影像处理装置和使用它的投影仪装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于对画面整体或一部分的视认性低的影像提高其视认性的影像处 理装置，特别涉及在投影显示影像的影像显示装置中，进行适于投影面的影像修正的影像 处理装置和使用它的投影仪装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，投影仪的小型化正在发展，由此，例如在视听室和大厅等固定设置的对屏 幕进行投影的投影仪变得能够携带搬运，能够自由地移动设置。作为这样的携带型的投影 仪的用途，有在会议室中利用白板或墙壁简便地投影影像这样的业务需求，使用场景正在 多样化。
[0003] 此外，作为本发明的【背景技术】，已知以下的专利文献。即，该专利文献1中，公开了 对于梯形畸变修正时的放大/缩小操作的几何模糊，用锐化处理使其减少的技术。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开2011-77971号公报
【发明内容】
[0007] 发明要解决的课题
[0008] 此处，可携带的投影仪中，因为可以自由改变其设置位置，所以投影的影像的画质 发生问题。
[0009] 即，该问题之一在于投影仪与投影面的位置关系。
[0010] 在从投影仪对屏幕等投影影像时，光线相对于投影面垂直，即相对于投影仪的光 轴垂直地投影的影像，一般成为矩形影像，但是例如加上仰角投影的影像成为梯形畸变的 影像。
[0011] 于是，在投影仪中，进行称为梯形畸变修正（或者keystone修正）的几何变换，将 投射的影像从梯形影像修正为矩形影像。此时，因各影像位置而发生分辨率劣化的弊病，因 此会在局部产生模糊。
[0012] 但是，上述梯形畸变修正时的几何变换因为改变从投影仪对投影面照射的单位面 积的光束，所以也对投影的影像的对比度造成影响。结果，例如加上仰角投影的影像中，存 在影像的上部的对比度降低的课题。
[0013] 此外，实现减少模糊并且提高对比度的技术时，产生电路规模增大、成本增大和影 响基板的小型化设计这样的不适于可携带的投影仪的课题。
[0014] 用于解决课题的技术方案
[0015] 本发明是鉴于上述现有技术中的课题而达成的，具体而言，目的在于提供一种适 当地抑制模糊和对比度降低的影像处理装置和使用它的投影仪装置。
[0016] 为了达成上述目的，本发明例如提供一种影像处理装置，包括将输入影像信号输 入的输入部和修正所述输入影像信号的影像修正部，所述影像修正部利用共用的电路进行Retinex处理的一部分和分辨率复原（反卷积）处理的一部分。其中，在该结构中，基于使 用了对输入影像信号实施镜面反射成分（specular成分）滤波后的第一输出、实施漫反射 成分（diffuse成分）滤波后的第二输出和实施环境光成分（ambient成分）滤波后的第三 输出的运算结果来进行所述Retinex处理，通过至少基于所述第一输出和所述第二输出的 运算处理来进行所述分辨率复原（反卷积）处理。
[0017] 此外，本发明提供一种投影仪装置，包括光源、影像处理装置和基于来自所述影像 处理装置的显示控制信号生成并投射影像的影像显示装置，所述影像处理装置是上述记载 的影像处理装置，在所述Retinex处理和反卷积处理中进行所述投影仪进行的梯形畸变修 正，根据所述梯形畸变修正中的影像几何变换来调整Retinex处理和反卷积处理中的修正 强度。
[0018] 发明效果
[0019] 根据本发明，提供一种能够同时实现提高视认性的Retinex(视网膜大脑皮层理 论）处理和反卷积处理的小规模电路的影像处理装置；和在梯形畸变修正的几何变换中， 使用该影像处理装置适当地抑制模糊和对比度降低的影像显示装置和使用它的投影仪装 置。
[0020] 此外，上述以外的课题、结构和效果将通过以下的实施方式的说明而说明。
【附图说明】
[0021] 图1是表示本发明的影像处理装置和影像显示装置的结构图的一例的框图。
[0022] 图2是表示实施例1中的影像处理装置的影像修正部的一例的框图。
[0023] 图3是说明高斯分布的图。
[0024] 图4是说明一般的Retinex部中的处理的功能框图。
[0025]图5是说明使用Phong反射模型的反射光的性质的图。
[0026]图6是说明使用影像的亮度值的镜面反射修正增益和漫反射修正增益的图。
[0027] 图7是说明使用Phong反射模型的Retinex部的处理的图。
[0028] 图8是说明实施例1中的分辨率复原部的功能框图。
[0029] 图9是表示实施例2中的影像处理装置的影像修正部的一例的框图。
[0030] 图10是说明实施例2中的分辨率复原部的功能框图。
[0031] 图11是说明投影仪的内部影像信号、使投影仪对与光轴垂直的平面投影的影像、 对投影仪的光轴加上仰角投影的影像的图。
