情報が格納されている。入出力特性情報は、各画像形成素子へ入力される画像データに規定された階調値と、この画像データに基づいてプロジェクター２から出力される光の輝度との対応関係を示す情報である。画像形成素子として液晶パネルを用いたプロジェクターでは、液晶パネルのＶＴ特性情報、すなわち変調要素への印加電圧と液晶パネルの光透過率との対応関係を示す情報が、入出力特性情報に相当する。
【００４１】
入出力特性を求めるには、まずプロジェクター２により投射された測定用画像の基準のスクリーン上での輝度を測定する。測定用画像には、画像内で画素の階調値が均一である画像（ベタ画像）であって、モノクロ（白、グレイ、黒を含む）の画像を用いる。そして、基準のスクリーン上の測定用画像を撮像装置により撮像し、撮像画像の中の測定用画像の複数の位置における輝度を調べる。例えば、ｘｙｚ等色関数近似の分光感度を持つフィルターを用いて測定用画像を撮像し、撮像結果に対してマトリクス補正演算を行うことにより、基準のスクリーン上の複数の位置での輝度を示す値としてＸＹＺ三刺激値が得られる。複数のレベルの階調値に対して上記の測定を行い、階調値に対するＸＹＺ三刺激値の各成分をプロットすることにより、入出力特性が得られる。また、等色関数とは異なるＲＧＢフィルターを用いて撮像し、基準のスクリーン上の複数の位置での輝度を示す値としてＲＧＢの出力レベルを得ることも可能である。
【００４２】
図３は、階調値に対して入出力特性情報の算出方法を概念的に示す図である。図３には、グレイの階調値ＮＷに対するＸＹＺ三刺激値の各成分（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を示すグラフと、赤の階調値ＮＲに対する赤の出力レベルＬＲを示すグラフと、緑の階調値ＮＧに対する緑の出力レベルＬＧを示すグラフと、青の階調値ＮＢに対する青の出力レベルＬＢを示すグラフと、を図示している。各グラフの横軸は、８ビットの階調値、すなわち０から２５５までの整数を示す。図３のグラフの縦軸は、階調値が２５５の場合を１００％とした出力レベルを示している。出力レベルＦＸ（ＮＷ）、ＦＹ（ＮＷ）、ＦＺ（ＮＷ）は、それぞれＸＹＺ三刺激値のＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分を示している。
【００４３】
図３に示す例では、階調値が増加するにつれて、出力レベルは非線形的に単調増加している。グレイの各階調値に対するＸＹＺ三刺激値を変換行列Ｑの逆行列Ｑ−１により変換することにより、各基本色の出力レベルが得られる。例えばグレイの階調値がＫであるときの、各基本色の階調値はいずれもＫであるので、各基本色の階調値に対する各基本色の出力レベルが得られる。変換行列Ｑは、プロジェクターの特性により定まる行列である。
【００４４】
入出力特性情報は、例えば階調補正情報を算出するときに求められる。この場合には、得られた入出力特性情報を入出力特性記憶部３２に格納しておくとよい。入出力特性情報が、プロジェクター２の内部の記憶部等に予め格納されている場合には、この記憶部から入出力特性情報を読み出して入出力特性記憶部３２に格納しておくとよい。プロジェクター２の製造元等から電気通信回線等を用いて入出力特性情報を取得し、入出力特性記憶部３２に格納しておいてもよい。
【００４５】
スクリーン特性記憶部３３には、基準のスクリーンに関する第１のスクリーン特性情報と、投射対象のスクリーンＳＣに関する第２のスクリーン特性情報とが格納されている。基準のスクリーンは、階調補正処理に用いる階調補正情報を算出するときに用いるスクリーンと同じ特性のスクリーンである。スクリーン特性情報は、スクリーンに投射された光のうちでスクリーンを経た後にスクリーンの法線方向と角度θをなす方向に進行する角度成分の光について、各角度成分の光の輝度の基準値に対する比率を示すスクリーンゲインと角度θとの対応関係を示す情報である。
【００４６】
基準のスクリーンと同じ特性のスクリーンを用いて階調補正情報を算出するので、第１のスクリーン特性情報については予め入手可能である。第２のスクリーン特性情報については、投射対象のスクリーンとして使用予定のものを選択しておき、そのスクリーン特性情報を入手しておくことが可能である。また、複数の種類のスクリーンの各スクリーン特性情報をデータベースとしてスクリーン特性記憶部３３に格納しておき、例えばユーザーが操作パネル４を利用して投射対象のスクリーンを指定するようにしてもよい。この場合には、データベース上で指定されたスクリーンと関連付けられたスクリーン特性情報が、第２のスクリーン特性情報として読み出されるようにすればよい。
【００４７】
複数のスクリーンの各スクリーン特性情報を含んだデータベースから電気通信回線を通じて、各スクリーン特性情報を取得可能である場合には、画像処理装置３内にデータベースを格納しておく必要はない。この場合には、電気通信回線を通じて、スクリーン補正情報の算出に必要なスクリーン特性情報を取得し、取得したスクリーン特性情報をスクリーン特性記憶部３３に格納しておけばよい。
【００４８】
図４は、スクリーンゲインの定義を示す説明図、図５（ａ）〜図５（ｃ）は、スクリーン特性の例を示すグラフである。図４に示すようにスクリーンゲインＧは、下記の式（１）で表される。
Ｇ＝Ｙ（θ）／Ｙ’（θ） ・・・式（１）
【００４９】
式（１）中のＹ（θ）は、スクリーンの法線方向から投射された光のうちで、スクリーンを経てスクリーンの法線方向と角度θをなす方向に進行する角度成分の光の輝度である。式（１）中のＹ’（θ）は、完全拡散板の法線方向から投射された光のうちで、完全拡散板を経て完全拡散板の法線方向と角度θをなす方向に進行する角度成分の光の輝度である。完全拡散板は、酸化マグネシウムを焼き付けた純白板等である。図４では、反射散乱型のスクリーンについて図示しているが、透過散乱型のスクリーンについても同様にスクリーンゲインＧを定義することができる。以下の説明では、スクリーンゲインＧと角度θとの対応関係を関数Ｇ（θ）で表し、関数Ｇ（θ）をスクリーン特性と称す。
【００５０】
図５（ａ）に示す第１の例のスクリーン特性Ｇ１（θ）は、フロント投射用に使用される反射散乱型のスクリーンのスクリーンゲインＧを角度θに対してプロットしたものである。このスクリーンは、例えば白色塗料が塗布された生地の表面に、エンボス加工とツヤ消し処理を施したマット系スクリーンである。
【００５１】
図５（ｂ）に示す第２の例のスクリーン特性Ｇ２（θ）は、リア投射用に使用される透過散乱型のスクリーンのスクリーンゲインＧを角度θに対してプロットしたものである。
【００５２】
図５（ｃ）に示す第３の例のスクリーン特性Ｇ３（θ）は、フロント投射用に使用される反射散乱型のスクリーンのスクリーンゲインＧを角度θに対してプロットしたものである。このスクリーンは、例えば白色塗料が塗布された生地の表面に、超微粒のパール塗料を表面にコーティングしたパール系スクリーンである。
【００５３】
スクリーン上の画像の画素（以下、表示画素という場合がある）から視点の位置に向かう光の進行方向がスクリーンの法線方向となす角度（第２の角度）をθＶとすると、視点に入射する光の光量はスクリーン特性Ｇ（θ）のθにθＶを代入した値に対応関係がある。すなわち、第２の角度θＶに対するスクリーンゲインＧ（θＶ）が大きくなるほど視聴者には表示画素が明るく感じられることになる。図５（ａ）〜図５（ｃ）から分かるように、いずれのスクリーン特性においても角度θの変化に伴ってスクリーンゲインが変化している。ここで、視点の位置が固定であれば、第２の角度θＶが各表示画素の位置に応じて異なる。第２の角度θＶが各表示画素の位置ごとに異なると、これに対応してスクリーンゲインも各表示画素の位置ごとに異なるので、各表示画素の階調値が同じであっても視聴者が認識する画像に輝度ムラを生じることになる。
【００５４】
このような輝度ムラは、画像データに階調補正処理を施すことにより低減可能である。しかしながら、図５（ａ）〜図５（ｃ）のグラフから分かるようにスクリーンの種類に応じてスクリーン特性が異なるので、スクリーンの種類の変更前後で同じ階調補正処理を施すと、輝度ムラを減らす効果が低下し、端的には逆に輝度ムラを生じる一因になることもある。また、スクリーンに対するプロジェクターの位置や視点の位置が変化すると、位置の変化前と比較して第２の角度θＶが変化するので、スクリーンゲインＧ（θＶ）が変化することになる。この場合にも位置の変化前後で同じ階調補正処理を施すと、輝度ムラを減らす効果が低下してしまう。
【００５５】
図２の説明に戻り、スクリーン特性補正情報算出部３１は、表示条件の変更に伴って階調ムラを補正するのに必要な補正量が変化したときに、スクリーン特性補正情報を算出する。スクリーン特性補正情報は、階調補正処理での補正量の変化分を補償する補正量を示す情報である。
【００５６】
スクリーン特性補正情報算出部３１は、ユーザーが操作パネル４を用いて入力した装置位置情報および視点位置情報、入出力特性記憶部３２に格納されている入出力特性情報、スクリーン特性記憶部３３に格納されている第１のスクリーン特性情報および第２のスクリーン特性情報のうちでスクリーン特性補正情報の算出に必要な情報を取得して、これらの情報を用いてスクリーン特性補正情報を算出する。スクリーン特性補正情報の算出方法については後述する。
【００５７】
本実施形態では、スクリーン特性補正情報算出部３１が情報取得部を兼ねている。スクリーン特性補正情報算出部がロジック回路により構成されている場合には、各種記憶部から各種情報を読出してスクリーン特性補正情報算出部へ出力する読出回路が情報取得部に相当する。また、外部から各種情報のうちの１以上を取得する場合には、取得に用いる電気通信回路や各種入力デバイス（例えば、操作パネル４）も情報取得部に含まれる。
【００５８】
例えば、スクリーンの種類を変更し、基準のスクリーンと投射対象のスクリーンとでスクリーンに対するプロジェクターの位置および視点の位置を変更しない場合には、ユーザーに装置位置情報および視点位置情報の入力を要請することなく、第２のスクリーン情報を取得してスクリーン特性補正情報を算出する。スクリーンの種類を変更することなく、基準のスクリーンに対するプロジェクターの位置および視点の位置を変更する場合には、第２のスクリーン特性情報として第１のスクリーン特性情報を取得し、ユーザーに装置位置情報および視点位置情報の入力を要請して、取得した情報を用いてスクリーン特性補正情報を算出する。
【００５９】
スクリーン特性補正情報算出部３１は、算出したスクリーン特性補正情報をスクリーン特性補正情報記憶部３５に格納して更新する。本実施形態のスクリーン特性補正情報は、各画素用の補正情報が画素の座標と関連付けられたテーブルデータである。各画素用の補正情報は、赤成分用の補正量ＷＳＲｉｊ、緑成分用の補正量ＷＳＧｉｊ、および青成分用の補正量ＷＳＢｉｊを含んでいる。
【００６０】
スクリーン特性補正処理部３４は、コンテンツ画像を示す画像データを例えば信号源５から受け取る。スクリーン特性補正処理部３４は、スクリーン特性補正情報を参照して、画像データにスクリーン特性補正処理を施す。スクリーン特性補正処理部３４は、スクリーン特性補正処理後の画像データを階調補正処理部３６へ出力する。
【００６１】
階調補正情報記憶部３７には、階調補正情報が格納されている。階調補正情報は、基準のスクリーン上での各表示画素の輝度を、画像データに規定された階調値に相当する輝度に近づけるように画像データが示す階調値を補正するときの各階調値の補正量を示す情報である。階調補正情報は、スクリーン特性補正情報と同様の形式になっている。階調補正情報は、各画素用の補正情報が画素の座標と関連付けられたテーブルデータである。各画素用の補正情報は、赤成分用の補正量ＷＵＲｉｊ、緑成分用の補正量ＷＵＧｉｊ、および青成分用の補正量ＷＵＢｉｊを含んでいる。
【００６２】
なお、スクリーン特性補正情報は、全ての画素に関する各画素用の補正情報を含んでいるのではなく、一部の画素に関する各画素用の補正情報を含んでいてもよい。例えば、画素配列においてとびとびの画素に関する各画素用の補正情報を含んでいてもよいし、２以上の画素からなる領域で共通の各画素用の補正情報を含んでいてもよい。この場合に、直接的に補正情報が設定されていない画素に対しては、他の画素用の補正情報を用いた補間演算等により、間接的に補正情報を設定することができる。階調補正情報についても同様に、一部の画素に対して各画素用の補正情報を含んでいればよい。
【００６３】
図６は、階調補正情報の算出方法の説明に用いる変数の説明図、図７は、階調補正情報の算出方法の第１の例を示す説明図である。
図６中の符号ＳＣ１は基準のスクリーンを示し、符号Ａはプロジェクター２による基準のスクリーン上での投射領域を示す。符号Ｐｉｊは、画像データが示す画素配列にて座標（ｉ，ｊ）に配置された画素を示し、符号Ｐｃは、投射領域Ａの中心位置を示す。
【００６４】
階調補正情報を算出するには、まずプロジェクター２により投射された基準のスクリーンＳＣ１上での測定用画像について、複数の位置（１以上の表示画素を含む領域）での輝度を測定する。輝度の測定は、入出力特性を求めるときと同様の手法により行うことができる。例えば、測定用画像としては、画像内で画素の階調値が均一である画像を用いる。そして、基準のスクリーンＳＣ１上の測定用画像を撮像装置により撮像し、撮像画像の中の測定用画像の画素Ｐｉｊにおける輝度を検出する。例えば、ｘｙｚ等色関数近似の分光感度を持つフィルターを用いて測定用画像を撮像し、撮像結果に対してマトリクス補正演算を行うことにより、基準のスクリーンＳＣ１上の各表示画素での輝度を示す値としてＸＹＺ三刺激値（Ｘｉｊ，Ｙｉｊ，Ｚｉｊ）が得られる。
なお、入出力特性情報を求めるときと同様に、等色関数とは異なるＲＧＢフィルターを用いて撮像し、基準のスクリーン上の各表示画素での輝度を示す値としてＲＧＢの出力レベルを得ることも可能である。
【００６５】
次いで、補正後のＸＹＺ三刺激値の目標値（ＸＴ，ＹＴ，ＺＴ）を設定する。各表示画素でのＸＹＺ三刺激値の各成分の比（Ｘｉｊ：Ｙｉｊ：Ｚｉｊ）が基準のスクリーンＳＣ１上で均一になっていない場合には、階調ムラを生じていることになる。階調ムラを補正するには、補正後のＸＹＺ三刺激値（Ｘ’ｉｊ，Ｙ’ｉｊ，Ｚ’ｉｊ）が下記の式（２）を満たすように補正量を設定すればよい。
Ｘ’ｉｊ：Ｙ’ｉｊ：Ｚ’ｉｊ＝ＸＴ：ＹＴ：ＺＴ ・・・式（２）
なお、式（２）中の（Ｘ’ｉｊ，Ｙ’ｉｊ，Ｚ’ｉｊ）は、各表示画素でのＸＹＺ三刺激値の補正量を（ΔＸｉｊ，ΔＹｉｊ，ΔＺｉｊ）としたときに、Ｘ’ｉｊ＝Ｘｉｊ＋ΔＸｉｊ、Ｙ’ｉｊ＝Ｘｉｊ＋ΔＸｉｊ、Ｚ’ｉｊ＝Ｘｉｊ＋ΔＸｉｊ、で表される値である。
【００６６】
ＸＹＺ三刺激値の比（Ｘｉｊ：Ｙｉｊ：Ｚｉｊ）を選択する方針としては、例えばＸＹＺ三刺激値の各成分を基準のスクリーン上の複数の位置で平均化した値の比を用いる方針や、スクリーン上の中心位置ＰｃでのＸＹＺ三刺激値の各成分の比を用いる方針等、各種の方針が考えられる。ここでは、後者の方針を採用し、また階調値が最大である場合にも補正可能にする観点で、表示画素のＸＹＺ三刺激値の最小値を（ＸＭＩＮ，ＹＭＩＮ，ＺＭＩＮ）としたときに、下記の式（３）に示すＸＹＺ三刺激値の３成分に関する大小関係をいずれも満たすように目標値（ＸＴ，ＹＴ，ＺＴ）を設定する。
