专利名称：投影仪颜色校正方法
技术领域：
本发明涉及投影仪颜色校正装置、投影仪颜色校正方法和投影仪，更具体而言，涉及提高颜色再现精确度的投影仪颜色校正装置、投影仪颜色校正方法以及应用所述装置和方法的投影仪。
背景技术：
投影仪被用于将图像投影到诸如屏幕这样的投影平面上。为了使用这种投影仪，已知一种投影仪颜色校正方法，用于校正投影平面上的图像的颜色，以便这些颜色准确地匹配图像数据中记录的颜色。
例如，JP-A-2001-320725公开了一种用于环境自适应图像处理方法的技术，用于校正被投影仪所投影的颜色。该技术根据视觉环境校正图像的颜色。于是，该技术包括以下步骤捕捉视觉环境的步骤，将捕捉到的视觉环境变换成预定颜色空间中的坐标值的步骤，基于预定参考环境校正中的预定颜色在预定颜色空间中的坐标值、经变换的坐标值以及与经变换的坐标值形成互补颜色对的坐标值，来校正用于显示的输入/输出数据的步骤，以及基于经校正的输入/输出数据显示图像的步骤。
在这种颜色校正方法中，基于反映投影仪环境信息的坐标值和形成互补颜色对的坐标值来校正被图像显示装置所使用的用于显示的输入/输出特性数据，从而实现在显示期间适应于环境的颜色再现。一种具体的颜色再现方法包括利用彩色传感器捕捉可从白色图像的投影平面获得的颜色信息(RGB、XYZ等)，并将关于捕捉到的白色图像上的颜色信息映射到处于预先设置的标准白色的原始CIELAB颜色空间。在这种情况下，如果标准白色不在L轴上，则在白色的ab平面上计算从L轴起始的有界向量，并且找出与起始于L轴的相反向量的位置相对应的颜色(即互补颜色)，并且提供该颜色作为经校正的颜色。实际上，该处理是对除白色外的多个半色调无彩色执行的，并且这是以gamma校正LUT中的存储形式实现的。
这种传统投影仪颜色校正方法是以均一颜色的投影平面为前提的，这是影响投影仪的颜色再现的一个因素。因此，如果投影平面的颜色不均一，则无法实现更准确的颜色校正。其原因在于传统颜色校正方法虽然获取了投影平面上的颜色信息，但是却无法获取与投影图像的像素级别相对应的颜色信息，因此只能对与投影平面上的平均颜色相对应的一种颜色执行颜色校正处理。
此外，传统投影仪颜色校正方法是以投影平面上没有图案为前提的，这是影响投影仪的颜色再现的一个因素。因此，如果在投影平面中存在图案，则无法实现更准确的颜色校正。其原因在于传统颜色校正方法虽然获取了投影平面上的颜色信息，但是却无法获取与投影图像的像素级别相对应的详细颜色信息，因此只能对与投影平面上的平均颜色相对应的一种颜色执行颜色校正处理。
此外，传统投影仪颜色校正方法是以环境光均一地照射投影平面为前提的，这是影响投影仪的颜色再现的一个因素。因此，如果环境光没有均一地照射投影平面，则无法实现更准确的颜色校正。其原因在于传统颜色校正方法虽然获取了关于投影平面上的环境光的颜色信息，但是却无法获取与投影图像的像素级别相对应的详细颜色信息，因此只能对与投影平面上的平均环境光相对应的一种颜色执行颜色校正处理。
需要一种能够提高投影仪的颜色再现精确度的技术。需要即使在投影仪的投影平面的颜色不均一的情况下也能实现稳定的颜色再现的技术。需要即使在环境光没有均一地照射投影仪的投影平面的情况下也能实现稳定的颜色再现的技术。
作为一种相关技术，JP-A-2000-31670公开了一种用于颜色均一性校正方法的技术。该技术是用于光学显示平面上的显示颜色的颜色均一性校正方法，在该光学显示平面上，由显示设备的图像生成器生成了所显示的彩色图像。通过施加到图像生成器的参考彩色图像数据在其上显示了参考彩色图像的光学显示平面被划分成多个三角区域。在位于各三角区域的三个顶点的参考像素处测量颜色坐标。在参考像素处同时确定照度(luminance)校正量。照度校正量是基于各三角区域中三个参考像素处的照度校正量，根据各三角区域内的每个像素处的预定函数找到的。施加到图像生成器的与各三角区域中的每个像素相对应的彩色图像数据根据照度校正量被校正。
该技术想要适当地确定用于校正显示屏幕上的颜色的均一性不足的正确的量，以对显示屏幕上的细节执行适当的校正。
JP-A-11-313346公开了一种用于投影视频图像测试装置的技术。该技术被配置为基于对安装在屏幕上的光学传感器的光学量和屏幕上的投影视频图像的成像数据中与光学传感器的位置相对应的部分光学量的比较，来测量所投影的视频图像的绝对光学量，以生成测量结果。
