投影系统、图像处理装置和校正方法
【技术领域】
[0001] 本发明一般地设及投影系统、图像形成装置、校正方法、系统和程序。更具体地，本 发明设及用于通过多个投影仪在投影体上投影图像的投影系统、被包括在投影系统中的图 像处理装置、通过计算机执行的校正方法、包括用于实现图像处理装置的程序的系统和投 影装置。
【背景技术】
[0002] 最近，多投影技术受到了越来越多的关注，在该多投影技术中多个投影仪W使得 来自投影仪的投影图像在重叠区域内彼此重叠的方式被布置，从而可W在屏幕上投影单个 高分辨图像。
[0003] 已知在日本专利No. 3908255 ("专利文献1")中公开了该样的多投影技术。在专 利文献1的图像投影系统中，在校正中，从每个投影仪将具有四个或更多其坐标位置已知 的特征点的参考图像投影在屏幕上。在此，参考图像是指其中例如W恒定间隔布置亮点或 十字的已知图像。
[0004] 然后，检测在由数字相机所捕捉的（成像的）参考图像上的特征点的位置。此外， 基于所检测的投影仪的四个或更多特征点的位置，投影仪的投影图像被变换，检测重叠区 域，并且进行混合处理。通过由投影仪在屏幕上W使得图像被布置W便彼此具有重叠区域 的方式投影所变换的并且混合处理过的图像，可W投影单个高分辨图像。
[0005] 此外，存在关于多投影或堆叠生产中的校正方法的已知技术（参见例如日本专利 特开2013-074475号公报（"专利文献2"))。
[0006] 在上文描述的相关技术投影系统中，假设其中可W进行投影而无需特别注意投影 图像在像墙壁之类的宽屏幕中的位置的状况。然而，可能存在该样的情况，其中期望投影图 像被成像为适合像用于展示事件、广告等的具有腿的白板的、与墙壁分离的平面屏幕内，或 者期望投影图像被成像为适合附于具有诸如大理石之类的图案的墙壁（而不与墙壁分离） 的专用屏幕的投影区域内。
【发明内容】
[0007] 根据本发明的一个方面，投影系统包括；多个投影单元，共同将图像整体投影在投 影区域上；生成单元，基于投影单元的投影图像与投影区域之间的指定关系，生成包括相应 的校正点的校正图像，所述校正点用于检测由相应的投影单元投影的投影图像的失真；和 补偿系数计算单元，基于通过捕捉在投影区域上投影的校正图像而获取的一个或多个校正 捕捉图像，计算与投影单元对应的补偿系数。此外，所述生成单元还W如下方式在与在投影 区域的外部区域中投影所述投影图像的投影单元对应的校正图像中生成余量部分；使得在 所述校正图像内定义了校正点的部分被投影在投影区域内，同时与彼此相邻的投影单元相 对应的在所述校正图像内定义了校正点的部分重叠。
【附图说明】
[000引当结合附图阅读时本发明的其他目标、特征和优势将从下面的描述中变得更为明 显，附图中，
[0009] 图1是示意性图示根据实施例的投影系统的示例性整体配置的图；
[0010] 图2是根据实施例的投影系统的示例性功能方框图；
[0011] 图3A至3D是图示在校正处理中的问题的图；
[0012] 图4A至4E是图示在校正处理中另一问题的图；
[0013] 图5A至5C是示例性图示按行水平布置的各个校正图像，根据第一实施例所述校 正图像被生成用于=个投影仪；
[0014] 图6A和6B图示当使用图5A至5C的校正图像时的示例投影状态；
[0015] 图7是根据第一实施例的校正处理的整体处理的流程图；
[0016] 图8是图示由根据第一实施例的图像处理设备引起的通过多个投影仪投影的校 正投影场景的示例的图；
[0017] 图9是图示根据实施例由几何补偿系数计算部分计算几何补偿系数的示例计算 处理的流程图；
[001引 图10A和10B是图示使用合并校正点坐标（integratedcorrectionpoint coordinate)通过线性外插来计算可投影区域的周边（circumference)坐标的方法的图；
[0019] 图11是图示在第一校正之后=个投影仪的可投影区域、投影目标区域和内容图 像在合并坐标系上的示例映射的图；
[0020] 图12是图示在第一校正之后在投影仪存储器上的坐标相对于与投影内容图像的 位置相对应的相同放大内容图像的像素位置的关系的图；
[0021] 图13是图示混合系数相对于在投影仪存储器上的坐标的关系的图；
[0022] 图14A图示几何补偿系数的示例数据结构；
[0023] 图14B图示混合系数的示例数据结构；
[0024] 图15是图示根据实施例由补偿处理部分所进行的基于补偿系数的示例补偿处理 的图；
[0025] 图16是图示根据实施例用于对投影目标区域的四个角位置的精细调整的示例用 户界面屏幕的图；
[0026] 图17是图示在调整之后S个投影仪的可投影区域、投影目标区域和相同放大内 容图像到合并坐标系上的示例性映射的图；
[0027] 图18是图示在调整之后在投影仪存储器上的坐标相对于在与投影内容图像的位 置相对应的相同放大内容图像上的像素位置的关系的图；
[002引图19A至19D是图示可W应用根据实施例的校正处理的多投影的其他示例的图；
[0029] 图20是图示在另一实施例中从投影仪投影的校正投影场景的示例的图；
[0030] 图21A和21B是图示超短焦投影仪的投影图像与安装条件之间的关系的图；