ＸＴ＜ＸＭＩＮ，ＹＴ＜ＹＭＩＮ，ＺＴ＜ＺＭＩＮ ・・・式（３）
【００６７】
次いで、ＸＹＺ三刺激値（Ｘｉｊ，Ｙｉｊ，Ｚｉｊ）および目標値（ＸＴ，ＹＴ，ＺＴ）を上記の変換行列Ｑを用いて赤の出力レベルＬＲ、緑の出力レベルＬＧ、青の出力レベルＬＢに変換する。グレイの画像の階調値ＮＷがＫであるとすると、このグレイの画像の赤の階調値ＮＲ、緑の階調値ＮＧ、青の階調値ＮＢはいずれもＫであるので、例えば赤の各階調値ＮＲに対する赤の各出力レベルＬＲが求まる。
【００６８】
階調補正情報を構成する各基本色の階調値の補正量の算出方法は、いずれの基本色についても同様である。以下、赤の階調値ＮＲの補正量の算出方法について説明する。図７中の符号ＬＲｉｊ（ＮＲ）は、画素Ｐｉｊにおける赤の階調値ＮＲに対する赤の出力レベルを示す。図７中の符号ＬＲＴ（ＮＲ）は、中心位置Ｐｃにおける赤の階調値ＮＲに対する赤の出力レベルＬＲＴを示す。赤の階調値がＮＲｉｊであるときに、画素Ｐｉｊでの赤の出力レベルがＬＲ（Ｐｉｊ）であり、中心位置Ｐｃでの赤の出力レベルがＬＲ（Ｐｃ）であるとする。
【００６９】
画素Ｐｉｊにおける赤の階調値ＮＲｉｊに対する補正量ＷＵＲｉｊを求めるには、中心位置Ｐｃでの赤の階調値ＮＲｉｊに対する赤の出力レベルＬＲ（Ｐｃ）を求める。そして、画素Ｐｉｊでの出力レベルＬＲｉｊ（ＮＲ）にて出力レベルがＬＲ（Ｐｃ）となるＮＲを探索し、該当するＮＲを補正後の赤の階調値ＮＲ’ｉｊとする。すなわち、ＬＲ（ＮＲ’ｉｊ）＝ＬＲＴ（ＮＲｉｊ）を満たすＮＲ’ｉｊを求める。そして、ＮＲｉｊとＮＲ’ｉｊの差分を求めることにより、補正量（ＷＵＲｉｊ＝ＮＲ’ｉｊ−ＮＲｉｊ）が得られる。
【００７０】
画素Ｐｉｊへ入力される赤の階調値がＮＲｉｊである場合に、この階調値に補正量ＷＵＲｉｊを加算すると、補正後の赤の階調値がＮＲ’ｉｊとなる。画素Ｐｉｊに赤の階調値ＮＲ’ｉｊが入力されたときの赤の出力レベルがＬＲ（Ｐｃ）になるので、画素Ｐｉｊでの赤の出力レベルが中心位置Ｐｃでの出力レベルに近づくように階調値が補正される。
【００７１】
同様にして、各画素Ｐｉｊについて赤の階調値ＮＲの複数のレベルで補正量ＷＵＲｉｊを求め、必要に応じて複数のレベルの間のレベル用の補正量ＷＵＲｉｊを求める補間演算を行うことにより、赤の補正情報を示すデータテーブルが得られる。同様にして、緑の補正情報を示すデータテーブル、および青の補正情報を示すデータテーブルを求めることにより、階調補正情報が得られる。
【００７２】
なお、階調補正処理部３６が補正前の画像データの階調値を増幅する乗算回路で構成されている場合には、乗算回路の乗算係数が、階調補正情報の階調値の補正量として設定される。また、各色用の画像形成素子に対応した入出力特性データを利用するのではなく、モノクロの階調画像データに対する光の出力特性、すなわち、３つの画像形成素子によって合成された光の入出力特性を示す１つの入出力特性データを、各色において共通に利用するようにしてもよい。
【００７３】
次に、図８〜図１２を参照しつつ本発明に係る画像処理方法、スクリーン特性補正情報の算出方法、およびスクリーン特性補正処理について説明する。図８は、本発明に係る画像処理方法の処理フローの例を示すフローチャート、図９は、スクリーン特性補正情報を算出するステップにおける処理フローの例を示すフローチャートである。
【００７４】
図８に示すように、階調ムラを減らすべく画像データを補正するには、スクリーン特性補正情報を算出する（ステップＳ１）。次いで、ステップＳ１で得られたスクリーン特性補正情報を用いて、画像データにスクリーン特性補正処理を施す（ステップＳ２）。次いで、スクリーン特性補正処理後の画像データに対して、階調補正情報を用いて階調補正処理を施す（ステップＳ３）。
【００７５】
階調補正処理後の画像データに基づいてプロジェクター２により投射対象のスクリーンＳＣ上に画像を投射させると、表示条件を変更した場合でも階調ムラが高精度に補正された画像が表示される。なお、階調補正情報およびスクリーン特性補正情報のいずれにおいても補正量が階調値に対する加算量または減算量として設定されている場合、若しくは階調補正情報およびスクリーン特性補正情報のいずれにおいても補正量が階調値に対する乗算量または除算量として設定されている場合には、画像データに対して階調補正処理を施した後に、スクリーン特性補正処理を施した場合でも同様の効果が得られる。
【００７６】
上記の画像処理方法は、例えばスクリーン特性補正情報算出部３１にスクリーン特性補正情報を算出させ、スクリーン特性補正処理部３４にスクリーン特性補正処理を実行させ、階調補正処理部３６に階調補正処理を実行させることにより実現可能である。また、ステップＳ１〜Ｓ３の処理をコンピューターに行わせるプログラムを用いて、上記の画像処理方法を実現することも可能である。また、ステップＳ１〜Ｓ３の処理のうちで少なくともステップＳ１の処理をコンピューターに行わせるプログラムを用いることにより、本発明に係る画像処理装置の機能を実現することができる。
【００７７】
図９に示すように、スクリーン特性補正情報を算出するには、まず位置情報（装置位置情報、視点位置情報）、入出力特性情報、および第１、第２のスクリーン特性情報を取得する（ステップＳ１１）。例えば、ユーザーが操作パネル４を利用して入力した装置位置情報および視点位置情報を、スクリーン特性補正情報算出部３１が取得する。また、入出力特性記憶部３２に格納されている入出力特性情報を、スクリーン特性補正情報算出部３１が入出力特性記憶部３２から読み出して取得する。また、スクリーン特性記憶部３３に格納されている第１、第２のスクリーン特性情報を、スクリーン特性補正情報算出部３１がスクリーン特性記憶部３３から読み出して取得する。
【００７８】
次いで、スクリーン特性補正情報算出部３１は、装置位置情報、視点位置情報、および第１、第２のスクリーン特性情報を用いて、投射対象のスクリーンＳＣ上での各表示画素の位置でのスクリーンゲインＧの比率を算出する。
【００７９】
図１０は、リア投射型の画像表示システムでの各種要素の位置関係を示す図である。図１０では、スクリーンに対する法線方向とスクリーン上での水平方向とに略平行な平面であって、スクリーン上の投射領域Ａの中心位置Ｐｃを含んだ平面内での各種要素の位置関係を図示している。図１０中の符号ａは、プロジェクター２の投射位置から投射対象のスクリーンＳＣまでの距離（投射距離）を示し、符号ｂは、視点から投射対象のスクリーンＳＣまでの距離（視距離）を示す。投射距離ａは、装置位置情報から求まり、視距離ｂは、視点位置情報から求まる。
【００８０】
図１０中の符号θＰは、プロジェクター２から投射対象のスクリーンＳＣ上の画素Ｐｉｊに向かう角度成分の光の進行方向が、投射対象のスクリーンＳＣの法線方向となす角度（第１の角度）を示す。図１０中の符号θＶは、投射対象のスクリーンＳＣ上の画素Ｐｉｊから視点の位置に向かう角度成分の光の進行方向が、投射対象のスクリーンＳＣの法線方向となす角度（第２の角度）を示す。図１０中のｉ＝０は、水平方向における投射領域Ａの一端の位置を示し、ｉ＝Ｎは水平方向における投射領域Ａの他端の位置を示す。図１０中の符号Ｈは、水平方向の投射領域Ａの一端から他端までの距離（水平距離）、すなわち水平方向の投射領域Ａのサイズを示す。水平距離Ｈは、投射距離ａ、プロジェクター２の投射光学系２６の投射倍率により求まる。
【００８１】
以上のような条件下で、投射領域Ａの中心位置Ｐｃから各画素Ｐｉｊまでの距離ｄは、下記の式（４）で表される。また、第１の角度θＰは下記の式（５）で表され、第２の角度θＶは下記の式（６）で表される。式（４）中のＶは、垂直方向の投射領域Ａの一端から他端までの距離（垂直距離）、すなわち垂直方向の投射領域Ａのサイズを示す。垂直距離Ｖは、水平距離Ｈと同様に、投射距離ａ、プロジェクター２の投射光学系２６の投射倍率により求まる。式（４）中のＮは、水平方向に相当するｉ方向の画素数を示し、Ｍは垂直方向に相当するｊ方向の画素数を示す。
【００８２】
【数１】
【００８３】
図１１は、フロント投射型の画像表示システムでの各種要素の位置関係を示す図である。図１１に示すように、フロント投射型の画像表示システムにおいてもリア投射型の画像表示システムと同様に、第１の角度θＰおよび第２の角度θＶが定義される。フロント投射型の画像表示システムにおいても、第１の角度θＰは上記の式（５）で表され、第２の角度θＶは上記の式（６）で表される。
【００８４】
なお、図１０、図１１では視点が、プロジェクター２と投射対象のスクリーンＳＣの法線方向に並んでいる例を図示しているが、視点の位置は、プロジェクター２の投射位置と独立して設定可能である。例えば、プロジェクター２が垂直方向の仰角や俯角、水平方向の煽り角をもって投射対象のスクリーンに投射する表示条件や、視聴者が投射対象のスクリーンＳＣの法線方向と交差する方向から視聴する表示条件であっても、第１の角度θＰおよび第２の角度θＶを幾何学的に求めることができる。
【００８５】
ここでは、基準のスクリーンのスクリーン特性をＧＡ（θ）とし、投射対象のスクリーンのスクリーン特性をＧＢ（θ）とする。スクリーン特性ＧＡ（θ）は、第１のスクリーン特性情報に規定され、スクリーン特性ＧＢ（θ）は、第２のスクリーン特性情報に規定される。投射対象のスクリーンＳＣ上での各表示画素の位置でのスクリーンゲインの比率をαｉｊとすると、比率αｉｊは下記の式（７）で表される。
αｉｊ＝ＧＢ（θＶ）／ＧＡ（θＰ） ・・・式（７）
【００８６】
比率αｉｊは、表示条件の変更に伴う各表示画素でのスクリーンゲインの変化率を示すデータである。式（７）中の第１の角度θＰ、第２の角度θＶは、式（４）〜式（６）からわかるように、画素Ｐｉｊの座標（ｉ，ｊ）の関数である。すなわち、画素Ｐｉｊの座標を式（４）〜式（７）に順次代入することにより、各表示画素での比率αｉｊが求まる。
【００８７】
図９の説明に戻り、視点の位置から見た各表示画素の位置での輝度が、表示条件の変更前に対して比率αｉｊの倍率で増幅または減衰しているものとして、投射対象のスクリーンＳＣ上の各表示画素での推定輝度を算出する（ステップＳ１３）。グレイの各階調値ＮＷに対する推定輝度のＸＹＺ三刺激値（推定ＸＹＺ三刺激値）を（ＸＥ，ＹＥ，ＺＥ）とすると、（ＸＥ，ＹＥ，ＺＥ）は下記の式（８）〜式（１０）で表される。
ＸＥ＝Ｘ×α＝ＦＸ（ＮＷ）×α ・・・（８）
ＹＥ＝Ｙ×α＝ＦＹ（ＮＷ）×α ・・・（９）
ＺＥ＝Ｚ×α＝ＦＺ（ＮＷ）×α ・・・（１０）
【００８８】
次いで、スクリーン特性補正情報算出部３１は、推定輝度を基準輝度に補正するときの階調値の補正量をスクリーン特性補正情報として算出する（ステップＳ１４）。スクリーン特性補正情報を構成する各基本色の階調値の補正量の算出方法は、いずれの基本色についても同様である。以下、スクリーン特性補正情報について、赤の階調値ＮＲの補正量の算出方法について説明する。
【００８９】
図１２は、スクリーン特性補正情報の算出方法の一例を示す説明図である。
図１２では推定ＸＹＺ三刺激値のうちのＹ成分ＹＥおよびＺ成分ＺＥの図示を省略しているが、グレイの各階調値ＮＷに対する推定ＸＹＺ三刺激値（ＸＥ，ＹＥ，ＺＥ）はステップＳ１３で算出されている。スクリーン特性補正情報算出部３１は、グレイの各階調値に対するＸＹＺ三刺激値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を、変換行列Ｑを用いてＲＧＢの出力レベル（ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ）に変換する。また、スクリーン特性補正情報算出部３１は、グレイの各階調値に対する推定ＸＹＺ三刺激値（ＸＥ，ＹＥ，ＺＥ）を、変換行列Ｑを用いてＲＧＢの推定出力レベル（ＬＲＥ，ＬＧＥ，ＬＢＥ）に変換する。
【００９０】
赤の階調値ＮＲｉｊに対する補正量ＷＳＲｉｊを求めるには、赤の階調値ＮＲｉｊに対する標準輝度すなわち表示条件を変更する前の赤の出力レベルＬＲを求める。そして、推定出力レベルＬＲＥにて出力レベルがＬＲと同じになる補正後の赤の階調値ＣＮＲｉｊを求める。すなわち、赤の階調値ＮＲｉｊに対して、ＦＲ（ＮＲｉｊ）＝ＦＲＥ（ＣＮＲｉｊ）を満たすような補正後の赤の階調値ＣＮＲｉｊを求める。そして、ＮＲｉｊとＣＮＲｉｊの差分を求めることにより、補正量（ＷＳＲｉｊ＝ＣＮＲｉｊ−ＮＲｉｊ）が得られる。
【００９１】
画素Ｐｉｊへ入力される赤の階調値がＮＲｉｊである場合に、この階調値に補正量ＷＳＲｉｊを加算すると、補正後の赤の階調値がＣＮＲｉｊとなる。画素Ｐｉｊに赤の階調値ＣＮＲｉｊが入力されたときの赤の出力レベルがＬＲになるので、表示条件の変更後の赤の出力レベルが表示条件の変更前の赤の出力レベルに近づくように階調値が補正される。
【００９２】
同様にして、各画素での赤の階調値ＮＲの複数のレベルについて補正量ＷＳＲｉｊを求め、必要に応じて複数のレベルの間のレベル用の補正量ＷＳＲｉｊを求める補間演算を行うことにより、赤の補正情報を示すデータテーブルが得られる。同様にして、緑の補正情報を示すデータテーブル、および青の補正情報を示すデータテーブルを求めることにより、スクリーン特性補正情報が得られる。
【００９３】
なお、スクリーン特性補正処理部３１が補正前の画像データの階調値を増幅する乗算回路で構成されている場合には、乗算回路の乗算係数が、スクリーン特性補正情報の階調値の補正量として設定される。また、各色用の画像形成素子に対応した入出力特性データを利用するのではなく、モノクロの階調画像データに対する光の出力特性、すなわち、３つの画像形成素子によって合成された光の入出力特性を示す１つの入出力特性データを、各色において共通に利用するようにしてもよい。
【００９４】
第１実施形態の画像処理装置３において、スクリーン特性補正情報算出部３１は、装置位置情報、視点位置情報、第１、第２のスクリーン特性情報を用いてスクリーン特性補正情報を算出する。したがって、投射対象のスクリーンＳＣに対するプロジェクター２の位置や視点の位置、投射対象のスクリーンＳ１の種類等の表示条件の変更に伴う階調値の補正量の変化分をスクリーン特性補正情報が示す補正量により補償することができる。よって、表示条件を変更したときに、表示条件に整合した測定条件でプロジェクター２から投射された光の投射対象のスクリーンＳＣ上での輝度を測定しなくとも、表示条件に応じて階調値が補正された画像データを得ることが可能になる。
【００９５】
第１実施形態の画像表示システム１にあっては、表示条件の変更に応じて階調ムラの補正を効率的に行うことができるので、コンテンツ画像の表示品質を高めることや、画像表示システムの利便性を高めることができる。また、ユーザーが入力した装置位置情報および視点位置情報を用いてスクリーン特性補正情報を算出することが可能になり、簡便に階調ムラの補正を行うことが可能になる。
【００９６】
第１実施形態の画像処理方法にあっては、表示条件を変更するときに、表示条件に整合した測定条件でプロジェクター２から投射された光の投射対象のスクリーンＳＣ上での輝度を測定しなくとも、表示条件に応じて階調値が補正された画像データを得ることが可能になる。よって、表示条件の変更に応じた階調ムラの補正を効率的に行うことが可能になる。