[0032] 图12是说明进行了梯形畸变修正后的投影仪的内部影像信号、对投影仪应用了 梯形畸变修正并投影的影像的图。
[0033] 图13是说明使投影仪对与光轴垂直的平面投影时的光线、对投影仪的光轴加上 仰角而投影时的光线的图。
[0034] 图14是说明加上仰角投影时的轮廓影像的像素、加上仰角投影时的轮廓影像的 亮度的图。
[0035] 图15是说明对与光轴垂直的平面投影时的像素位置和差、对光轴加上仰角而投 影时的像素位置和差的图。
[0036] 图16是说明实施例2中的调整增益计算部的功能框图。
【具体实施方式】
[0037] 以下参考附图详细说明本发明的实施方式。但是，本发明不限定于这些实施方式， 此外，在以下说明实施方式的各图中，对于相同的部件附加相同符号，省略其反复的说明。
[0038]【实施例1】
[0039] 本实施例（实施例1)对于能够同时实现提高视认性的Retinex(视网膜大脑皮层 理论）处理和分辨率复原（Deconvolution:反卷积）处理的小规模电路的影像处理装置和 影像显示装置，用液晶投影仪的结构作为其一例进行说明。
[0040] 图1是表示本实施例的液晶投影仪（即影像处理装置和影像显示装置）的结构的 一例的框图，由图中可知，影像装置10包括用广播信号或从PC输出的影像输入信号11作 为输入来进行影像信号系统的处理的影像处理装置100 ;和用控制液晶面板的液晶的显示 控制信号12作为输入来进行用于生成投射影像13的光学系统处理的影像显示装置200。
[0041] 影像处理装置100包括：用影像输入信号11作为输入、例如通过压缩影像信号的 解码、IP变换、缩放、梯形畸变修正等将其变换为内部影像信号102的输入信号处理部101; 用内部影像信号102作为输入来生成提高视认性的修正影像信号103的影像修正部300 ; 和用修正影像信号103作为输入、对于修正影像信号基于显示画面的水平/垂直同步信号 生成显示控制信号12的时序控制部104。
[0042] 影像显示装置200包括生成光线202的光源201;用上述影像处理装置100输出 的显示控制信号12作为输入、按每个像素调整来自上述光源的光线202的灰度等级而生成 投射影像的液晶面板203 ;和调整透过了液晶面板203的光线204的焦点的镜头205。
[0043] 图2是说明本发明的影像处理装置中的影像修正部300的图。
[0044] 影像修正部300例如具有大小2种尺度（Scale)的滤波器，设其中小尺度的滤波 器为滤波器1部301，另一个大尺度的滤波器为滤波器2部302。
[0045] 此外，该影像修正部300包括用内部影像信号102、滤波器1输出信号303和滤波 器2输出信号304作为输入、按照Retinex理论进行局部对比度修正而生成Retinex修正 信号305的Retinex部500 ;和用内部影像信号102、上述Retinex修正信号305、用选择器 310选择滤波器1的输出信号303或滤波器2的输出信号304得到的滤波器信号306作为 输入来进行减少模糊和提高对比度的分辨率复原（反卷积）部600。
[0046] 接着，在说明Retinex部500的结构之前，说明现有的基于Retinex理论的影像修 正处理。
[0047] 根据现有的对比度的修正方法，对于包括从低亮度至高亮度的区域的影像，在为 了以一部分亮度区域为对象提高视认性而进行修正的情况下，对象以外的某一个亮度区域 中，可能发生灰度等级损失。例如，拍摄了同时映出明亮的室外到阴暗的室内的影像的情况 下，要通过对比度修正提高室内拍摄到的被摄体的视认性时，室外影像的亮度区域有损失。
[0048] 于是，作为解决该问题的方法有局部地对影像的对比度进行修正的技术，作为其 中之一可以举出Retinex理论。
[0049] 此处，Retinex理论是表示色彩恒常性和明亮度恒常性这样的人眼的视觉特性 的理论。根据该理论，通过从影像分离照明光成分能够抽出反射光成分。因此，通过基于 Retinex理论的影像修正处理，阴暗的室内和明亮的逆光下的影像，都可以通过除去使该影 像中的被拍摄体看不清的原因的照明光成分的影响，抽出反射光成分，从而得到视认性高 的影像。因此，能够用数字灰度等级适当地压缩为人观看感觉自然的动态范围的影像。
[0050] 此处，根据Retinex理论，影像I用照明光L与反射率r的积表达，所以能够记作 I=L.r。C/SRetinex(Center/Sur;roundRetinex:中央/环绕Retinex)中，推测L符合 以影像中的关注像素为中心的高斯分布（GaussianDistribution)，通过对数空间中的高 斯分布与关注像素的差求出对数空间的反射光成分R。此处，设关注像素的亮度值为I(x， y)，高斯分布为F(x，y)时，用下式记载。
[0051]【式1】
[0052]
[0053] 数式1中，以二维空间中的原点为中心的标准差〇的高斯分布用下式记载（此处 标