JP-A-2002-41016公开了一种用于环境自适应图像显示系统的技术。基于该技术的图像显示系统是用于基于指示所显示的图像区域中的视觉环境的环境信息，来校正和显示图像的图像显示系统。该系统包括用于存储的装置和用于校正的校正装置。用于存储的装置存储了用于基于环境信息校正图像的亮度的亮度校正信息，以及用于基于环境信息校正图像的颜色的颜色校正信息。用于校正的校正装置基于亮度校正信息和颜色校正信息校正图像上的用于显示的图像信息。
JP-A-2002-125125公开了一种用于环境自适应图像显示系统的技术。基于该技术的图像显示系统是用于基于指示所显示的图像区域中的视觉环境的环境信息，校正和显示图像的图像显示系统。该系统包括这样的校正装置其用于在存在环境光影响的情况下，基于环境信息校正供用于显示图像的装置所用的显示输入/输出特性数据，以便至少在较低的半色调带中增大输出。
JP-A-2003-50572公开了一种用于图像显示系统的技术。基于该技术的图像显示系统是用于根据环境校正图像的半色调的图像显示系统。该系统包括图像显示装置、环境捕捉装置和半色调校正装置。图像显示装置显示校准图像。环境捕捉装置捕捉在其中使用图像显示装置的环境，以生成指示使用环境的使用环境信息。半色调校正装置基于使用环境信息进行半色调校正。图像显示装置以相同的颜色但以两个不同的半色调级别，显示校准图像，并且显示已经被校正过半色调的图像。环境捕捉装置在每个半色调级别的校准图像被显示的状态下，生成两种使用环境信息。半色调校正装置基于指示在处于两个半色调级别的校准图像在理想环境下被显示时所捕捉到的环境的两种理想环境信息之间的差异，并且基于两种使用环境信息之间的差异，进行半色调校正。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种即使在投影仪的投影平面的颜色不均一的情况下也能够实现稳定的颜色再现的投影仪颜色校正装置，一种投影仪颜色校正方法和一种应用它们的投影仪。
本发明的另一个目的是提供一种即使在投影仪的投影平面上存在图案的情况下也能够实现稳定的颜色再现的投影仪颜色校正装置，一种投影仪颜色校正方法和一种应用它们的投影仪。
本发明的另一个目的是提供一种即使在环境光没有均一地照射投影仪的投影平面的情况下也能够实现稳定的颜色再现的投影仪颜色校正装置，一种投影仪颜色校正方法和一种应用它们的投影仪。
本发明的另一个目的是提供一种在投影仪本身的投影平面上颜色不均一的情况下能够减轻投影仪的投影平面上的颜色不均一性的影响的投影仪颜色校正装置，一种投影仪颜色校正方法和一种应用它们的投影仪。
下面将利用具体实施方式
中使用的标号和符号来描述用于解决问题的装置。这些标号和符号是在括号中添加的，以便阐明权利要求和具体实施方式
中的描述之间的关联。但是，这些标号或符号不应当被用来解释权利要求中描述的本发明的技术范围。
为了解决上述问题，本发明的一种投影仪颜色校正方法，包括颜色变换生成步骤，用于基于预先设置的关于图像(5)的第一颜色信息(XW1，YW1，ZW1)和关于作为投影在投影平面(2)上的图像(5)的图像(7)的第二颜色信息(XW2，YW2，ZW2/X2，Y2，Z2)，生成图像(5)的每个像素或块的颜色变换；以及颜色校正步骤，用于利用颜色变换，逐像素或逐块地校正输入图像(DI)的颜色。
在该投影仪颜色校正方法中，颜色变换生成步骤包括输入步骤，用于通过用户接口(48)接收输入；以及变换步骤，用于基于输入，生成颜色变换。
在该投影仪颜色校正方法中，颜色变换生成步骤包括颜色信息获取步骤，用于获取第二颜色信息(XW2，YW2，ZW2)，作为投影平面上的图像(7)的每个像素或块的颜色信息；以及颜色变换计算步骤，用于基于第一颜色信息(XW1，YW1，ZW1)和第二颜色信息(XW2，YW2，ZW2)，计算图像(5)的每个像素或块的颜色变换。
在该投影仪颜色校正方法中，颜色变换生成步骤包括关联步骤，用于将图像(5)投影到投影平面(2)上，并且捕捉图像以获取捕捉到的图像(7)，以便确立图像(5)的像素或块和捕捉到的图像(7)的像素或块之间的关联；颜色信息获取步骤，用于获取第二颜色信息(XW2，YW2，ZW2)，作为捕捉到的图像(7)的每个像素或块的颜色信息；以及颜色变换计算步骤，用于基于第一颜色信息(XW1，YW1，ZW1)、第二颜色信息(XW2，YW2，ZW2)和像素或块的关联，计算图像(5)的每个像素或块的颜色变换。