【００９７】
［第２実施形態］
次に、図１３を参照しつつ第２実施形態の画像表示システムについて説明する。図１３は、第２実施形態の画像表示システムの概略構成を示す模式図である。
図１３に示す画像表示システム１Ｂは、プロジェクター２、画像処理装置３、および測定装置４Ｂを備えている。第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、操作パネル４に代えて測定装置４Ｂが設けられている点である。
【００９８】
測定装置４Ｂは、例えばユーザーからの要請により、投射対象のスクリーンＳＣに対する視点の位置、および投射対象のスクリーンＳＣに対するプロジェクター２の投射位置を測定する。画像処理装置３のスクリーン情報補正情報算出部３１は、測定装置４Ｂの測定結果を元に装置位置情報および視点位置情報を取得し、スクリーン情報補正情報を算出する。
【００９９】
測定装置４Ｂは、例えばＣＣＤカメラ等の撮像部、および演算部により構成される。撮像部は、プロジェクター本体から離れた位置に設けられて、例えば投射対象のスクリーンＳＣ、プロジェクター２、および視聴者を俯瞰的に撮像する。演算部は、撮像部による撮像画像にパターン認証などの処理を施して、投射対象のスクリーンＳＣの位置、プロジェクター２の位置、および視聴者の位置を検出する。演算部は、撮像部の設置位置を加味して、投射対象のスクリーンＳＣに対するプロジェクター２の投射位置、および投射対象のスクリーンＳＣに対する視点の位置を算出する。なお、超音波や電波等を用いた距離センサーにより投射距離や視距離を測定する手法や、赤外線を用いた温度センサーにより視聴者の位置を検出する手法を適用することも可能である。
【０１００】
また、測定装置の他の例としては、発光部、受光部、および演算部により構成される装置が挙げられる。発光部は、視聴者が直接的に操作することにより赤外光等の光を発するものであり、例えばプロジェクター２を操作するためのリモコン等に併設される。受光部は、例えばプロジェクター本体に設けられ、発光部から発せられた光を受けて、この光の強度やこの光が発せられた方向を検出し、検出結果を演算部へ出力する。この検出結果に基づいて、測定装置の演算部は、プロジェクター本体と視聴者との距離を算出し、プロジェクター本体と投射対象のスクリーンＳＣの位置との間の距離（投射距離）を加味して、視聴者と投射対象のスクリーンＳＣの位置との間の距離（視距離）を算出する。投射距離を簡易に得るには、投射距離に代えてプロジェクター２の焦点距離を取得すればよい。
【０１０１】
第２実施形態の画像表示システム１Ｂにあっては、第１実施形態と同様に、画像の表示品質を高めることや、画像表示システムの利便性を高めることができる。また、測定装置４Ｂによる測定結果に基づいてスクリーン特性補正情報を算出することが可能になり、ユーザーの負担を減らしつつ、プロジェクター２の位置や視点の位置の変更に伴うスクリーン特性補正情報の算出を効率的に行うことが可能になる。
【０１０２】
［第３実施形態］
次に、図１４を参照しつつ第３実施形態の画像表示システムについて説明する。図１４は、第３実施形態の画像表示システムの概略構成を示す模式図である。
図１４に示す画像表示システム１Ｃは、画像処理装置としての画像処理部３Ｃ、および操作パネル４Ｃが実装されたプロジェクター２Ｃにより構成されている。
【０１０３】
画像処理部３Ｃは、例えば信号源５から画像データを受け取る。画像処理部３Ｃは、この画像データにスクリーン特性補正処理や階調補正処理、その他のガンマ補正処理等の各種画像処理を施す。画像処理部３Ｃは処理後の画像データを画像形成素子２２〜２４へ入力する。
【０１０４】
操作パネル４Ｃは、ユーザーからスクリーン特性補正情報の算出の要請の入力や、装置位置情報および視点位置情報の入力を受け付ける。また、ユーザーは、操作パネル４Ｃを利用してプロジェクター２Ｃの動作モードの切り替えや、オンオフを制御することが可能になっている。
【０１０５】
第３実施形態の画像表示システム１Ｃにあっては、第１実施形態と同様に、画像の表示品質を高めることや、画像表示システムの利便性を高めることができる。また、および操作パネル４Ｃがプロジェクター２Ｃの一部として設けられているので、使い勝手のよい画像表示システム（プロジェクター２Ｃ）になる。また、画像処理部３Ｃや操作パネル４Ｃに通常のプロジェクターでの処理や機能を持たせることができるので、装置構成をシンプルにすることができる。
【０１０６】
［第４実施形態］
次に、図１５を参照しつつ第４実施形態の画像表示システムについて説明する。図１５は、第４実施形態の画像表示システムの概略構成を示す模式図である。
図１５に示す画像表示システム１Ｄは、プロジェクター２、画像処理装置３Ｄ、および操作パネル４を備えている。
【０１０７】
画像処理装置３Ｄは、スクリーン特性補正情報算出部３１Ｄ、入出力特性記憶部３２、スクリーン特性記憶部３３、階調補正情報記憶部３４Ｄ、スクリーン特性補正情報記憶部３５Ｄ、およびスクリーン特性補正処理部３６Ｄを含んでいる。
【０１０８】
スクリーン特性補正情報算出部３１Ｄは、表示条件の変更に伴う階調値の補正量として、第１実施形態で説明した赤成分用の補正量ＷＳＲｉｊ、緑成分用の補正量ＷＳＧｉｊ、および青成分用の補正量ＷＳＢｉｊを算出する。スクリーン特性補正情報算出部３１Ｄは、階調補正情報記憶部３４Ｄから階調補正情報として、赤成分用の補正量ＷＵＲｉｊ、緑成分用の補正量ＷＵＧｉｊ、および青成分用の補正量ＷＵＢｉｊを読み出す。スクリーン特性補正情報算出部３１Ｄは、表示条件の変更に伴う各基本色の階調値の補正量を、階調補正情報が示す各基本色の階調値の補正量に加算した補正総量をスクリーン特性補正情報としてスクリーン特性補正情報記憶部３５Ｄに格納する。補正総量（ＷＲｉｊ，ＷＧｉｊ，ＷＢｉｊ）は、下記の式（１１）〜式（１３）の式で表される。
ＷＲｉｊ＝ＷＳＲｉｊ＋ＷＵＲｉｊ ・・・式（１１）
ＷＧｉｊ＝ＷＳＧｉｊ＋ＷＵＧｉｊ ・・・式（１２）
ＷＢｉｊ＝ＷＳＢｉｊ＋ＷＵＢｉｊ ・・・式（１３）
【０１０９】
スクリーン特性補正処理部３６Ｄは、スクリーン特性補正情報記憶部３５Ｄからスクリーン特性補正情報を読み出し、例えば信号源５から出力された画像データにスクリーン特性補正処理を施す。スクリーン特性補正処理部３６Ｄは、スクリーン特性補正処理後の画像データをプロジェクター２へ入力し、この画像データに基づいてプロジェクター２は画像を投射する。階調補正情報が示す各基本色の補正量がスクリーン特性補正情報に加味されているので、スクリーン特性補正処理を施すことにより第１実施形態で説明した階調補正処理も合わせて施したことになる。
【０１１０】
第４実施形態の画像表示システム１Ｄにあっては、第１実施形態と同様に、画像の表示品質を高めることや、画像表示システム１Ｄの利便性を高めることができる。また、実質的に階調補正処理を兼ねたスクリーン特性補正処理を行うことができ、スクリーン特性補正処理とは別に階調補正処理を行う場合と比較して、処理に要する負荷を減らすことができる。
【０１１１】
［第５実施形態］
次に、図１６を参照しつつ第５実施形態の画像表示システムについて説明する。図１６は、第５実施形態の画像表示システムの概略構成を示す模式図である。
図１６に示す画像表示システム１Ｅは、プロジェクター２Ｅおよび画像処理装置３Ｅを備えている。プロジェクター２Ｅは、第１実施形態で説明した光源２０、色分離光学系２１、画像形成素子２２〜２４、色合成素子２５、投射光学系２６に加えて、階調補正処理部２７Ｅおよび階調補正情報記憶部２８Ｅを含んでいる。階調補正情報記憶部２８Ｅには、第１実施形態で説明した階調補正情報が格納されている。階調補正処理部２７Ｅは、階調補正情報記憶部２８Ｅから階調補正情報を読み出し、画像処理装置３Ｅにより処理された画像データに階調補正情報を用いて階調補正処理を施す。プロジェクター２Ｅは、階調補正処理後の画像データに基づいて投射画像を投射対象のスクリーンＳＣに投射する。
【０１１２】
画像処理装置３Ｅは、処理部３１Ｅおよび記憶部３２Ｅを含んだコンピューターにより構成されている。記憶部３２Ｅには、各種処理をコンピューターに実行させるプログラムが格納されており、このプログラムを利用して本発明に係る画像処理装置の機能が実現されている。このコンピューターには、表示パネル３４Ｅ、および入力デバイス３５Ｅが接続されている。処理部３１Ｅは、ＣＰＵ等により構成されており、第１実施形態で説明したスクリーン特性補正情報算出部およびスクリーン特性補正処理部として機能する。記憶部３２Ｅは、メモリーやハードディスク等により構成される。
【０１１３】
処理部３１Ｅは、図示略の入出力ポートおよび電気通信回路等を介して、外部のスクリーン特性データベース６と接続されている。スクリーン特性データベース６には、複数の種類のスクリーンの各々に関するスクリーン特性情報が格納されている。ユーザーは、入力デバイスを利用して処理部３１Ｅに指令を送り、スクリーン特性データベース６にアクセスして、処理部３１Ｅに複数のスクリーン特性情報を外部のデータベースから取得させることが可能になっている。処理部３１Ｅは、取得したスクリーン特性情報を記憶部３２Ｅに格納する。
【０１１４】
処理部３１Ｅは、ユーザーから装置位置情報や視点位置情報の入力を受け付けるときに、ユーザー向けの情報を表示パネル３３Ｅに表示する。ユーザーは、表示パネルに表示された情報を参照しつつ、入力デバイス３４Ｅを利用して装置位置情報や視点位置情報を入力する。処理部３１Ｅは、ユーザーが入力した装置位置情報や視点位置情報を取得して記憶部３２Ｅに格納する。
【０１１５】
記憶部３２Ｅには、位置情報、入出力特性情報、スクリーン特性情報の他に、例えばコンテンツ画像を示す画像データが格納される。画像データは、例えば電気通信回路を介してダウンロードされたものや、図示略のビデオキャプチャーボード等を介して外部から入力されたものである。
【０１１６】
処理部３１Ｅは、スクリーン特性補正情報を算出するときに、記憶部３２Ｅに格納されているスクリーン特性情報に対応するスクリーンの種類を、例えば型番の一覧表として表示パネルに表示する。ユーザーは、表示パネルに表示されている一覧表から、投射対象のスクリーンの型番を指定する。例えば、一覧表に投射対象のスクリーンが含まれていない場合には、上述したようにスクリーン特性データベース６から対象となるスクリーン特性情報を取得可能になっている。
【０１１７】
処理部３１Ｅは、第１のスクリーン特性情報と、ユーザーが指定した投射対象のスクリーンＳＣのスクリーン特性を示す第２のスクリーン特性情報とを記憶部３２Ｅから読み出す。処理部３１Ｅは、ユーザーが入力した装置位置情報や視点位置情報を記憶部３２Ｅから読み出す。処理部３１Ｅは、記憶部３２に格納されている入出力特性情報を読み出す。
【０１１８】
処理部３１Ｅは、装置位置情報、視点位置情報、入出力特性情報、および第１、第２のスクリーン特性情報を用いてスクリーン特性補正情報を算出し、算出したスクリーン特性補正情報を記憶部３２Ｅに格納する。処理部３１Ｅは、記憶部３２Ｅからスクリーン特性補正情報を読み出し、スクリーン特性補正情報を用いて画像データにスクリーン特性補正処理を施す。処理部３１Ｅは、スクリーン特性補正処理後の画像データをプロジェクター２Ｅへ出力する。
【０１１９】
第５実施形態の画像表示システム１Ｅにあっては、第１実施形態と同様に、画像の表示品質を高めることや、画像表示システム１Ｅの利便性を高めることができる。また、コンピューターを利用してスクリーン補正情報算出処理およびスクリーン補正処理を実行させるので、専用のロジック回路を用いる必要が低くなる。例えば、汎用のコンピューターに上記のプログラムを実装することにより画像処理装置の機能を実現可能になるので、階調ムラを減らしつつ手軽に表示条件を変更することが可能になり、画像表示システムの１Ｅ利便性が高くなる。
【符号の説明】
【０１２０】
１、１Ｂ〜１Ｅ・・・画像表示システム、２、２Ｃ、２Ｅ・・・プロジェクター、
３、３Ｄ、３Ｅ・・・画像処理装置、３Ｃ・・・画像処理部（画像処理装置）、
４、４Ｃ・・・操作パネル（位置情報入力装置）、４Ｂ・・・測定装置、５・・・信号源、
２０・・・光源、２１・・・色分離光学系、２２〜２４・・・画像形成素子、
２５・・・色合成素子、２６・・・投射光学系、２７Ｅ・・・階調補正処理部、
２８Ｅ・・・階調補正情報記憶部、３１、３１Ｄ・・・スクリーン特性補正情報算出部、
３１Ｅ・・・処理部（スクリーン特性補正情報算出部、スクリーン特性補正処理部）、
３２・・・入出力特性記憶部、３２Ｅ・・・記憶部、
３３・・・スクリーン特性記憶部、３４、３６Ｄ・・・スクリーン特性補正処理部、
３４Ｄ・・・階調補正情報記憶部、３４Ｅ・・・入力デバイス（位置情報入力装置）、
３５、３５Ｄ・・・スクリーン特性補正情報記憶部、３６・・・階調補正処理部、
３７・・・階調補正情報記憶部、
ＳＣ・・・投射対象のスクリーン、ＳＣ１・・・基準のスクリーン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像表示システム、画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、画像表示装置の１つとしてプロジェクターが知られている。プロジェクターは、設置が容易であることや、大画面の画像を表示可能であること等の特長を有している。プロジェクターにより投射されたスクリーン上の画像に、色ムラや輝度ムラ（以下、階調ムラと総称する）が発生することがある。階調ムラの発生は、スクリーン上に表示された各画像と視点との相対位置が画素ごとに異なることや、プロジェクター内の光学系が収差を有していること、スクリーンにたわみ等の局所的な歪を生じていること等に起因している。
【０００３】
階調ムラを減らすことが可能な技術として、特許文献１に開示されている技術が挙げられる。特許文献１の画像表示装置は、画像補正部、データ格納部、および画像形成部を備えている。画像補正部は、データ格納部に格納されている補正データに基づいて、入力された画像データを補正する。画像形成部は、補正後の画像データに応じて表示する画像を形成する。
【０００４】
上記の補正データは、画像調整装置により算出される。補正データを算出するには、プロジェクターにより投射されたスクリーン上でのグレイ画像における複数の位置での出力レベルを測定する。そして、スクリーン上での各画素の出力レベルの測定値と、グレイ画像の元になるグレイ画像データに規定された各画素の入力レベルとを比較して、出力レベルが入力レベルに近づくように補正データを決定する。補正データは、画像形成部の入出力特性データに基づいて算出されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２０９３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術にあっては、スクリーン上に表示された視聴者向けの画像（以下、コンテンツ画像という）の階調ムラを減らすことが可能であるが、次に説明するように改善の余地がある。
【０００７】