[0031] 图22A是图示在校正图案可W基于投影仪的投影图像与安装条件之间的各种几 何条件而适当地覆盖屏幕的情况下的示例投影状态的图；
[0032] 图22B是图示在校正图案基于各种几何条件而从屏幕的上侧突出的情况下的示 例投影状态的图；
[0033] 图22C是图示在校正图案基于各种几何条件而从屏幕的上侧、下侧、左侧和右侧 突出的情况下的示例投影状态的图；
[0034] 图23是根据第二实施例的校正处理的整体处理的流程图；
[0035] 图24A和24B是图示包括各自的屏幕对应区域指定标记的初始校正的图像和作为 该初始校正的图像的投影的初始校正投影图像的图；
[0036] 图25A至25C是图示根据第二实施例的余量计算处理的示例的图；
[0037] 图26是图示可W适当地应用基于高宽比的余量指定模式和基于屏幕对应区域指 定的余量指定模式的状态的图；和
[003引图27是图示根据实施例的通用计算机设备的示例硬件配置的图。
【具体实施方式】
[0039] 在多投影技术的相关领域技术中，基本上使用用于校正的图像，其中在整个可投 影图像的每个部分中W点阵（lattice)的方式布置特征点。在该种情况下，期望调整投影 图像的位置、变焦（zoom)和投影仪的投影角度，W便在要在其上投影的各自投影区域内投 影图像，其中特征点的图案被投影W便投影图像而在不在图像之间形成空隙。
[0040] 然而，依赖于条件，难W进行调整。该是因为，由于在诸如要在其上投影的投影区 域的高宽比之类的形状特征与诸如投影仪的可投影区域的高宽比和连接（投影仪）的数目 之类的安装条件之间的关系，可调整范围是有限的。
[0041] 考虑到该问题做出本发明，并且本发明可W提供投影系统、图像处理装置、校正方 法、系统和程序，它们能够基于在投影仪的投影图像与其中由投影仪投影整个图像的投影 目标区域之间的关系容易地进行多个投影部件（投影仪）的校正操作。
[0042] 在下文中描述本发明的实施例。然而，应当注意到，本发明不限于该些实施例。在 下面的实施例中，作为投影系统的示例，描述了投影系统100,其包括作为投影部件的多个 投影仪、作为成像部件的相机和进行总体控制的图像处理装置。
[00创整体配置
[0044] 图1示意性地图示根据实施例的投影系统100的示例总体配置。图1的投影系统 100包括进行系统的总体控制的图像处理装置110、多个投影仪150、相机160和输入设备 170。投影系统100的配置不限于特定配置。
[0045] 然而，在下面的描述中，描述该样的情况，其中在投影表面上组合=个投影仪 150a、15化和150c的投影图像（也就是，与所谓"多投影"相对应的配置），使得基于组合 图像的图像被投影在比单个投影仪的投影区域更大的区域内。
[0046] 典型地可W使用诸如个人计算机、工作站等的通用计算机，作为图像处理装置 110。请注意，图像处理装置110不限于该样的通用计算机。例如，图像处理装置110可W 被实施为专用计算机。另外，图像处理装置110可W被实施在投影仪150的任意一个中或 者实施在诸如平板计算机的设备中。
[0047] 投影仪150是采用液晶方法、数字光处理值LP)方法、娃上液晶（LC0巧方法等的 投影设备。相机160是成像设备，其包括诸如互补金属氧化物半导体（CMOS)、电荷禪合器件 (CCD)等的图像传感器和用于在图像传感器的光接收区域上形成图像的诸如透镜的成像形 成光学系统。相机160可W被提供为诸如环球网（WEB)相机、数字静止相机、数字摄相机等 的专用设备，或者可w被集成至诸如智能电话终端、平板终端等的设备中。
[0048] 输入设备170指诸如鼠标、键盘、触摸面板、操作面板等的输入设备，用于从用户 接收指令。当生成图像用于校正时W及当校正结果被精细调整时，使用输入设备170。在 此，输入设备170可W连接至图像处理装置110、投影仪150或者相机160,或者输入设备 170可W是集成于其中的设备。
[0049] 在投影系统100中，安装了屏幕102,屏幕102是提供投影的区域的投影体。投影 仪150W使得由投影仪150投影的各自图像的投影中屯、在屏幕102上彼此分离的方式而安 装。图像处理装置110生成用于要由投影仪150a、15化和150c投影的多个投影图像的数 据，并且向相应投影仪150输出用于多个投影图像的数据。
[0050] 投影仪150在屏幕102上投影从图像处理装置110输入了数据的相应投影图像。 在屏幕102上，如在图1中图示，由相应投影仪150a、15化和150c投影多个投影图像104a、 104b和104c。投影图像104a、104b和104c在投影表面上组合W形成单个投影图像106。 [0化1] 在投影系统100中，在投影（投影模式）之前通常进行校正处理。在校正处理（校 正模式）中使用图1的相机160。在校正模式中，投影仪150输出要被用于校正的相应图 像（"校正图像（correctedimage)")，并且在屏幕102上投影对应的投影图像。在此，W 使得投影图像被投影在视角内的方式设置相机160的视点和视场。为此目的，典型地，进行 几次用于校正的图像形成。
[0052] 通过相机160捕捉的捕捉图像（下文中，其中捕捉了校正的图像的捕捉图像被称 作"校正捕捉图像"）经由诸如无线局域网（LAN)、藍牙（注册商标）、无线通用串行总线 扣SB)等的无线连接或者经由诸如有线US