在该投影仪颜色校正方法中，颜色变换生成步骤包括关联步骤，用于将图案图像(5)投影到投影平面(2)上，并且捕捉图案图像以获取捕捉到的图案图像(7)，以便确立图案图像(5)的像素或块与捕捉到的图案图像(7)的像素或块的关联；颜色信息获取步骤，用于将彩色图像(5c)投影到投影平面(2)上，捕捉彩色图像以获取捕捉到的彩色图像(7c)，并且获取第二颜色信息(XW2，YW2，ZW2)，作为捕捉到的彩色图像(7c)的每个像素或块的颜色信息；以及颜色变换计算步骤，用于基于第一颜色信息(XW1，YW1，ZW1)、第二颜色信息(XW2，YW2，ZW2)和像素或块的关联，计算彩色图像(5)的每个像素或块的颜色变换。
在该投影仪颜色校正方法中，图像(5)或图案图像(5)被呈现为多个图像，相关联的捕捉到的图像被获取作为与多个图像相关联的捕捉到的图像，并且相关联的捕捉到的图像被扫描，以确立图像(5)或图案图像(5)的像素或块与捕捉到的图像(7)或捕捉到的图案图像(7)的像素或块的关联。
在该投影仪颜色校正方法中，颜色变换生成步骤包括特征点关联步骤，用于将图案图像(5)投影到投影平面(2)上，并且捕捉图案图像以获取捕捉到的图案图像(7)，以及确立图案图像(5)的特征点与捕捉到的图案图像(7)的特征点的关联；特征点颜色信息获取步骤，用于将彩色图像(5c)投影到投影平面(2)上，捕捉彩色图像以获取捕捉到的彩色图像(7c)，并且获取第二颜色信息(XW2，YW2，ZW2)，作为关于捕捉到的彩色图像(7c)的特征点的颜色信息；特征点颜色变换计算步骤，用于从预先设置的第一颜色信息(XW1，YW1，ZW1)、第二颜色信息(XW2，YW2，ZW2)和像素或块的关联，计算彩色图像(5c)的特征点的颜色变换；以及颜色变换计算步骤，用于计算输入图像的每个像素或块的颜色变换，并用于从代表点的颜色变换计算特征点的颜色变换。
在该投影仪颜色校正方法中，颜色变换包括方程或查找表或其组合。
为了解决上述问题，本发明的一种投影仪颜色校正装置包括颜色变换生成单元(27/38)和颜色校正单元(26/36)。颜色变换生成单元(27/38)基于预先设置的第一颜色信息(XW1，YW1，ZW1)和关于投影在投影平面(2)上的图像(7)的第二颜色信息(XW2，YW2，ZW2)，生成图像(2)的每个像素或块的颜色变换。颜色校正单元(26/36)利用颜色变换，逐像素或逐块地校正输入图像的颜色。
在该投影仪颜色校正装置中，颜色变换生成单元(27)包括变换单元，用于基于通过用户接口(38)的输入，生成颜色变换。
在该投影仪颜色校正装置中，颜色变换生成单元包括关联单元(21)、关联存储存储器(22)、颜色信息获取单元(23)、颜色变换计算单元(23)和颜色变换存储存储器(25)。关联单元(21)获取通过捕捉投影到投影平面(2)上的图像(5)而生成的捕捉到的图像(7)，以确立图像(5)的像素或块和捕捉到的图像(7)的像素或块之间的关联。关联存储存储器(22)记录关联。颜色信息获取单元(23)获取第二颜色信息(XW2，YW2，ZW2)，作为捕捉到的图像(7)的每个像素或块的颜色信息。颜色变换计算单元(23)基于第一颜色信息(XW1，YW1，ZW1)、第二颜色信息(XW2，YW2，ZW2)和关联，计算图像(5)的每个像素或块的颜色变换。颜色变换存储存储器(25)记录像素或块的颜色变换。
在该投影仪颜色校正装置中，颜色变换生成单元(27)包括关联单元(21)、关联存储存储器(22)、颜色信息获取单元(23)、颜色变换计算单元(23)和颜色变换存储存储器(25)。关联单元(21)获取通过捕捉投影到投影平面(2)上的图案图像(5)而生成的捕捉到的图案图像(7)，以确立图案图像(5)的像素或块和捕捉到的图案图像(7)的像素或块的关联。关联存储存储器(22)记录像素或块的关联。颜色信息获取单元(23)捕捉通过捕捉投影到投影平面(2)上的彩色图像(5c)而生成的捕捉到的彩色图像(7c)，以获取第二颜色信息(XW2，YW2，ZW2)，作为捕捉到的彩色图像(7c)的每个像素或块的颜色信息。颜色变换计算单元(23)基于第一颜色信息(XW1，YW1，ZW1)、第二颜色信息(XW2，YW2，ZW2)和像素或块的关联，计算彩色图像(5c)的每个像素或块的颜色变换。颜色变换存储存储器记录颜色变换。