上記の補正データは、スクリーンに対する視点の位置やプロジェクターの位置、スクリーンの種類等の条件（以下、表示条件という）に応じて定まる値である。すなわち、視聴者向けの画像（以下、コンテンツ画像という）を表示するときに、スクリーンに対するプロジェクターの位置が出力レベルの測定時と同じであり、スクリーンに対する視聴者の視点の位置が測定時の測定装置の位置と同じであれば、視聴者に階調ムラを認識されにくくなる。
【０００８】
一方、上記の表示条件のいずれかを変更した場合には、補正データが表示条件に整合しなくなり、階調ムラを高精度に補正することができなくなる。変更後の表示条件で階調ムラを高精度に補正するには、変更後の表示条件に整合した測定条件でスクリーン上の出力レベルを測定して補正データを更新する必要がある。例えば、コンテンツ画像の表示途中で視聴者が移動した場合には、コンテンツ画像の表示を中断して出力レベルを測定することになる。
【０００９】
以上のように従来の技術では、表示条件に応じて階調ムラを補正しようとすると、ユーザーの負担が増加してプロジェクターの利便性が低下するおそれがある。本発明は、上記の事情に鑑み成されたものであって、表示条件に応じた階調ムラの補正を効率的に行うことが可能になる画像処理装置、画像表示システム、および画像処理方法を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では、上記の目的を達成するために以下の手段を採用している。
本発明の画像処理装置は、スクリーンに投射された光のうちで前記スクリーンを経た後に前記スクリーンの法線方向と角度θをなす方向に進行する角度成分の光について、各角度成分の光の輝度を示すスクリーンゲインと前記角度θとの対応関係を示す情報をスクリーン特性情報としたときに、基準のスクリーンに関する第１の前記スクリーン特性情報と、投射対象のスクリーンに関する第２の前記スクリーン特性情報と、画像形成素子を含み前記投射対象のスクリーンに画像を投射するプロジェクターの前記投射対象のスクリーンに対する位置を示す装置位置情報と、前記投射対象のスクリーンに対する視点の位置を示す視点位置情報と、前記プロジェクターの画像形成素子へ入力される画像データに規定された階調値と該画像データに基づいてプロジェクターから出力される光の輝度との対応関係を示す入出力特性情報と、を取得する情報取得部と、前記装置位置情報を用いて、前記プロジェクターから投射される画像の前記投射対象のスクリーン上での各画素の位置に向かう各角度成分の光の進行方向が、前記投射対象のスクリーンの法線方向となす第１の角度を算出し、前記視点位置情報を用いて、前記プロジェクターから投射される画像の前記投射対象のスクリーン上での各画素から前記視点の位置に向かう各角度成分の光の進行方向が前記法線方向となす第２の角度を算出し、第１の前記スクリーン特性情報が示す前記第１の角度に対する前記第１のスクリーンゲインと第２の前記スクリーン特性情報が示す前記第２の角度に対する前記第２のスクリーンゲインとの比率を算出し、前記比率を用いて前記入出力特性情報が示す各階調値に対する前記投射対象のスクリーン上での推定輝度を算出し、前記推定輝度を前記入出力特性情報が示す輝度に近づけるために要求される各階調値の補正量を示すスクリーン特性補正情報を算出するスクリーン特性補正情報算出部を備えていることを特徴とする。
【００１１】
このように、スクリーン特性補正情報算出部は、装置位置情報、視点位置情報、第１のスクリーン特性情報、および第２のスクリーン特性情報を用いてスクリーン特性補正情報を算出する。したがって、投射対象のスクリーンに対するプロジェクターの位置や視点の位置、投射対象のスクリーンの種類等の表示条件の変更に伴う階調値の補正量の変化分をスクリーン特性補正情報が示す補正量により補償することができる。よって、表示条件を変更したときに、表示条件に整合した測定条件でプロジェクターから投射された光の投射対象のスクリーン上での輝度を測定しなくとも、表示条件に応じて階調値が補正された画像データを得ることが可能になる。このように、本発明によれば、表示条件に応じた階調ムラの補正を効率的に行うことが可能になる。
【００１２】
本発明に係る画像処理装置としては、前記プロジェクターにより投射される画像の画像形成素子へ入力される画像データに規定された各画素の階調値を、前記スクリーン特性補正情報が示す各階調値の補正量を用いて補正するスクリーン特性補正処理を施すスクリーン特性補正処理部を備えているとよい。
【００１３】
このようにすれば、スクリーン特性補正処理部が、スクリーン特性補正情報を用いて画像データにスクリーン特性補正処理を施すので、表示条件の変更に伴う階調値の補正量の変化分が加味された画像データを得ることができる。
【００１４】
本発明に係る画像処理装置としては、前記プロジェクターにより投射される画像の前記基準のスクリーン上での各画素における輝度を、前記画像を示す画像データに規定された各画素の階調値に相当する輝度に近づけるように前記画像データが示す階調値を補正するときの各階調値の補正量を示す階調補正情報を取得し、処理後の前記画像データに基づいて前記プロジェクターにより投射される画像の前記投射対象のスクリーン上での各画素の輝度が、処理前の前記画像データに規定された各画素の階調値に相当する輝度に近づくように、前記階調補正情報に基づいて前記画像データを処理する階調補正処理部を備えているとよい。
【００１５】
上記のように、表示条件の変更に伴う階調値の補正量の変化分が加味された画像データを得ることができ、スクリーン特性補正処理の処理前または処理後の画像データを、階調補正処理部が基準のスクリーンに基づいた階調補正情報を用いて補正するので、表示条件に整合した階調補正情報を得るための輝度の測定を省くことが可能になる。
【００１６】
本発明の第１の画像表示システムは、本発明に係る画像処理装置と、前記画像処理装置により処理された画像データに基づいて投射対象のスクリーンに画像を投射するプロジェクターと、前記装置位置情報および前記視点位置情報のユーザーからの入力を受け付け、入力された前記装置位置情報および前記視点位置情報を前記画像処理装置へ出力する位置情報入力装置と、を備えていることを特徴とする。
【００１７】
このようにすれば、表示条件に応じた階調ムラの補正を効率的に行うことができるので、画像の表示品質を高めることや、画像表示システムの利便性を高めることができる。また、ユーザーが入力した装置位置情報および視点位置情報を用いてスクリーン特性補正情報を算出することが可能になり、簡便に階調ムラの補正を行うことが可能になる。
【００１８】
本発明の第２の画像表示システムは、本発明に係る画像処理装置と、前記画像処理装置により処理された画像データに基づいて投射対象のスクリーンに画像を投射するプロジェクターと、前記投射対象のスクリーンに対する前記プロジェクターの位置および前記視点の位置を測定し、測定結果を前記画像処理装置へ出力する測定装置と、を備えていることを特徴とする。
【００１９】
このようにすれば、表示条件に応じた階調ムラの補正を効率的に行うことができるので、画像の表示品質を高めることや、画像表示システムの利便性を高めることができる。また、測定装置による測定結果に基づいてスクリーン特性補正情報を算出することが可能になり、ユーザーの負担を減らすことができる。
【００２０】
上記の第１、第２の画像表示システムは、前記第１のスクリーン特性情報および前記第２のスクリーン特性情報を格納した記憶部を備えているとよい。
このようにすれば、記憶部に格納されている第１のスクリーン特性情報および前記第２のスクリーン特性情報を用いてスクリーン特性補正情報を算出することが可能になり、スクリーンの種類の変更に伴うスクリーン特性補正情報の算出を効率的に行うことが可能になる。
【００２１】
本発明の画像処理方法は、スクリーンに投射された光のうちで前記スクリーンを経た後に前記スクリーンの法線方向と角度θをなす方向に進行する角度成分の光について、各角度成分の光の輝度を示すスクリーンゲインと前記角度θとの対応関係を示す情報をスクリーン特性情報としたときに、基準のスクリーンに関する第１の前記スクリーン特性情報と、投射対象のスクリーンに関する第２の前記スクリーン特性情報と、画像形成素子を含み前記投射対象のスクリーンに画像を投射するプロジェクターの前記投射対象のスクリーンに対する位置を示す装置位置情報と、前記投射対象のスクリーンに対する視点の位置を示す視点位置情報と、前記プロジェクターの画像形成素子へ入力される画像データに規定された階調値と該画像データに基づいてプロジェクターから出力される光の輝度との対応関係を示す入出力特性情報と、を取得するステップと、前記装置位置情報を用いて、前記プロジェクターから投射される画像の前記投射対象のスクリーン上での各画素の位置に向かう各角度成分の光の進行方向が、前記投射対象のスクリーンの法線方向となす第１の角度を算出し、前記視点位置情報を用いて、前記プロジェクターから投射される画像の前記投射対象のスクリーン上での各画素から前記視点の位置に向かう各角度成分の光の進行方向が前記法線方向となす第２の角度を算出し、前記第１のスクリーン特性情報が示す前記第１の角度に対する第１の前記スクリーンゲインと第２のスクリーン特性情報が示す前記第２の角度に対する前記第２の前記スクリーンゲインとの比率を算出し、前記比率を用いて前記入出力特性情報が示す各階調値に対する前記投射対象のスクリーン上での推定輝度を算出し、前記推定輝度を前記入出力特性情報が示す輝度に近づけるために要求される各階調値の補正量を示すスクリーン特性補正情報を算出するステップを有することを特徴とする。
【００２２】
このようにすれば、投射対象のスクリーンに対するプロジェクターの位置や視点の位置、投射対象のスクリーンの種類等の表示条件に整合した測定条件でプロジェクターから投射された光の投射対象のスクリーン上での輝度を測定しなくとも、表示条件に応じて階調値が補正された画像データを得ることが可能になる。よって、表示条件に応じた階調ムラの補正を効率的に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態の画像表示システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】画像処理装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】階調値に対する出力レベルのグラフにて入出力特性を示す概念図である。
【図４】スクリーンゲインの定義を示す説明図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、互いに異なるスクリーン特性の例を示すグラフである。
【図６】階調補正情報の算出方法の説明に用いる変数の説明図である。
【図７】階調補正情報の算出方法の一例を示す説明図である。
【図８】本発明に係る画像処理方法の処理フローの例を示すフローチャートである。
【図９】スクリーン特性補正情報処理の処理フローを示すフローチャートである。
【図１０】リア投射型での各種要素の位置関係を示す図である。
【図１１】フロント投射型での各種要素の位置関係を示す図である。
【図１２】スクリーン特性補正情報の算出方法の一例を示す説明図である。
【図１３】第２実施形態の画像表示システムの概略構成を示す模式図である。
【図１４】第３実施形態の画像表示システムの概略構成を示す模式図である。
【図１５】第４実施形態の画像表示システムの概略構成を示す模式図である。
【図１６】第５実施形態の画像表示システムの概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。説明に用いる図面において、特徴的な部分を分かりやすく示すために、図面中の構造の寸法や縮尺を実際の構造に対して異ならせている場合がある。また、実施形態において同様の構成要素については、同じ符号を付して図示し、その詳細な説明を省略する場合がある。なお、本発明の技術範囲は下記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態で説明する各構成を適宜選択して組み合わせることもできる。本発明の主旨を逸脱しない範囲内で多様な変形が可能である。
【００２５】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の画像表示システムの概略構成を示す模式図である。
図１に示す画像表示システム１は、プロジェクター２、画像処理装置３、および操作パネル（位置情報入力装置）４を備えている。
【００２６】
画像表示システム１は、概略すると以下のように動作する。画像表示システム１により視聴者向けの画像（以下、コンテンツ画像という）を表示するときに、画像処理装置３は、信号源５から表示する画像を示す画像データを受け取る。信号源５は、例えばパーソナルコンピューターやＤＶＤプレイヤー等である。画像処理装置３は、表示されるコンテンツ画像の階調ムラを減らすべく、画像データにスクリーン特性補正処理および階調補正処理を施し、処理後の画像データをプロジェクター２へ入力する。プロジェクター２は、画像処理装置３から入力された画像データに基づいて投射対象のスクリーンＳＣに画像を投射する。
【００２７】
画像処理装置３は、ユーザーの要請により、スクリーン特性補正処理に用いるスクリーン特性補正情報を算出する。スクリーン特性補正情報の算出は、例えば投射対象のスクリーンＳＣの種類や、投射対象のスクリーンＳＣに対するプロジェクター２の位置、投射対象のスクリーンＳＣに対する視聴者の視点の位置等の表示条件を変更する場合に行う。スクリーン特性補正情報は、表示条件の違いによる画像データの補正量の違いを補償するのに用いる情報である。
【００２８】
スクリーン特性補正情報を算出するときに、操作パネル４は、スクリーン特性補正情報の算出に必要な情報についてユーザーからの入力を受け付ける。画像処理装置３は、ユーザーが入力した情報を取得し、スクリーン特性補正情報を算出して更新する。画像表示システム１は、表示条件の変更に伴って更新されたスクリーン特性補正情報を用いて、画像データにスクリーン特性補正処理を施す。画像データは、表示条件に応じた補正量で補正され、表示条件の変更後においてもコンテンツ画像の階調ムラを減らすことができる。
【００２９】
このように、画像表示システム１は、表示条件に応じたスクリーン特性補正情報を用いて画像データの補正量を補償可能になっているので、表示条件の変更前後で階調補正処理に用いる階調補正情報を変更しなくとも階調ムラを高精度に抑制することができる。したがって、階調補正情報の変更に伴う手間や時間を省くことができ、ユーザーの負担を低減しつつ表示品質を高めることが可能になる。
【００３０】
次に、画像表示システム１の構成要素について詳しく説明する。
プロジェクター２は、光源２０、色分離光学系２１、画像形成素子２２〜２４、色合成素子２５、および投射光学系２６を含んでいる。プロジェクター２は、供給された画像データに基づいて画像を投射可能なものであれば、その構成に限定されない。本実施形態のプロジェクター２は、複数の基本色（ここでは、赤、緑、青）の加法混合によりフルカラーの画像を投射可能な三板式のプロジェクターである。
【００３１】
以下の説明では、画像における画素の配列方向をｉ方向、ｊ方向とし、ｉ方向の端かつｊ方向の端に位置する画素を基準とした画素の座標を（ｉ，ｊ）または添え字ｉｊで表すことがある。例えば画素Ｐｉｊは、座標（ｉ，ｊ）に配置された画素である。例えば、ｉ方向がスクリーン上の画像の水平方向に相当し、ｊ方向がスクリーン上の画像の垂直方向に相当する。プロジェクターに供給される画像データは、各画素用のデータ（以下、画素データという）を含んでいる。画素データは、赤の階調値Ｒｉｊ、緑の階調値Ｇｉｊ、および青の階調値Ｂｉｊを含んでいる。
【００３２】
光源２０は、複数の基本色の成分を含んだ光Ｌを射出する。光源２０は、レーザー素子やＬＥＤ等の固体光源であってもよいし、高圧水銀ランプ等のランプ光源であってもよい。光源２０には、紫外線カットフィルターや、インテグレーター光学系等の照度均一化光学系、光源から射出された光の偏光状態を揃える偏光変換素子等が必要に応じて設けられる。
【００３３】
色分離光学系２１は、波長選択性を有するダイクロイックミラーや、リレーレンズ、反射ミラー等により構成される。光源２０から射出された光Ｌは、色分離光学系２１により赤色光Ｌａ、緑色光Ｌｂ、および青色光Ｌｃに分離される。赤色光Ｌａは画像形成素子２２に入射し、緑色光Ｌｂは画像形成素子２３に、青色光Ｌｃは画像形成素子２４に、それぞれ入射する。
【００３４】
各画像形成素子は、二次元的に配列された複数の画素（以下、変調要素という）を有している。画像形成素子は、例えば透過型または反射型の液晶ライトバルブや、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）等である。画像形成素子は、プロジェクター２へ入力された画像データの画素ごとの階調値に基づいて、複数の変調要素を互いに独立して制御する。変調要素に入射した光は、変調要素ごとに変調されて画素データに規定された階調値に応じた光量の光になる。複数の変調要素により変調された光が全体として光学像（画像）になる。画像形成素子２２〜２４は、互いに異なる色（赤、緑、青）の光学像を形成する。３色の光学像がダイクロイックプリズム等の色合成素子２５により合成され、合成された光学像が投射光学系２６により投射対象のスクリーンＳＣに投射される。
【００３５】
なお、プロジェクター２は、画像形成素子の数が１つである単板式のプロジェクターであってもよいし、画像形成素子の数が２または４以上であるプロジェクター（例えば六板式のプロジェクター）等であってもよい。また、プロジェクター２は、投射対象のスクリーンＳＣに対して視聴者と同じ側から投射するフロント投射型であってもよいし、スクリーンＳＣを挟んで視聴者と反対側から投射するリア投射型であってもよい。
【００３６】
操作パネル４は、例えばタッチパネル等の入力デバイスにより構成される。操作パネル４は、ユーザーから各種情報入力を受け付ける。操作パネル４は、例えばスクリーン特性補正情報の算出の要請を示す情報の入力をユーザーから受けて、装置位置情報および視点位置情報の入力をユーザーから受け付ける。装置位置情報は、投射対象のスクリーンＳＣに対するプロジェクター２の位置（投射位置）を示す情報である。視点位置情報は、投射対象のスクリーンＳＣに対する視聴者の視点の位置を示す情報である。視聴者の視点の位置は、視聴者の概ねの位置により代用可能である。装置位置情報および視点位置情報は、図示略の記憶部に格納され、スクリーン特性補正情報算出部３１の要請に応じて読み出される。
【００３７】
図２は、画像処理装置３の機能構成を示すブロック図である。
図２に示すように、画像処理装置３は、スクリーン特性補正情報算出部３１、入出力特性記憶部３２、スクリーン特性記憶部３３、スクリーン特性補正処理部３４、スクリーン特性補正情報記憶部３５、階調補正処理部３６、および階調補正情報記憶部３７を含んでいる。
【００３８】
スクリーン特性補正情報算出部３１、スクリーン特性補正処理部３４、および階調補正処理部３６は、演算処理が可能なデバイスにより構成され、２以上が同一のデバイスにより構成されていてもよい。演算処理が可能なデバイスとしては、例えばＡＳＩＣ等のロジック回路や、コンピューターのＣＰＵ、コンピューターに実装されたビデオカードのＧＰＵ等が挙げられる。
【００３９】
入出力特性記憶部３２、スクリーン特性記憶部３３、スクリーン特性補正情報記憶部３５、および階調補正情報記憶部３７は、不揮発性のメモリーやハードディスク等の記憶デバイスにより構成され、２以上が同一のデバイスにより構成されていてもよい。スクリーン特性補正情報記憶部３５は、格納されたデータを書き換え可能な不揮発性メモリー等の記憶デバイスにより構成される。
【００４０】
入出力特性記憶部３２には、プロジェクター２の画像形成素子２２〜２４の入出力特性情報が格納されている。入出力特性情報は、各画像形成素子へ入力される画像データに規定された階調値と、この画像データに基づいてプロジェクター２から出力される光の輝度との対応関係を示す情報である。画像形成素子として液晶パネルを用いたプロジェクターでは、液晶パネルのＶＴ特性情報、すなわち変調要素への印加電圧と液晶パネルの光透過率との対応関係を示す情報が、入出力特性情報に相当する。
【００４１】
入出力特性を求めるには、まずプロジェクター２により投射された測定用画像の基準のスクリーン上での輝度を測定する。測定用画像には、画像内で画素の階調値が均一である画像（ベタ画像）であって、モノクロ（白、グレイ、黒を含む）の画像を用いる。そして、基準のスクリーン上の測定用画像を撮像装置により撮像し、撮像画像の中の測定用画像の複数の位置における輝度を調べる。例えば、ｘｙｚ等色関数近似の分光感度を持つフィルターを用いて測定用画像を撮像し、撮像結果に対してマトリクス補正演算を行うことにより、基準のスクリーン上の複数の位置での輝度を示す値としてＸＹＺ三刺激値が得られる。複数のレベルの階調値に対して上記の測定を行い、階調値に対するＸＹＺ三刺激値の各成分をプロットすることにより、入出力特性が得られる。また、等色関数とは異なるＲＧＢフィルターを用いて撮像し、基準のスクリーン上の複数の位置での輝度を示す値としてＲＧＢの出力レベルを得ることも可能である。
【００４２】
図３は、階調値に対して入出力特性情報の算出方法を概念的に示す図である。図３には、グレイの階調値ＮＷに対するＸＹＺ三刺激値の各成分（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を示すグラフと、赤の階調値ＮＲに対する赤の出力レベルＬＲを示すグラフと、緑の階調値ＮＧに対する緑の出力レベルＬＧを示すグラフと、青の階調値ＮＢに対する青の出力レベルＬＢを示すグラフと、を図示している。各グラフの横軸は、８ビットの階調値、すなわち０から２５５までの整数を示す。図３のグラフの縦軸は、階調値が２５５の場合を１００％とした出力レベルを示している。出力レベルＦＸ（ＮＷ）、ＦＹ（ＮＷ）、ＦＺ（ＮＷ）は、それぞれＸＹＺ三刺激値のＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分を示している。
【００４３】
図３に示す例では、階調値が増加するにつれて、出力レベルは非線形的に単調増加している。グレイの各階調値に対するＸＹＺ三刺激値を変換行列Ｑの逆行列Ｑ−１により変換することにより、各基本色の出力レベルが得られる。例えばグレイの階調値がＫであるときの、各基本色の階調値はいずれもＫであるので、各基本色の階調値に対する各基本色の出力レベルが得られる。変換行列Ｑは、プロジェクターの特性により定まる行列である。
【００４４】
入出力特性情報は、例えば階調補正情報を算出するときに求められる。この場合には、得られた入出力特性情報を入出力特性記憶部３２に格納しておくとよい。入出力特性情報が、プロジェクター２の内部の記憶部等に予め格納されている場合には、この記憶部から入出力特性情報を読み出して入出力特性記憶部３２に格納しておくとよい。プロジェクター２の製造元等から電気通信回線等を用いて入出力特性情報を取得し、入出力特性記憶部３２に格納しておいてもよい。
【００４５】
スクリーン特性記憶部３３には、基準のスクリーンに関する第１のスクリーン特性情報と、投射対象のスクリーンＳＣに関する第２のスクリーン特性情報とが格納されている。基準のスクリーンは、階調補正処理に用いる階調補正情報を算出するときに用いるスクリーンと同じ特性のスクリーンである。スクリーン特性情報は、スクリーンに投射された光のうちでスクリーンを経た後にスクリーンの法線方向と角度θをなす方向に進行する角度成分の光について、各角度成分の光の輝度の基準値に対する比率を示すスクリーンゲインと角度θとの対応関係を示す情報である。
【００４６】
基準のスクリーンと同じ特性のスクリーンを用いて階調補正情報を算出するので、第１のスクリーン特性情報については予め入手可能である。第２のスクリーン特性情報については、投射対象のスクリーンとして使用予定のものを選択しておき、そのスクリーン特性情報を入手しておくことが可能である。また、複数の種類のスクリーンの各スクリーン特性情報をデータベースとしてスクリーン特性記憶部３３に格納しておき、例えばユーザーが操作パネル４を利用して投射対象のスクリーンを指定するようにしてもよい。この場合には、データベース上で指定されたスクリーンと関連付けられたスクリーン特性情報が、第２のスクリーン特性情報として読み出されるようにすればよい。
【００４７】
複数のスクリーンの各スクリーン特性情報を含んだデータベースから電気通信回線を通じて、各スクリーン特性情報を取得可能である場合には、画像処理装置３内にデータベースを格納しておく必要はない。この場合には、電気通信回線を通じて、スクリーン補正情報の算出に必要なスクリーン特性情報を取得し、取得したスクリーン特性情報をスクリーン特性記憶部３３に格納しておけばよい。
【００４８】
図４は、スクリーンゲインの定義を示す説明図、図５（ａ）〜図５（ｃ）は、スクリーン特性の例を示すグラフである。図４に示すようにスクリーンゲインＧは、下記の式（１）で表される。
Ｇ＝Ｙ（θ）／Ｙ’（θ） ・・・式（１）
【００４９】
式（１）中のＹ（θ）は、スクリーンの法線方向から投射された光のうちで、スクリーンを経てスクリーンの法線方向と角度θをなす方向に進行する角度成分の光の輝度である。式（１）中のＹ’（θ）は、完全拡散板の法線方向から投射された光のうちで、完全拡散板を経て完全拡散板の法線方向と角度θをなす方向に進行する角度成分の光の輝度である。完全拡散板は、酸化マグネシウムを焼き付けた純白板等である。図４では、反射散乱型のスクリーンについて図示しているが、透過散乱型のスクリーンについても同様にスクリーンゲインＧを定義することができる。以下の説明では、スクリーンゲインＧと角度θとの対応関係を関数Ｇ（θ）で表し、関数Ｇ（θ）をスクリーン特性と称す。
【００５０】
図５（ａ）に示す第１の例のスクリーン特性Ｇ１（θ）は、フロント投射用に使用される反射散乱型のスクリーンのスクリーンゲインＧを角度θに対してプロットしたものである。このスクリーンは、例えば白色塗料が塗布された生地の表面に、エンボス加工とツヤ消し処理を施したマット系スクリーンである。
【００５１】
図５（ｂ）に示す第２の例のスクリーン特性Ｇ２（θ）は、リア投射用に使用される透過散乱型のスクリーンのスクリーンゲインＧを角度θに対してプロットしたものである。
【００５２】
図５（ｃ）に示す第３の例のスクリーン特性Ｇ３（θ）は、フロント投射用に使用される反射散乱型のスクリーンのスクリーンゲインＧを角度θに対してプロットしたものである。このスクリーンは、例えば白色塗料が塗布された生地の表面に、超微粒のパール塗料を表面にコーティングしたパール系スクリーンである。
【００５３】
スクリーン上の画像の画素（以下、表示画素という場合がある）から視点の位置に向かう光の進行方向がスクリーンの法線方向となす角度（第２の角度）をθＶとすると、視点に入射する光の光量はスクリーン特性Ｇ（θ）のθにθＶを代入した値に対応関係がある。すなわち、第２の角度θＶに対するスクリーンゲインＧ（θＶ）が大きくなるほど視聴者には表示画素が明るく感じられることになる。図５（ａ）〜図５（ｃ）から分かるように、いずれのスクリーン特性においても角度θの変化に伴ってスクリーンゲインが変化している。ここで、視点の位置が固定であれば、第２の角度θＶが各表示画素の位置に応じて異なる。第２の角度θＶが各表示画素の位置ごとに異なると、これに対応してスクリーンゲインも各表示画素の位置ごとに異なるので、各表示画素の階調値が同じであっても視聴者が認識する画像に輝度ムラを生じることになる。
【００５４】
このような輝度ムラは、画像データに階調補正処理を施すことにより低減可能である。しかしながら、図５（ａ）〜図５（ｃ）のグラフから分かるようにスクリーンの種類に応じてスクリーン特性が異なるので、スクリーンの種類の変更前後で同じ階調補正処理を施すと、輝度ムラを減らす効果が低下し、端的には逆に輝度ムラを生じる一因になることもある。また、スクリーンに対するプロジェクターの位置や視点の位置が変化すると、位置の変化前と比較して第２の角度θＶが変化するので、スクリーンゲインＧ（θＶ）が変化することになる。この場合にも位置の変化前後で同じ階調補正処理を施すと、輝度ムラを減らす効果が低下してしまう。
【００５５】
図２の説明に戻り、スクリーン特性補正情報算出部３１は、表示条件の変更に伴って階調ムラを補正するのに必要な補正量が変化したときに、スクリーン特性補正情報を算出する。スクリーン特性補正情報は、階調補正処理での補正量の変化分を補償する補正量を示す情報である。
【００５６】
スクリーン特性補正情報算出部３１は、ユーザーが操作パネル４を用いて入力した装置位置情報および視点位置情報、入出力特性記憶部３２に格納されている入出力特性情報、スクリーン特性記憶部３３に格納されている第１のスクリーン特性情報および第２のスクリーン特性情報のうちでスクリーン特性補正情報の算出に必要な情報を取得して、これらの情報を用いてスクリーン特性補正情報を算出する。スクリーン特性補正情報の算出方法については後述する。
【００５７】
本実施形態では、スクリーン特性補正情報算出部３１が情報取得部を兼ねている。スクリーン特性補正情報算出部がロジック回路により構成されている場合には、各種記憶部から各種情報を読出してスクリーン特性補正情報算出部へ出力する読出回路が情報取得部に相当する。また、外部から各種情報のうちの１以上を取得する場合には、取得に用いる電気通信回路や各種入力デバイス（例えば、操作パネル４）も情報取得部に含まれる。
【００５８】
例えば、スクリーンの種類を変更し、基準のスクリーンと投射対象のスクリーンとでスクリーンに対するプロジェクターの位置および視点の位置を変更しない場合には、ユーザーに装置位置情報および視点位置情報の入力を要請することなく、第２のスクリーン情報を取得してスクリーン特性補正情報を算出する。スクリーンの種類を変更することなく、基準のスクリーンに対するプロジェクターの位置および視点の位置を変更する場合には、第２のスクリーン特性情報として第１のスクリーン特性情報を取得し、ユーザーに装置位置情報および視点位置情報の入力を要請して、取得した情報を用いてスクリーン特性補正情報を算出する。
【００５９】