在该投影仪颜色校正装置中，关联单元(38)呈现多个图像(5)或图案图像(5)，获取相关联的捕捉到的图像作为与多个图像相关联的捕捉到的图像，并且扫描相关联的捕捉到的图像，以确立图像(5)或图案图像(5)的像素或块与捕捉到的图像(7)或捕捉到的图案图像(7)的像素或块的关联。
在该投影仪颜色校正装置中，颜色变换生成单元(38)包括特征点关联单元(31)、关联存储存储器(32)、特征点颜色信息获取单元(33)、特征点颜色变换计算单元(33)、颜色变换存储存储器(35)和颜色变换计算单元(37)。特征点关联单元(31)捕捉通过捕捉投影到投影平面(2)上的图案图像(5)而生成的捕捉到的图案图像(7)，并确立图案图像(5)的特征点与捕捉到的图案图像(7)的特征点的关联。关联存储存储器(32)记录关联。特征点颜色信息获取单元(33)获取通过捕捉投影到投影平面(2)上的彩色图像(5c)而生成的捕捉到的彩色图像(7c)，并且获取第二颜色信息(XW2，YW2，ZW2)，作为关于捕捉到的彩色图像(7c)的特征点的颜色信息。特征点颜色变换计算单元(33)从预先设置的第一颜色信息(XW1，YW1，ZW1)、第二颜色信息(XW2，YW2，ZW2)和像素或块的关联，计算彩色图像(5c)的特征点的颜色变换。颜色变换存储存储器(35)记录特征点的颜色变换，作为代表性点的颜色变换。颜色变换计算单元(37)从代表性点的颜色变换计算输入图像的每个像素或块的颜色变换。
在该投影仪颜色校正装置中，颜色变换包括方程或查找表或其组合。
为了解决上述问题，本发明的一种投影仪，包括前述任何段落中描述的投影仪颜色校正装置(12/13)，用于基于对其施加的图像数据(DI)生成经颜色校正的图像数据；以及投影仪主体(10)，用于将经颜色校正的图像数据投影到投影平面(2)上。
根据本发明，即使在投影仪的投影平面的颜色不均一的情况下，也能够实现稳定的颜色再现。此外，根据本发明，即使在投影仪的投影平面上存在图案等的情况下也能够实现稳定的颜色再现。此外，根据本发明，即使在环境光没有均一地照射投影仪的投影平面的情况下也能够实现稳定的颜色再现。此外，根据本发明，如果投影仪本身有颜色不均一问题，也能够减轻颜色不均一性的影响。
图1是示出投影仪中的颜色再现的示例的概念图。
图2是示出根据本发明的投影仪颜色校正装置的第一实施例的配置的图。
图3是示出将图案图像上的坐标位置与捕捉到的图案图像上的坐标位置相关联的方法的图。
图4A是示出示例性图案图像的图。
图4B是示出示例性图案图像的图。
图4C是示出示例性图案图像的图。
图5是示出示例性图案图像和捕捉到的图案图像的图。
图6是示出图案图像中的特征点到捕捉到的图案图像中的特征点的示例性映射的图。
图7是用于描述找出不是特征点的像素或块的关联的方法的图。
图8是示出根据本发明第一实施例的投影仪颜色校正装置的操作的流程图。
图9是示出对根据本发明第一实施例的投影仪颜色校正装置的操作的示例性修改的流程图。
图10是示出根据本发明第二实施例的投影仪颜色校正装置的配置的图。
图11是示出根据本发明第二实施例的投影仪颜色校正装置的操作的流程图。
图12描述了示例性图形用户接口。
图13是用于描述用于颜色调整的示例性图形用户接口的图。
具体实施例方式
以下将参考附图描述根据本发明的投影仪颜色校正装置、投影仪颜色校正方法和投影仪。
首先将简要描述投影仪中的颜色再现。
图1是示出投影仪中的示例性颜色再现的概念图。从投影仪10投影出的色光1在投影平面2上形成投影图像6。然后，色光1在投影平面2上被反射以产生反射光4，反射光4入射在人眼上，人眼识别投影图像6的颜色。这里“投影平面”是指投影仪10将图像投影到其上的平面，例如屏幕或墙壁。
在这里，如果在视觉环境中存在环境光3，则投影图像6的图像颜色由反射光4确定，其中反射光4包括所有三种颜色信息，这三种颜色信息是来自投影仪10的色光1、投影平面2本身的颜色以及环境光3。此反射光4的光谱分布特性Cr(λ)可以由以下方程(1)表示[方程1]Cr(λ)=(Cp(λ)+E(λ))×R(λ·)---(1)]]>Cr(λ)反射光4的光谱分布特性；Cp(λ)来自投影仪10的色光1的光谱分布特性；
E(λ)观察环境中的环境光3的光谱分布特性；R(λ)投影平面2的表面反射率；以及λ光波长。
当照射投影平面2的环境光3的光谱分布特性E(λ)和投影平面2的表面反射率R(λ)在从投影仪10投影的投影图像6的区域中都是均一的时，颜色校正可以由一种颜色校正方法提供。