スクリーン特性補正情報算出部３１は、算出したスクリーン特性補正情報をスクリーン特性補正情報記憶部３５に格納して更新する。本実施形態のスクリーン特性補正情報は、各画素用の補正情報が画素の座標と関連付けられたテーブルデータである。各画素用の補正情報は、赤成分用の補正量ＷＳＲｉｊ、緑成分用の補正量ＷＳＧｉｊ、および青成分用の補正量ＷＳＢｉｊを含んでいる。
【００６０】
スクリーン特性補正処理部３４は、コンテンツ画像を示す画像データを例えば信号源５から受け取る。スクリーン特性補正処理部３４は、スクリーン特性補正情報を参照して、画像データにスクリーン特性補正処理を施す。スクリーン特性補正処理部３４は、スクリーン特性補正処理後の画像データを階調補正処理部３６へ出力する。
【００６１】
階調補正情報記憶部３７には、階調補正情報が格納されている。階調補正情報は、基準のスクリーン上での各表示画素の輝度を、画像データに規定された階調値に相当する輝度に近づけるように画像データが示す階調値を補正するときの各階調値の補正量を示す情報である。階調補正情報は、スクリーン特性補正情報と同様の形式になっている。階調補正情報は、各画素用の補正情報が画素の座標と関連付けられたテーブルデータである。各画素用の補正情報は、赤成分用の補正量ＷＵＲｉｊ、緑成分用の補正量ＷＵＧｉｊ、および青成分用の補正量ＷＵＢｉｊを含んでいる。
【００６２】
なお、スクリーン特性補正情報は、全ての画素に関する各画素用の補正情報を含んでいるのではなく、一部の画素に関する各画素用の補正情報を含んでいてもよい。例えば、画素配列においてとびとびの画素に関する各画素用の補正情報を含んでいてもよいし、２以上の画素からなる領域で共通の各画素用の補正情報を含んでいてもよい。この場合に、直接的に補正情報が設定されていない画素に対しては、他の画素用の補正情報を用いた補間演算等により、間接的に補正情報を設定することができる。階調補正情報についても同様に、一部の画素に対して各画素用の補正情報を含んでいればよい。
【００６３】
図６は、階調補正情報の算出方法の説明に用いる変数の説明図、図７は、階調補正情報の算出方法の第１の例を示す説明図である。
図６中の符号ＳＣ１は基準のスクリーンを示し、符号Ａはプロジェクター２による基準のスクリーン上での投射領域を示す。符号Ｐｉｊは、画像データが示す画素配列にて座標（ｉ，ｊ）に配置された画素を示し、符号Ｐｃは、投射領域Ａの中心位置を示す。
【００６４】
階調補正情報を算出するには、まずプロジェクター２により投射された基準のスクリーンＳＣ１上での測定用画像について、複数の位置（１以上の表示画素を含む領域）での輝度を測定する。輝度の測定は、入出力特性を求めるときと同様の手法により行うことができる。例えば、測定用画像としては、画像内で画素の階調値が均一である画像を用いる。そして、基準のスクリーンＳＣ１上の測定用画像を撮像装置により撮像し、撮像画像の中の測定用画像の画素Ｐｉｊにおける輝度を検出する。例えば、ｘｙｚ等色関数近似の分光感度を持つフィルターを用いて測定用画像を撮像し、撮像結果に対してマトリクス補正演算を行うことにより、基準のスクリーンＳＣ１上の各表示画素での輝度を示す値としてＸＹＺ三刺激値（Ｘｉｊ，Ｙｉｊ，Ｚｉｊ）が得られる。
なお、入出力特性情報を求めるときと同様に、等色関数とは異なるＲＧＢフィルターを用いて撮像し、基準のスクリーン上の各表示画素での輝度を示す値としてＲＧＢの出力レベルを得ることも可能である。
【００６５】
次いで、補正後のＸＹＺ三刺激値の目標値（ＸＴ，ＹＴ，ＺＴ）を設定する。各表示画素でのＸＹＺ三刺激値の各成分の比（Ｘｉｊ：Ｙｉｊ：Ｚｉｊ）が基準のスクリーンＳＣ１上で均一になっていない場合には、階調ムラを生じていることになる。階調ムラを補正するには、補正後のＸＹＺ三刺激値（Ｘ’ｉｊ，Ｙ’ｉｊ，Ｚ’ｉｊ）が下記の式（２）を満たすように補正量を設定すればよい。
Ｘ’ｉｊ：Ｙ’ｉｊ：Ｚ’ｉｊ＝ＸＴ：ＹＴ：ＺＴ ・・・式（２）
なお、式（２）中の（Ｘ’ｉｊ，Ｙ’ｉｊ，Ｚ’ｉｊ）は、各表示画素でのＸＹＺ三刺激値の補正量を（ΔＸｉｊ，ΔＹｉｊ，ΔＺｉｊ）としたときに、Ｘ’ｉｊ＝Ｘｉｊ＋ΔＸｉｊ、Ｙ’ｉｊ＝Ｘｉｊ＋ΔＸｉｊ、Ｚ’ｉｊ＝Ｘｉｊ＋ΔＸｉｊ、で表される値である。
【００６６】
ＸＹＺ三刺激値の比（Ｘｉｊ：Ｙｉｊ：Ｚｉｊ）を選択する方針としては、例えばＸＹＺ三刺激値の各成分を基準のスクリーン上の複数の位置で平均化した値の比を用いる方針や、スクリーン上の中心位置ＰｃでのＸＹＺ三刺激値の各成分の比を用いる方針等、各種の方針が考えられる。ここでは、後者の方針を採用し、また階調値が最大である場合にも補正可能にする観点で、表示画素のＸＹＺ三刺激値の最小値を（ＸＭＩＮ，ＹＭＩＮ，ＺＭＩＮ）としたときに、下記の式（３）に示すＸＹＺ三刺激値の３成分に関する大小関係をいずれも満たすように目標値（ＸＴ，ＹＴ，ＺＴ）を設定する。
ＸＴ＜ＸＭＩＮ，ＹＴ＜ＹＭＩＮ，ＺＴ＜ＺＭＩＮ ・・・式（３）
【００６７】
次いで、ＸＹＺ三刺激値（Ｘｉｊ，Ｙｉｊ，Ｚｉｊ）および目標値（ＸＴ，ＹＴ，ＺＴ）を上記の変換行列Ｑを用いて赤の出力レベルＬＲ、緑の出力レベルＬＧ、青の出力レベルＬＢに変換する。グレイの画像の階調値ＮＷがＫであるとすると、このグレイの画像の赤の階調値ＮＲ、緑の階調値ＮＧ、青の階調値ＮＢはいずれもＫであるので、例えば赤の各階調値ＮＲに対する赤の各出力レベルＬＲが求まる。
【００６８】
階調補正情報を構成する各基本色の階調値の補正量の算出方法は、いずれの基本色についても同様である。以下、赤の階調値ＮＲの補正量の算出方法について説明する。図７中の符号ＬＲｉｊ（ＮＲ）は、画素Ｐｉｊにおける赤の階調値ＮＲに対する赤の出力レベルを示す。図７中の符号ＬＲＴ（ＮＲ）は、中心位置Ｐｃにおける赤の階調値ＮＲに対する赤の出力レベルＬＲＴを示す。赤の階調値がＮＲｉｊであるときに、画素Ｐｉｊでの赤の出力レベルがＬＲ（Ｐｉｊ）であり、中心位置Ｐｃでの赤の出力レベルがＬＲ（Ｐｃ）であるとする。
【００６９】
画素Ｐｉｊにおける赤の階調値ＮＲｉｊに対する補正量ＷＵＲｉｊを求めるには、中心位置Ｐｃでの赤の階調値ＮＲｉｊに対する赤の出力レベルＬＲ（Ｐｃ）を求める。そして、画素Ｐｉｊでの出力レベルＬＲｉｊ（ＮＲ）にて出力レベルがＬＲ（Ｐｃ）となるＮＲを探索し、該当するＮＲを補正後の赤の階調値ＮＲ’ｉｊとする。すなわち、ＬＲ（ＮＲ’ｉｊ）＝ＬＲＴ（ＮＲｉｊ）を満たすＮＲ’ｉｊを求める。そして、ＮＲｉｊとＮＲ’ｉｊの差分を求めることにより、補正量（ＷＵＲｉｊ＝ＮＲ’ｉｊ−ＮＲｉｊ）が得られる。
【００７０】
画素Ｐｉｊへ入力される赤の階調値がＮＲｉｊである場合に、この階調値に補正量ＷＵＲｉｊを加算すると、補正後の赤の階調値がＮＲ’ｉｊとなる。画素Ｐｉｊに赤の階調値ＮＲ’ｉｊが入力されたときの赤の出力レベルがＬＲ（Ｐｃ）になるので、画素Ｐｉｊでの赤の出力レベルが中心位置Ｐｃでの出力レベルに近づくように階調値が補正される。
【００７１】
同様にして、各画素Ｐｉｊについて赤の階調値ＮＲの複数のレベルで補正量ＷＵＲｉｊを求め、必要に応じて複数のレベルの間のレベル用の補正量ＷＵＲｉｊを求める補間演算を行うことにより、赤の補正情報を示すデータテーブルが得られる。同様にして、緑の補正情報を示すデータテーブル、および青の補正情報を示すデータテーブルを求めることにより、階調補正情報が得られる。
【００７２】
なお、階調補正処理部３６が補正前の画像データの階調値を増幅する乗算回路で構成されている場合には、乗算回路の乗算係数が、階調補正情報の階調値の補正量として設定される。また、各色用の画像形成素子に対応した入出力特性データを利用するのではなく、モノクロの階調画像データに対する光の出力特性、すなわち、３つの画像形成素子によって合成された光の入出力特性を示す１つの入出力特性データを、各色において共通に利用するようにしてもよい。
【００７３】
次に、図８〜図１２を参照しつつ本発明に係る画像処理方法、スクリーン特性補正情報の算出方法、およびスクリーン特性補正処理について説明する。図８は、本発明に係る画像処理方法の処理フローの例を示すフローチャート、図９は、スクリーン特性補正情報を算出するステップにおける処理フローの例を示すフローチャートである。
【００７４】
図８に示すように、階調ムラを減らすべく画像データを補正するには、スクリーン特性補正情報を算出する（ステップＳ１）。次いで、ステップＳ１で得られたスクリーン特性補正情報を用いて、画像データにスクリーン特性補正処理を施す（ステップＳ２）。次いで、スクリーン特性補正処理後の画像データに対して、階調補正情報を用いて階調補正処理を施す（ステップＳ３）。
【００７５】
階調補正処理後の画像データに基づいてプロジェクター２により投射対象のスクリーンＳＣ上に画像を投射させると、表示条件を変更した場合でも階調ムラが高精度に補正された画像が表示される。なお、階調補正情報およびスクリーン特性補正情報のいずれにおいても補正量が階調値に対する加算量または減算量として設定されている場合、若しくは階調補正情報およびスクリーン特性補正情報のいずれにおいても補正量が階調値に対する乗算量または除算量として設定されている場合には、画像データに対して階調補正処理を施した後に、スクリーン特性補正処理を施した場合でも同様の効果が得られる。
【００７６】
上記の画像処理方法は、例えばスクリーン特性補正情報算出部３１にスクリーン特性補正情報を算出させ、スクリーン特性補正処理部３４にスクリーン特性補正処理を実行させ、階調補正処理部３６に階調補正処理を実行させることにより実現可能である。また、ステップＳ１〜Ｓ３の処理をコンピューターに行わせるプログラムを用いて、上記の画像処理方法を実現することも可能である。また、ステップＳ１〜Ｓ３の処理のうちで少なくともステップＳ１の処理をコンピューターに行わせるプログラムを用いることにより、本発明に係る画像処理装置の機能を実現することができる。
【００７７】
図９に示すように、スクリーン特性補正情報を算出するには、まず位置情報（装置位置情報、視点位置情報）、入出力特性情報、および第１、第２のスクリーン特性情報を取得する（ステップＳ１１）。例えば、ユーザーが操作パネル４を利用して入力した装置位置情報および視点位置情報を、スクリーン特性補正情報算出部３１が取得する。また、入出力特性記憶部３２に格納されている入出力特性情報を、スクリーン特性補正情報算出部３１が入出力特性記憶部３２から読み出して取得する。また、スクリーン特性記憶部３３に格納されている第１、第２のスクリーン特性情報を、スクリーン特性補正情報算出部３１がスクリーン特性記憶部３３から読み出して取得する。
【００７８】
次いで、スクリーン特性補正情報算出部３１は、装置位置情報、視点位置情報、および第１、第２のスクリーン特性情報を用いて、投射対象のスクリーンＳＣ上での各表示画素の位置でのスクリーンゲインＧの比率を算出する。
【００７９】
図１０は、リア投射型の画像表示システムでの各種要素の位置関係を示す図である。図１０では、スクリーンに対する法線方向とスクリーン上での水平方向とに略平行な平面であって、スクリーン上の投射領域Ａの中心位置Ｐｃを含んだ平面内での各種要素の位置関係を図示している。図１０中の符号ａは、プロジェクター２の投射位置から投射対象のスクリーンＳＣまでの距離（投射距離）を示し、符号ｂは、視点から投射対象のスクリーンＳＣまでの距離（視距離）を示す。投射距離ａは、装置位置情報から求まり、視距離ｂは、視点位置情報から求まる。
【００８０】
図１０中の符号θＰは、プロジェクター２から投射対象のスクリーンＳＣ上の画素Ｐｉｊに向かう角度成分の光の進行方向が、投射対象のスクリーンＳＣの法線方向となす角度（第１の角度）を示す。図１０中の符号θＶは、投射対象のスクリーンＳＣ上の画素Ｐｉｊから視点の位置に向かう角度成分の光の進行方向が、投射対象のスクリーンＳＣの法線方向となす角度（第２の角度）を示す。図１０中のｉ＝０は、水平方向における投射領域Ａの一端の位置を示し、ｉ＝Ｎは水平方向における投射領域Ａの他端の位置を示す。図１０中の符号Ｈは、水平方向の投射領域Ａの一端から他端までの距離（水平距離）、すなわち水平方向の投射領域Ａのサイズを示す。水平距離Ｈは、投射距離ａ、プロジェクター２の投射光学系２６の投射倍率により求まる。
【００８１】
以上のような条件下で、投射領域Ａの中心位置Ｐｃから各画素Ｐｉｊまでの距離ｄは、下記の式（４）で表される。また、第１の角度θＰは下記の式（５）で表され、第２の角度θＶは下記の式（６）で表される。式（４）中のＶは、垂直方向の投射領域Ａの一端から他端までの距離（垂直距離）、すなわち垂直方向の投射領域Ａのサイズを示す。垂直距離Ｖは、水平距離Ｈと同様に、投射距離ａ、プロジェクター２の投射光学系２６の投射倍率により求まる。式（４）中のＮは、水平方向に相当するｉ方向の画素数を示し、Ｍは垂直方向に相当するｊ方向の画素数を示す。
【００８２】
【数１】
【００８３】
図１１は、フロント投射型の画像表示システムでの各種要素の位置関係を示す図である。図１１に示すように、フロント投射型の画像表示システムにおいてもリア投射型の画像表示システムと同様に、第１の角度θＰおよび第２の角度θＶが定義される。フロント投射型の画像表示システムにおいても、第１の角度θＰは上記の式（５）で表され、第２の角度θＶは上記の式（６）で表される。
【００８４】
なお、図１０、図１１では視点が、プロジェクター２と投射対象のスクリーンＳＣの法線方向に並んでいる例を図示しているが、視点の位置は、プロジェクター２の投射位置と独立して設定可能である。例えば、プロジェクター２が垂直方向の仰角や俯角、水平方向の煽り角をもって投射対象のスクリーンに投射する表示条件や、視聴者が投射対象のスクリーンＳＣの法線方向と交差する方向から視聴する表示条件であっても、第１の角度θＰおよび第２の角度θＶを幾何学的に求めることができる。
【００８５】
ここでは、基準のスクリーンのスクリーン特性をＧＡ（θ）とし、投射対象のスクリーンのスクリーン特性をＧＢ（θ）とする。スクリーン特性ＧＡ（θ）は、第１のスクリーン特性情報に規定され、スクリーン特性ＧＢ（θ）は、第２のスクリーン特性情報に規定される。投射対象のスクリーンＳＣ上での各表示画素の位置でのスクリーンゲインの比率をαｉｊとすると、比率αｉｊは下記の式（７）で表される。
αｉｊ＝ＧＢ（θＶ）／ＧＡ（θＰ） ・・・式（７）
【００８６】
比率αｉｊは、表示条件の変更に伴う各表示画素でのスクリーンゲインの変化率を示すデータである。式（７）中の第１の角度θＰ、第２の角度θＶは、式（４）〜式（６）からわかるように、画素Ｐｉｊの座標（ｉ，ｊ）の関数である。すなわち、画素Ｐｉｊの座標を式（４）〜式（７）に順次代入することにより、各表示画素での比率αｉｊが求まる。
【００８７】
図９の説明に戻り、視点の位置から見た各表示画素の位置での輝度が、表示条件の変更前に対して比率αｉｊの倍率で増幅または減衰しているものとして、投射対象のスクリーンＳＣ上の各表示画素での推定輝度を算出する（ステップＳ１３）。グレイの各階調値ＮＷに対する推定輝度のＸＹＺ三刺激値（推定ＸＹＺ三刺激値）を（ＸＥ，ＹＥ，ＺＥ）とすると、（ＸＥ，ＹＥ，ＺＥ）は下記の式（８）〜式（１０）で表される。
ＸＥ＝Ｘ×α＝ＦＸ（ＮＷ）×α ・・・（８）
ＹＥ＝Ｙ×α＝ＦＹ（ＮＷ）×α ・・・（９）
ＺＥ＝Ｚ×α＝ＦＺ（ＮＷ）×α ・・・（１０）