另一方面，在投影平面2上从投影仪10投影的投影图像6的区域中，如果投影平面2的表面反射率R(λ)或环境光3的光谱分布特性E(λ)中的任何一个不均一，则来自投影图像6的图像上的坐标(px，py)的反射光4的光谱分布特性Cr(px，py，λ)可以按以下方式表达[方程2]Cr(px，py，λ)＝(Cp(λ)+E(px，py，λ))×R(px，py，λ) (2)R(px，py，λ)在投影图像6的图像上的坐标(px，py)处投影平面2的表面反射率；以及E(px，py，λ)在坐标(px，py)处环境光3的光谱分布特性。
如以上方程(2)中所示，即使来自投影仪10的色光Cp(λ)是均一的，因为R(px，py，λ)和E(px，py，λ)由于投影图像6的图像上的坐标(px，py)处的环境条件(投影平面2和环境光3的颜色)而不均一，因而Cr(px，py，λ)也是不均一的。因此，在实现投影仪10中的颜色再现时，必须考虑该问题。
因此，在本申请的发明中，在投影平面2上从投影仪10投影的投影图像6的区域中，即使当投影平面2的表面反射率不均一，并且环境光3的光谱分布特性也不均一时，通过以构成投影图像6的像素为单位或者在逐块基础上校正颜色，也可以逼真且稳定地再现输入图像的颜色。
(第一实施例)在下文中，将参考附图描述根据本发明的投影仪颜色校正装置、投影仪颜色校正方法和投影仪的第一实施例。
首先，将描述根据本发明第一实施例的投影仪颜色校正装置的配置。
图2是示出根据本发明第一实施例的投影仪颜色校正装置的配置的图。投影仪颜色校正装置12包括投影仪控制器20、颜色变换生成单元27和颜色校正单元26。颜色变换生成单元27包括关联点计算单元21、关联映射存储器22、颜色变换构造单元23、颜色信息存储器24和颜色变换存储器25。
投影仪10和颜色校正装置12可以采取其中一个包括另外一个的形式。在这种情况下，装置尺寸可以减小。
投影仪控制器20控制投影仪10的操作。此外，投影仪控制器20执行以下操作以获取投影仪10的投影平面2上的详细颜色信息。
从关联点计算单元21获取的图案图像5被投影到投影平面2上。然后，作为通过彩色图像传感器11捕捉投影平面2上的图案图像5的结果，投影仪控制器20获取捕捉到的图案图像7。然后，捕捉到的图案图像7被提供到关联点计算单元21。这里假定图案图像5被创建为使得捕捉到的图案图像7能够覆盖投影仪10的整个投影区域。
一旦在图案图像5和捕捉到的图案图像7之间确立了关联(在下文描述)，投影仪控制器20就将从颜色变换构造单元23获取的彩色图像5c投影到投影平面2上。然后，作为通过彩色图像传感器11捕捉投影平面2上的彩色图像5c的结果，投影仪控制器20获取捕捉到的彩色图像7c。然后，捕捉到的彩色图像7c被提供到颜色变换构造单元23。彩色图像5c被用于限定投影仪10的投影平面2上的颜色空间。例如，彩色图像5c由任何颜色集合构成，例如W(白)、W和BK(黑)、W、R(红)、G(绿)和B(蓝)以及W、R、G、B和K。
关联点计算单元21生成图案图像5，图案图像5被提供到投影仪控制器20。图案图像5可以预先被存储在存储单元(未示出)中并且被使用。关联点计算单元21还从投影仪控制器20获取捕捉到的图案图像7。然后，关联点计算单元21计算捕捉到的图案图像7上与构成图案图像5的像素相对应的像素，以找出它们的关联。
关联映射存储器22存储指示关联点计算单元21中生成的图案图像5和捕捉到的图案图像7e之间的像素关联的关联数据。此关联数据指示投影图像和投影平面上的图像之间的像素关联。
颜色变换构造单元23生成彩色图像5c，彩色图像5c被提供到投影仪控制器20。彩色图像5c可以预先被存储在存储单元(未示出)中并且被使用。颜色变换构造单元23还从投影仪控制器20获取捕捉到的彩色图像7c。然后，颜色变换构造单元23基于记录在关联映射存储器22中的关联数据，取得与构成投影图像的每个像素相关联的关于捕捉到的彩色图像7c的颜色信息，并且将颜色信息记录在颜色信息存储器24中。然后，颜色变换构造单元23针对每个像素计算投影仪10的投影平面2上的颜色空间(由方程(15)指示，下文描述)，以构造颜色变换的目标颜色空间。在这里，当彩色图像包括W或W和BK时，从投影平面上关于W的颜色信息估计投影仪的投影平面上的R、G、B的颜色信息。根据该估计方法，可以利用回归方程，来从关于W的颜色信息估计关于R、G、B的颜色信息，所述回归方程是通过将W、R、G、B投影在各种颜色的投影平面上并且回归地分析关于R、G、B的颜色信息和关于W的颜色信息之间的关系得出的。然后，颜色变换构造单元23根据下文描述的颜色校正方法，从预先确定的原始颜色空间和计算出的目标颜色空间构造与颜色外观相匹配的颜色变换，并将其记录在颜色变换存储器25中。