【００８８】
次いで、スクリーン特性補正情報算出部３１は、推定輝度を基準輝度に補正するときの階調値の補正量をスクリーン特性補正情報として算出する（ステップＳ１４）。スクリーン特性補正情報を構成する各基本色の階調値の補正量の算出方法は、いずれの基本色についても同様である。以下、スクリーン特性補正情報について、赤の階調値ＮＲの補正量の算出方法について説明する。
【００８９】
図１２は、スクリーン特性補正情報の算出方法の一例を示す説明図である。
図１２では推定ＸＹＺ三刺激値のうちのＹ成分ＹＥおよびＺ成分ＺＥの図示を省略しているが、グレイの各階調値ＮＷに対する推定ＸＹＺ三刺激値（ＸＥ，ＹＥ，ＺＥ）はステップＳ１３で算出されている。スクリーン特性補正情報算出部３１は、グレイの各階調値に対するＸＹＺ三刺激値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を、変換行列Ｑを用いてＲＧＢの出力レベル（ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ）に変換する。また、スクリーン特性補正情報算出部３１は、グレイの各階調値に対する推定ＸＹＺ三刺激値（ＸＥ，ＹＥ，ＺＥ）を、変換行列Ｑを用いてＲＧＢの推定出力レベル（ＬＲＥ，ＬＧＥ，ＬＢＥ）に変換する。
【００９０】
赤の階調値ＮＲｉｊに対する補正量ＷＳＲｉｊを求めるには、赤の階調値ＮＲｉｊに対する標準輝度すなわち表示条件を変更する前の赤の出力レベルＬＲを求める。そして、推定出力レベルＬＲＥにて出力レベルがＬＲと同じになる補正後の赤の階調値ＣＮＲｉｊを求める。すなわち、赤の階調値ＮＲｉｊに対して、ＦＲ（ＮＲｉｊ）＝ＦＲＥ（ＣＮＲｉｊ）を満たすような補正後の赤の階調値ＣＮＲｉｊを求める。そして、ＮＲｉｊとＣＮＲｉｊの差分を求めることにより、補正量（ＷＳＲｉｊ＝ＣＮＲｉｊ−ＮＲｉｊ）が得られる。
【００９１】
画素Ｐｉｊへ入力される赤の階調値がＮＲｉｊである場合に、この階調値に補正量ＷＳＲｉｊを加算すると、補正後の赤の階調値がＣＮＲｉｊとなる。画素Ｐｉｊに赤の階調値ＣＮＲｉｊが入力されたときの赤の出力レベルがＬＲになるので、表示条件の変更後の赤の出力レベルが表示条件の変更前の赤の出力レベルに近づくように階調値が補正される。
【００９２】
同様にして、各画素での赤の階調値ＮＲの複数のレベルについて補正量ＷＳＲｉｊを求め、必要に応じて複数のレベルの間のレベル用の補正量ＷＳＲｉｊを求める補間演算を行うことにより、赤の補正情報を示すデータテーブルが得られる。同様にして、緑の補正情報を示すデータテーブル、および青の補正情報を示すデータテーブルを求めることにより、スクリーン特性補正情報が得られる。
【００９３】
なお、スクリーン特性補正処理部３１が補正前の画像データの階調値を増幅する乗算回路で構成されている場合には、乗算回路の乗算係数が、スクリーン特性補正情報の階調値の補正量として設定される。また、各色用の画像形成素子に対応した入出力特性データを利用するのではなく、モノクロの階調画像データに対する光の出力特性、すなわち、３つの画像形成素子によって合成された光の入出力特性を示す１つの入出力特性データを、各色において共通に利用するようにしてもよい。
【００９４】
第１実施形態の画像処理装置３において、スクリーン特性補正情報算出部３１は、装置位置情報、視点位置情報、第１、第２のスクリーン特性情報を用いてスクリーン特性補正情報を算出する。したがって、投射対象のスクリーンＳＣに対するプロジェクター２の位置や視点の位置、投射対象のスクリーンＳ１の種類等の表示条件の変更に伴う階調値の補正量の変化分をスクリーン特性補正情報が示す補正量により補償することができる。よって、表示条件を変更したときに、表示条件に整合した測定条件でプロジェクター２から投射された光の投射対象のスクリーンＳＣ上での輝度を測定しなくとも、表示条件に応じて階調値が補正された画像データを得ることが可能になる。
【００９５】
第１実施形態の画像表示システム１にあっては、表示条件の変更に応じて階調ムラの補正を効率的に行うことができるので、コンテンツ画像の表示品質を高めることや、画像表示システムの利便性を高めることができる。また、ユーザーが入力した装置位置情報および視点位置情報を用いてスクリーン特性補正情報を算出することが可能になり、簡便に階調ムラの補正を行うことが可能になる。
【００９６】
第１実施形態の画像処理方法にあっては、表示条件を変更するときに、表示条件に整合した測定条件でプロジェクター２から投射された光の投射対象のスクリーンＳＣ上での輝度を測定しなくとも、表示条件に応じて階調値が補正された画像データを得ることが可能になる。よって、表示条件の変更に応じた階調ムラの補正を効率的に行うことが可能になる。
【００９７】
［第２実施形態］
次に、図１３を参照しつつ第２実施形態の画像表示システムについて説明する。図１３は、第２実施形態の画像表示システムの概略構成を示す模式図である。
図１３に示す画像表示システム１Ｂは、プロジェクター２、画像処理装置３、および測定装置４Ｂを備えている。第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、操作パネル４に代えて測定装置４Ｂが設けられている点である。
【００９８】
測定装置４Ｂは、例えばユーザーからの要請により、投射対象のスクリーンＳＣに対する視点の位置、および投射対象のスクリーンＳＣに対するプロジェクター２の投射位置を測定する。画像処理装置３のスクリーン情報補正情報算出部３１は、測定装置４Ｂの測定結果を元に装置位置情報および視点位置情報を取得し、スクリーン情報補正情報を算出する。
【００９９】
測定装置４Ｂは、例えばＣＣＤカメラ等の撮像部、および演算部により構成される。撮像部は、プロジェクター本体から離れた位置に設けられて、例えば投射対象のスクリーンＳＣ、プロジェクター２、および視聴者を俯瞰的に撮像する。演算部は、撮像部による撮像画像にパターン認証などの処理を施して、投射対象のスクリーンＳＣの位置、プロジェクター２の位置、および視聴者の位置を検出する。演算部は、撮像部の設置位置を加味して、投射対象のスクリーンＳＣに対するプロジェクター２の投射位置、および投射対象のスクリーンＳＣに対する視点の位置を算出する。なお、超音波や電波等を用いた距離センサーにより投射距離や視距離を測定する手法や、赤外線を用いた温度センサーにより視聴者の位置を検出する手法を適用することも可能である。
【０１００】
また、測定装置の他の例としては、発光部、受光部、および演算部により構成される装置が挙げられる。発光部は、視聴者が直接的に操作することにより赤外光等の光を発するものであり、例えばプロジェクター２を操作するためのリモコン等に併設される。受光部は、例えばプロジェクター本体に設けられ、発光部から発せられた光を受けて、この光の強度やこの光が発せられた方向を検出し、検出結果を演算部へ出力する。この検出結果に基づいて、測定装置の演算部は、プロジェクター本体と視聴者との距離を算出し、プロジェクター本体と投射対象のスクリーンＳＣの位置との間の距離（投射距離）を加味して、視聴者と投射対象のスクリーンＳＣの位置との間の距離（視距離）を算出する。投射距離を簡易に得るには、投射距離に代えてプロジェクター２の焦点距離を取得すればよい。
【０１０１】
第２実施形態の画像表示システム１Ｂにあっては、第１実施形態と同様に、画像の表示品質を高めることや、画像表示システムの利便性を高めることができる。また、測定装置４Ｂによる測定結果に基づいてスクリーン特性補正情報を算出することが可能になり、ユーザーの負担を減らしつつ、プロジェクター２の位置や視点の位置の変更に伴うスクリーン特性補正情報の算出を効率的に行うことが可能になる。
【０１０２】
［第３実施形態］
次に、図１４を参照しつつ第３実施形態の画像表示システムについて説明する。図１４は、第３実施形態の画像表示システムの概略構成を示す模式図である。
図１４に示す画像表示システム１Ｃは、画像処理装置としての画像処理部３Ｃ、および操作パネル４Ｃが実装されたプロジェクター２Ｃにより構成されている。
【０１０３】
画像処理部３Ｃは、例えば信号源５から画像データを受け取る。画像処理部３Ｃは、この画像データにスクリーン特性補正処理や階調補正処理、その他のガンマ補正処理等の各種画像処理を施す。画像処理部３Ｃは処理後の画像データを画像形成素子２２〜２４へ入力する。
【０１０４】
操作パネル４Ｃは、ユーザーからスクリーン特性補正情報の算出の要請の入力や、装置位置情報および視点位置情報の入力を受け付ける。また、ユーザーは、操作パネル４Ｃを利用してプロジェクター２Ｃの動作モードの切り替えや、オンオフを制御することが可能になっている。
【０１０５】
第３実施形態の画像表示システム１Ｃにあっては、第１実施形態と同様に、画像の表示品質を高めることや、画像表示システムの利便性を高めることができる。また、および操作パネル４Ｃがプロジェクター２Ｃの一部として設けられているので、使い勝手のよい画像表示システム（プロジェクター２Ｃ）になる。また、画像処理部３Ｃや操作パネル４Ｃに通常のプロジェクターでの処理や機能を持たせることができるので、装置構成をシンプルにすることができる。
【０１０６】
［第４実施形態］
次に、図１５を参照しつつ第４実施形態の画像表示システムについて説明する。図１５は、第４実施形態の画像表示システムの概略構成を示す模式図である。
図１５に示す画像表示システム１Ｄは、プロジェクター２、画像処理装置３Ｄ、および操作パネル４を備えている。
【０１０７】
画像処理装置３Ｄは、スクリーン特性補正情報算出部３１Ｄ、入出力特性記憶部３２、スクリーン特性記憶部３３、階調補正情報記憶部３４Ｄ、スクリーン特性補正情報記憶部３５Ｄ、およびスクリーン特性補正処理部３６Ｄを含んでいる。
【０１０８】
スクリーン特性補正情報算出部３１Ｄは、表示条件の変更に伴う階調値の補正量として、第１実施形態で説明した赤成分用の補正量ＷＳＲｉｊ、緑成分用の補正量ＷＳＧｉｊ、および青成分用の補正量ＷＳＢｉｊを算出する。スクリーン特性補正情報算出部３１Ｄは、階調補正情報記憶部３４Ｄから階調補正情報として、赤成分用の補正量ＷＵＲｉｊ、緑成分用の補正量ＷＵＧｉｊ、および青成分用の補正量ＷＵＢｉｊを読み出す。スクリーン特性補正情報算出部３１Ｄは、表示条件の変更に伴う各基本色の階調値の補正量を、階調補正情報が示す各基本色の階調値の補正量に加算した補正総量をスクリーン特性補正情報としてスクリーン特性補正情報記憶部３５Ｄに格納する。補正総量（ＷＲｉｊ，ＷＧｉｊ，ＷＢｉｊ）は、下記の式（１１）〜式（１３）の式で表される。
ＷＲｉｊ＝ＷＳＲｉｊ＋ＷＵＲｉｊ ・・・式（１１）
ＷＧｉｊ＝ＷＳＧｉｊ＋ＷＵＧｉｊ ・・・式（１２）
ＷＢｉｊ＝ＷＳＢｉｊ＋ＷＵＢｉｊ ・・・式（１３）
【０１０９】
スクリーン特性補正処理部３６Ｄは、スクリーン特性補正情報記憶部３５Ｄからスクリーン特性補正情報を読み出し、例えば信号源５から出力された画像データにスクリーン特性補正処理を施す。スクリーン特性補正処理部３６Ｄは、スクリーン特性補正処理後の画像データをプロジェクター２へ入力し、この画像データに基づいてプロジェクター２は画像を投射する。階調補正情報が示す各基本色の補正量がスクリーン特性補正情報に加味されているので、スクリーン特性補正処理を施すことにより第１実施形態で説明した階調補正処理も合わせて施したことになる。
【０１１０】
第４実施形態の画像表示システム１Ｄにあっては、第１実施形態と同様に、画像の表示品質を高めることや、画像表示システム１Ｄの利便性を高めることができる。また、実質的に階調補正処理を兼ねたスクリーン特性補正処理を行うことができ、スクリーン特性補正処理とは別に階調補正処理を行う場合と比較して、処理に要する負荷を減らすことができる。
【０１１１】
［第５実施形態］
次に、図１６を参照しつつ第５実施形態の画像表示システムについて説明する。図１６は、第５実施形態の画像表示システムの概略構成を示す模式図である。
図１６に示す画像表示システム１Ｅは、プロジェクター２Ｅおよび画像処理装置３Ｅを備えている。プロジェクター２Ｅは、第１実施形態で説明した光源２０、色分離光学系２１、画像形成素子２２〜２４、色合成素子２５、投射光学系２６に加えて、階調補正処理部２７Ｅおよび階調補正情報記憶部２８Ｅを含んでいる。階調補正情報記憶部２８Ｅには、第１実施形態で説明した階調補正情報が格納されている。階調補正処理部２７Ｅは、階調補正情報記憶部２８Ｅから階調補正情報を読み出し、画像処理装置３Ｅにより処理された画像データに階調補正情報を用いて階調補正処理を施す。プロジェクター２Ｅは、階調補正処理後の画像データに基づいて投射画像を投射対象のスクリーンＳＣに投射する。
【０１１２】
画像処理装置３Ｅは、処理部３１Ｅおよび記憶部３２Ｅを含んだコンピューターにより構成されている。記憶部３２Ｅには、各種処理をコンピューターに実行させるプログラムが格納されており、このプログラムを利用して本発明に係る画像処理装置の機能が実現されている。このコンピューターには、表示パネル３４Ｅ、および入力デバイス３５Ｅが接続されている。処理部３１Ｅは、ＣＰＵ等により構成されており、第１実施形態で説明したスクリーン特性補正情報算出部およびスクリーン特性補正処理部として機能する。記憶部３２Ｅは、メモリーやハードディスク等により構成される。
【０１１３】
処理部３１Ｅは、図示略の入出力ポートおよび電気通信回路等を介して、外部のスクリーン特性データベース６と接続されている。スクリーン特性データベース６には、複数の種類のスクリーンの各々に関するスクリーン特性情報が格納されている。ユーザーは、入力デバイスを利用して処理部３１Ｅに指令を送り、スクリーン特性データベース６にアクセスして、処理部３１Ｅに複数のスクリーン特性情報を外部のデータベースから取得させることが可能になっている。処理部３１Ｅは、取得したスクリーン特性情報を記憶部３２Ｅに格納する。
【０１１４】
処理部３１Ｅは、ユーザーから装置位置情報や視点位置情報の入力を受け付けるときに、ユーザー向けの情報を表示パネル３３Ｅに表示する。ユーザーは、表示パネルに表示された情報を参照しつつ、入力デバイス３４Ｅを利用して装置位置情報や視点位置情報を入力する。処理部３１Ｅは、ユーザーが入力した装置位置情報や視点位置情報を取得して記憶部３２Ｅに格納する。
【０１１５】
記憶部３２Ｅには、位置情報、入出力特性情報、スクリーン特性情報の他に、例えばコンテンツ画像を示す画像データが格納される。画像データは、例えば電気通信回路を介してダウンロードされたものや、図示略のビデオキャプチャーボード等を介して外部から入力されたものである。
【０１１６】
処理部３１Ｅは、スクリーン特性補正情報を算出するときに、記憶部３２Ｅに格納されているスクリーン特性情報に対応するスクリーンの種類を、例えば型番の一覧表として表示パネルに表示する。ユーザーは、表示パネルに表示されている一覧表から、投射対象のスクリーンの型番を指定する。例えば、一覧表に投射対象のスクリーンが含まれていない場合には、上述したようにスクリーン特性データベース６から対象となるスクリーン特性情報を取得可能になっている。
【０１１７】
処理部３１Ｅは、第１のスクリーン特性情報と、ユーザーが指定した投射対象のスクリーンＳＣのスクリーン特性を示す第２のスクリーン特性情報とを記憶部３２Ｅから読み出す。処理部３１Ｅは、ユーザーが入力した装置位置情報や視点位置情報を記憶部３２Ｅから読み出す。処理部３１Ｅは、記憶部３２に格納されている入出力特性情報を読み出す。
【０１１８】
処理部３１Ｅは、装置位置情報、視点位置情報、入出力特性情報、および第１、第２のスクリーン特性情報を用いてスクリーン特性補正情報を算出し、算出したスクリーン特性補正情報を記憶部３２Ｅに格納する。処理部３１Ｅは、記憶部３２Ｅからスクリーン特性補正情報を読み出し、スクリーン特性補正情報を用いて画像データにスクリーン特性補正処理を施す。処理部３１Ｅは、スクリーン特性補正処理後の画像データをプロジェクター２Ｅへ出力する。
【０１１９】
第５実施形態の画像表示システム１Ｅにあっては、第１実施形態と同様に、画像の表示品質を高めることや、画像表示システム１Ｅの利便性を高めることができる。また、コンピューターを利用してスクリーン補正情報算出処理およびスクリーン補正処理を実行させるので、専用のロジック回路を用いる必要が低くなる。例えば、汎用のコンピューターに上記のプログラムを実装することにより画像処理装置の機能を実現可能になるので、階調ムラを減らしつつ手軽に表示条件を変更することが可能になり、画像表示システムの１Ｅ利便性が高くなる。
【符号の説明】
【０１２０】
１、１Ｂ〜１Ｅ・・・画像表示システム、２、２Ｃ、２Ｅ・・・プロジェクター、
３、３Ｄ、３Ｅ・・・画像処理装置、３Ｃ・・・画像処理部（画像処理装置）、
４、４Ｃ・・・操作パネル（位置情報入力装置）、４Ｂ・・・測定装置、５・・・信号源、
２０・・・光源、２１・・・色分離光学系、２２〜２４・・・画像形成素子、
２５・・・色合成素子、２６・・・投射光学系、２７Ｅ・・・階調補正処理部、
２８Ｅ・・・階調補正情報記憶部、３１、３１Ｄ・・・スクリーン特性補正情報算出部、
３１Ｅ・・・処理部（スクリーン特性補正情報算出部、スクリーン特性補正処理部）、
３２・・・入出力特性記憶部、３２Ｅ・・・記憶部、
３３・・・スクリーン特性記憶部、３４、３６Ｄ・・・スクリーン特性補正処理部、
３４Ｄ・・・階調補正情報記憶部、３４Ｅ・・・入力デバイス（位置情報入力装置）、
３５、３５Ｄ・・・スクリーン特性補正情報記憶部、３６・・・階調補正処理部、
３７・・・階調補正情報記憶部、
ＳＣ・・・投射対象のスクリーン、ＳＣ１・・・基準のスクリーン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーンに投射された光のうちで前記スクリーンを経た後に前記スクリーンの法線方向と角度θをなす方向に進行する角度成分の光について、各角度成分の光の輝度を示すスクリーンゲインと前記角度θとの対応関係を示す情報をスクリーン特性情報としたときに、基準のスクリーンに関する第１の前記スクリーン特性情報と、投射対象のスクリーンに関する第２の前記スクリーン特性情報と、画像形成素子を含み前記投射対象のスクリーンに画像を投射するプロジェクターの前記投射対象のスクリーンに対する位置を示す装置位置情報と、前記投射対象のスクリーンに対する視点の位置を示す視点位置情報と、前記プロジェクターの画像形成素子へ入力される画像データに規定された階調値と該画像データに基づいてプロジェクターから出力される光の輝度との対応関係を示す入出力特性情報と、する情報取得部と、
前記装置位置情報を用いて、前記プロジェクターから投射される画像の前記投射対象のスクリーン上での各画素の位置に向かう各角度成分の光の進行方向が、前記投射対象のスクリーンの法線方向となす第１の角度を算出し、前記視点位置情報を用いて、前記プロジェクターから投射される画像の前記投射対象のスクリーン上での各画素から前記視点の位置に向かう各角度成分の光の進行方向が前記法線方向となす第２の角度を算出し、前記第１のスクリーン特性情報が示す前記第１の角度に対する第１の前記スクリーンゲインと前記第２のスクリーン特性情報が示す前記第２の角度に対する第２の前記スクリーンゲインとの比率を算出し、前記比率を用いて前記入出力特性情報が示す各階調値に対する前記投射対象のスクリーン上での推定輝度を算出し、前記推定輝度を前記入出力特性情報が示す輝度に近づけるために要求される各階調値の補正量を示すスクリーン特性補正情報を算出するスクリーン特性補正情報算出部を備えていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記プロジェクターにより投射される画像の画像形成素子へ入力される画像データに規定された各画素の階調値を、前記スクリーン特性補正情報が示す各階調値の補正量を用いて補正するスクリーン特性補正処理を施すスクリーン特性補正処理部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記プロジェクターにより投射される画像の前記基準のスクリーン上での各画素における輝度を、前記画像を示す画像データに規定された各画素の階調値に相当する輝度に近づけるように前記画像データが示す階調値を補正するときの各階調値の補正量を示す階調補正情報を取得し、処理後の前記画像データに基づいて前記プロジェクターにより投射される画像の前記投射対象のスクリーン上での各画素の輝度が、処理前の前記画像データに規定された各画素の階調値に相当する輝度に近づくように、前記階調補正情報に基づいて前記画像データを処理する階調補正処理部を備えていることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置により処理された画像データに基づいて投射対象のスクリーンに画像を投射するプロジェクターと、
前記装置位置情報および前記視点位置情報のユーザーからの入力を受け付け、入力された前記装置位置情報および前記視点位置情報を前記画像処理装置へ出力する位置情報入力装置と、
を備えていることを特徴とする画像表示システム。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置により処理された画像データに基づいて投射対象のスクリーンに画像を投射するプロジェクターと、
前記投射対象のスクリーンに対する前記プロジェクターの位置および前記視点の位置を測定し、測定結果を前記画像処理装置へ出力する測定装置と、
を備えていることを特徴とする画像表示システム。
【請求項６】
前記第１のスクリーン特性情報および前記第２のスクリーン特性情報を格納した記憶部を備えていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の画像表示システム。
【請求項７】
スクリーンに投射された光のうちで前記スクリーンを経た後に前記スクリーンの法線方向と角度θをなす方向に進行する角度成分の光について、各角度成分の光の輝度を示すスクリーンゲインと前記角度θとの対応関係を示す情報をスクリーン特性情報としたときに、基準のスクリーンに関する第１の前記スクリーン特性情報と、投射対象のスクリーンに関する第２の前記スクリーン特性情報と、画像形成素子を含み前記投射対象のスクリーンに画像を投射するプロジェクターの前記投射対象のスクリーンに対する位置を示す装置位置情報と、前記投射対象のスクリーンに対する視点の位置を示す視点位置情報と、前記プロジェクターの画像形成素子へ入力される画像データに規定された階調値と該画像データに基づいてプロジェクターから出力される光の輝度との対応関係を示す入出力特性情報と、を取得するステップと、
前記装置位置情報を用いて、前記プロジェクターから投射される画像の前記投射対象のスクリーン上での各画素の位置に向かう各角度成分の光の進行方向が、前記投射対象のスクリーンの法線方向となす第１の角度を算出し、前記視点位置情報を用いて、前記プロジェクターから投射される画像の前記投射対象のスクリーン上での各画素から前記視点の位置に向かう各角度成分の光の進行方向が前記法線方向となす第２の角度を算出し、前記第１のスクリーン特性情報が示す前記第１の角度に対する第１の前記スクリーンゲインと前記第２のスクリーン特性情報が示す前記第２の角度に対する第２の前記スクリーンゲインとの比率を算出し、前記比率を用いて前記入出力特性情報が示す各階調値に対する前記投射対象のスクリーン上での推定輝度を算出し、前記推定輝度を前記入出力特性情報が示す輝度に近づけるために要求される各階調値の補正量を示すスクリーン特性補正情報を算出するステップを有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１】
スクリーンに投射された光のうちで前記スクリーンを経た後に前記スクリーンの法線方向と角度θをなす方向に進行する角度成分の光について、各角度成分の光の輝度を示すスクリーンゲインと前記角度θとの対応関係を示す情報をスクリーン特性情報としたときに、基準のスクリーンに関する第１の前記スクリーン特性情報と、投射対象のスクリーンに関する第２の前記スクリーン特性情報と、画像形成素子を含み前記投射対象のスクリーンに画像を投射するプロジェクターの前記投射対象のスクリーンに対する位置を示す装置位置情報と、前記投射対象のスクリーンに対する視点の位置を示す視点位置情報と、前記プロジェクターの画像形成素子へ入力される画像データに規定された階調値と該画像データに基づいてプロジェクターから出力される光の輝度との対応関係を示す入出力特性情報と、する情報取得部と、
前記装置位置情報を用いて、前記プロジェクターから投射される画像の前記投射対象のスクリーン上での各画素の位置に向かう各角度成分の光の進行方向が、前記投射対象のスクリーンの法線方向となす第１の角度を算出し、前記視点位置情報を用いて、前記プロジェクターから投射される画像の前記投射対象のスクリーン上での各画素から前記視点の位置に向かう各角度成分の光の進行方向が前記法線方向となす第２の角度を算出し、前記第１のスクリーン特性情報が示す前記第１の角度に対する第１の前記スクリーンゲインと前記第２のスクリーン特性情報が示す前記第２の角度に対する第２の前記スクリーンゲインとの比率を算出し、前記比率を用いて前記入出力特性情報が示す各階調値に対する前記投射対象のスクリーン上での推定輝度を算出し、前記推定輝度を前記入出力特性情報が示す輝度に近づけるために要求される各階調値の補正量を示すスクリーン特性補正情報を算出するスクリーン特性補正情報算出部を備えていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記プロジェクターにより投射される画像の画像形成素子へ入力される画像データに規定された各画素の階調値を、前記スクリーン特性補正情報が示す各階調値の補正量を用いて補正するスクリーン特性補正処理を施すスクリーン特性補正処理部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記プロジェクターにより投射される画像の前記基準のスクリーン上での各画素における輝度を、前記画像を示す画像データに規定された各画素の階調値に相当する輝度に近づけるように前記画像データが示す階調値を補正するときの各階調値の補正量を示す階調補正情報を取得し、処理後の前記画像データに基づいて前記プロジェクターにより投射される画像の前記投射対象のスクリーン上での各画素の輝度が、処理前の前記画像データに規定された各画素の階調値に相当する輝度に近づくように、前記階調補正情報に基づいて前記画像データを処理する階調補正処理部を備えていることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置により処理された画像データに基づいて投射対象のスクリーンに画像を投射するプロジェクターと、
前記装置位置情報および前記視点位置情報のユーザーからの入力を受け付け、入力された前記装置位置情報および前記視点位置情報を前記画像処理装置へ出力する位置情報入力装置と、
を備えていることを特徴とする画像表示システム。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置により処理された画像データに基づいて投射対象のスクリーンに画像を投射するプロジェクターと、
前記投射対象のスクリーンに対する前記プロジェクターの位置および前記視点の位置を測定し、測定結果を前記画像処理装置へ出力する測定装置と、
を備えていることを特徴とする画像表示システム。
【請求項６】
前記第１のスクリーン特性情報および前記第２のスクリーン特性情報を格納した記憶部を備えていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の画像表示システム。
【請求項７】
スクリーンに投射された光のうちで前記スクリーンを経た後に前記スクリーンの法線方向と角度θをなす方向に進行する角度成分の光について、各角度成分の光の輝度を示すスクリーンゲインと前記角度θとの対応関係を示す情報をスクリーン特性情報としたときに、基準のスクリーンに関する第１の前記スクリーン特性情報と、投射対象のスクリーンに関する第２の前記スクリーン特性情報と、画像形成素子を含み前記投射対象のスクリーンに画像を投射するプロジェクターの前記投射対象のスクリーンに対する位置を示す装置位置情報と、前記投射対象のスクリーンに対する視点の位置を示す視点位置情報と、前記プロジェクターの画像形成素子へ入力される画像データに規定された階調値と該画像データに基づいてプロジェクターから出力される光の輝度との対応関係を示す入出力特性情報と、を取得するステップと、
前記装置位置情報を用いて、前記プロジェクターから投射される画像の前記投射対象のスクリーン上での各画素の位置に向かう各角度成分の光の進行方向が、前記投射対象のスクリーンの法線方向となす第１の角度を算出し、前記視点位置情報を用いて、前記プロジェクターから投射される画像の前記投射対象のスクリーン上での各画素から前記視点の位置に向かう各角度成分の光の進行方向が前記法線方向となす第２の角度を算出し、前記第１のスクリーン特性情報が示す前記第１の角度に対する第１の前記スクリーンゲインと前記第２のスクリーン特性情報が示す前記第２の角度に対する第２の前記スクリーンゲインとの比率を算出し、前記比率を用いて前記入出力特性情報が示す各階調値に対する前記投射対象のスクリーン上での推定輝度を算出し、前記推定輝度を前記入出力特性情報が示す輝度に近づけるために要求される各階調値の補正量を示すスクリーン特性補正情報を算出するステップを有することを特徴とする画像処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−２０５１９９（Ｐ２０１１−２０５１９９Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６７９５６（Ｐ２０１０−６７９５６）
【出願日】平成２２年３月２４日（２０１０．３．２４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２４日（２０１０．３．２４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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