应当注意，颜色信息存储器24不一定是颜色校正装置12中必需的存储器。换言之，与每个像素相关联的关于捕捉到的彩色图像的颜色信息可以不存储在颜色信息存储器24中，而是可以被创建为与颜色外观相匹配的颜色变换，而无需存储与每个像素相关联的关于捕捉到的彩色图像的颜色信息。
颜色校正单元26根据记录在颜色变换存储器25中的颜色变换，对提供给它的图像数据DI的每个像素执行颜色校正。经校正的图像被发送到投影仪控制器20，并且被投影仪所投影。
(I)接下来，将描述计算指示投影图像和投影平面上的图像之间的像素关联的关联数据的方法。
图3是用于描述利用彩色图像传感器11自动将图案图像5的坐标位置与捕捉到的图案图像7的坐标位置关联起来的方法的图。首先，被投影仪10投影到投影平面2上的图案图像5的投影图像6被彩色图像传感器11捕捉。接下来，投影到投影平面2上的图案图像5的捕捉到的图案图像7被获得。然后，关联点计算单元21基于图案图像5和所获得的捕捉到的图案图像7，将图案图像5的坐标位置与捕捉到的图案图像7的坐标位置关联起来。在图中，图案图像5的坐标位置S0、投影图像6的坐标位置SA和捕捉到的图案图像7的坐标位置SB彼此对应。
这里将描述图案图像5。
图4A～图4C是示出图案图像5的示例的图。可以用于图案图像5的图案例如可以是覆盖图4所示的图像区域的纹理(格子)图像，覆盖图4B所示的图像区域的梯级(gradation)，覆盖图4C所示的图像区域的均一图像，等等。应当注意，图案图像5不限于图4A～图4C，而是可以只需要提供图案图像5上的坐标位置和捕捉到的图案图像7上的坐标位置之间的关联。换言之，图案图像5可以包括多种图案。
为了易于确立图案图像5的坐标位置与捕捉到的图案图像7的坐标位置的关联，优选使用的图像可以为图案图像的相邻像素的像素值赋予某个关系，例如图4B所示的梯级图像，这是因为这有助于关联的计算。另一方面，图4A所示的格子图像更为优选，因为它有助于检测捕捉到的图案图像7中与图案图像5中的特征点相关联的特征点。具体而言，由于可以通过利用梯级图像或格子图像作为图案图像5对像素和块准确地执行关联计算，因此可以提高关联的精确度。
为了计算关联数据，首先可以在图案图像上设置特征点，然后可以将捕捉到的图案图像7上的一个点识别为与该特征点相关联，从而找出双方之间的关联。具体而言，执行以下过程。
图5是示出示例性图案图像和捕捉到的图案图像的图。右图是具有格子图案的图案图像5。特征点被设置在两条线段的交点处。左图是捕捉到的图案图像7。与图案图像5上的特征点相关联的所有点都从左侧的捕捉到的图案图像7检测到。
图6是示出图案图像中的特征点与捕捉到的图案图像中的特征点的示例性关联的图。右图是图5中的图案图像5，其中它的特征点由黑点标记指示。左图是捕捉到的图案图像7，其中与图案图像5上的特征点相关联的点由黑点标记指示。箭头指示图案图像5和捕捉到的图案图像7之间的关联特征点的关联。
在图5中的图案图像5的情况下，找出特征点之间的关联的方法例如从捕捉到的图案图像7中检测线条成分。由于捕捉到的图案图像7是色差(color shading)图像，因此利用用于线条成分提取的操作符提取线条成分，然后是二进制化处理。在这里，已经提出了多种方法用于线条成分的检测和二进制化处理，在本发明中可以使用任何方法。例如，作为示例但并非限制性的，本发明可以利用参考文献“Image Information Processing”(作者为Akyoin和Nakajima，Elementally Information Engineering Series，Morikita Shuppan Kabushiki Kaisha)的第8部分中描述的线段检测方法，以及该文献的第9部分中描述的二进制化处理方法，等等。
当已经获得投影的格子图案的数据作为图5所示的捕捉到的图案图像7时，找出两个线段相交的交点以确定捕捉到的图案图像7上的特征点的坐标位置。当均一图像或梯级图像被用于图案图像5时，周边的四个顶点是特征点。
应当注意，可以通过按顺序将图案图像5呈现(投影)为多个图像(例如运动图像)或者通过将特征点或像素呈现为图案图像5中的特征点，将捕捉到的图案图像7获取为多个图像(例如运动图像)，并且扫描它们以搜索与特征点相关联的点或像素，来简化像素或块的关联处理。
应当注意，图案图像5上的坐标位置与捕捉到的图案图像7上的坐标位置的关联也可以手动确立。当利用投影仪中提供的基于鼠标的指针指定功能，投影图案图像5以按指定顺序(例如从左上起向右，等等)指定投影的图案图像5上的特征点时，可以找出投影平面2上与图案图像5上的特征点处的坐标位置相关联的坐标位置。
在确立图案图像5上的特征点与捕捉到的图案图像7上的特征点之间的关联之后，确立其余点的关联。具体而言，执行以下过程。
图7是用于描述确立不是特征点的像素或块的关联的方法的图。首先，在图案图像5和捕捉到的图案图像7之间确立特征点关联。在确立图案图像5和捕捉到的图案图像7之间的特征点之间的关联之后，从图案图像5和捕捉到的图案图像7之间的特征点的关联确定构成图案图像5的像素或块与捕捉到的图案图像7上的像素或块的关联。现在考虑对捕捉到的图案图像7中与图案图像5中的任意像素A相关联的像素A′进行计算。这里假定(Xa，Ya)指代图案图像5中A的坐标位置，(PX1，PY1)、(PX2，PY2)、(PX3，PY3)指代围绕像素A的三个特征点的坐标位置。假定(PX1′，PY1′)、(PX2′，PY2′)、(PX3′，PY3′)指代捕捉到的图案图像上针对这三个特征点的关联点，(PXa′，PYa′)指代捕捉到的图案图像上与A相关联的A′的坐标。A和A′之间的关系由以下方程表达[方程3]PXa′PYa′=MPXaPYa+N---(3)]]>其中M是2×2矩阵，N是2×1矩阵。矩阵M和矩阵N可以很容易地根据(PX1，PY1)、(PX2，PY2)、(PX3，PY3)与(PX1′，PY1′)、(PX2′，PY2′)、(PX3′，PY3′)的关联，利用联立线性方程来计算。从前述内容可见，可以计算捕捉到的图案图像7中与图案图像5中的任意像素A相关联的像素A′。在这里，容易地用块A替换像素A，并延伸到与之相关联的块A′。
关联数据可通过前述过程找到。关联数据被存储在映射存储器22中。
应当注意，当图案图像5中的梯级图像等按从右上起向左然后向下的顺序逐像素地被呈现(投影)，并且捕捉到的图案图像7与之同步地被获取时，可以简化用于像素或块的关联的处理，而无需特征点的介入。换言之，通过扫描与呈现的图案图像5同步地捕捉的捕捉到的图案图像7，可确立双方的像素或块之间的关联。
(II)接下来，将描述执行颜色校正方法的方法。
为了进行颜色校正，(i)针对构成图案图像5的像素或块，获取关于捕捉到的图案图像7上的相关联的像素或块的颜色信息。(ii)接下来，从该颜色信息构造颜色变换。(iii)然后，基于所构造的颜色变换进行颜色校正。这里将描述对形成图案图像5的一部分的一个任意像素的颜色校正方法。
(i)现在将描述在颜色收集方法中获取颜色信息的方法。
为了获得颜色变换的目标颜色空间中的白色信息，白色图像(信号)5w在投影仪110中被投影，以观察投影平面2上相关联像素的反射光4。具体而言，在由颜色特性已知的彩色图像传感器11所捕捉的捕捉到的白色图像7w中获得相关联的像素的颜色信号。这里颜色信号例如是指RGB等。然后，可以基于彩色图像传感器11的颜色特性和由彩色图像传感器11生成的所谓依赖于设备的颜色信号，来将该颜色信号变换成独立于设备的颜色信号，即三色值XYZ等。
假定一般结合在彩色图像传感器11中的自动白平衡调整功能、γ校正功能等在这种情况下不被使用，并且被固定到某个设置状态。因此，彩色图像传感器的颜色特性是处于固定设置状态的颜色特性。
更具体而言，按以下方式获取目标颜色空间上的白色信息。
为了将γ校正被固定到1.0的彩色图像传感器11的依赖于设备的颜色信号RGB变换成例如独立于设备的颜色XYZ，可以使用如下所示的线性变换等。
XYZ=MRGB+αβγ---(4)]]>其中M是3×3RGB->XYZ变换矩阵，(α，β，γ)是用于黑偏移等的校正项。作为获取代表彩色图像传感器11的颜色特性的M和(α，β，γ)的方法，多个彩色图像5c被捕捉以生成一组颜色信号RGB，该组颜色信号RGB随后被应用，捕捉到的彩色图像的一组三色值XYZ利用分光光度计被测量并应用，并且M可以通过最小二乘法等来计算，从而颜色差异Eab在均一颜色空间CIELAB等中被最小化。
从彩色图像传感器11的依赖于设备的颜色信号RGB到独立于设备的颜色XYZ的变换可以通过采用考虑了诸如RG、GB、RGB之类的多阶颜色的3×n(n大于等于4)RGB->XYZ变换矩阵的方法、描述被选择作为代表的RGB和查找表(以下称为“LUT”)中的相关联的XYZ并通过利用LUT进行插值计算来找出其余颜色的XYZ的方法等等来进行，而不限于方程(4)，其中方程(4)是只考虑一阶颜色的线性变换。LUT被存储在投影仪控制器20中。或者，彩色图像传感器11可以直接输送作为独立于设备的颜色的三色值XYZ。
由前述方法获得的与白色信号相对应的三色值XYZ被描述为(XW2，YW2，ZW2)，其被指定为颜色变换的目标颜色空间的白色信息。这样一来，获取了目标的白色信息(三色值(XW2，XY2，XZ2))。
接下来，按以下方式获取原始颜色空间中的白色信息。
从对于要显示的图像设置的颜色信息等中获取输入图像中的白色信息和任意颜色与和这些颜色相关联的独立于设备的颜色之间的关联，所述白色信息和任意颜色属于颜色变换的原始颜色空间，并且是依赖于设备的颜色。
例如，提供输入图像的RGB作为由国际电工委员会(IEC)定义的sRGB的标准颜色空间(IEC61966-2-1)，其白色(信息)设置在D65中，并且在RGB和XYZ之间也定义了关联。或者，当给出由国际颜色协会(http://www.color.org)定义的ICC配置时，可以从该配置获得关于该图像的详细颜色信息。
为了将输入图像的RGB变换成三色值XYZ，如果输入图像的RGB例如是sRGB，则可以利用IEC61966-2-1中描述的变换方法。此外，在未能获取关于由投影仪10显示的图像的颜色信息的情况下，可以预先假定参考颜色信息，以便图像利用该信息。假定(XW1，YW1，ZW1)描述了以前述方式获得的三色值XYZ，该三色值XYZ是颜色变换的目标颜色空间中的白色信息。这样一来，就获取了原始颜色空间的白色信息(三色值(XW1，YW1，ZW1))。
前述获取颜色信息的方法也可用于其他任意颜色。
(ii)接下来，将描述从以前述方式找出的颜色信息构造颜色变换的方法。
实际颜色变换是基于投影仪中的颜色变换的原始颜色空间中的白色信息的三色值(XW1，YW1，ZW1)和作为目标颜色空间中的白色信息的三色值(XW2，YW2，ZW2)来构造的。这种颜色变换将原始颜色空间中的任意颜色变换成目标颜色空间中的颜色，同时保持颜色的外观。这里将描述基本上使用日本专利No.3072729的颜色匹配方法的情况。
从原始颜色空间中白色的三色值(XW1，YW1，ZW1)计算色度xy。从色度找出原始颜色空间中的照明的虚拟光谱分布特性I1(λ)。类似地，从目标颜色空间中的白色的三色值(XW2，YW2，ZW2)计算色度。从色度找出目标颜色空间中的照明的虚拟光谱分布特性I2(λ)。在这里，可以通过引入投影平面完全是白色的假设，来从白色的三色值找出照明的虚拟光谱分布特性。例如可以利用本发明人的JP-A-10-229499中描述的方法作为这种方法。如果通过由CIE目光假定的相对色温范围所确定的色度范围中不存在白色的这些色度，则向用户报告该结果。
在这里，将描述从三色值和从虚拟光谱分布特性，针对原始颜色空间中的任意颜色A，计算虚拟表面反射率R1(λ)的方法。
对于颜色A的RGB，通过与白色类似的上述方法(i)，计算(X1，Y1，Z1)作为三色值XYZ。利用颜色A的三色值(X1，Y1，Z1)以及照明的虚拟光谱分布特性I1(λ)，针对原始颜色空间中的颜色A，计算虚拟表面反射率R1(λ)。颜色A的三色值(X1，Y1，Z1)和虚拟表面反射率R1(λ)之间的关系由以下方式表示[方程5]X1＝K1∫I1(λ)R1(λ)x(λ)dλY1＝K1∫I1(λ)R1(λ)y(λ)dλZ1＝K1∫I1(λ)R1(λ)z(λ)dλ (5)其中x(λ)、y(λ)、z(λ)(省略了字母上的横条)是已知的颜色匹配函数。K1是积分常数，它由以下方程表示[方程6]k1=100∫I1(λ)y(λ)dλ---(6)]]>为了计算虚拟表面反射率R1(λ)，假定虚拟表面反射率R1(λ)由下面表达的有限维线性模型所表示，并且引入虚拟表面反射率R1(λ)可以由基向量的加权和来近似这一假设。
R1(λ)＝r0(λ)+a1r1(λ)+a2r2(λ)+a3r3(λ)(7)其中ri(λ)(i＝1～3)是通过收集许多对象的表面反射率并分析其主成分而得出的基向量，并且代表一个均值，并且分别代表第一主成分向量至第三主成分向量，它们都是已知的。Ai(i＝1～3)是每个基向量的加权系数，并且充当代表对象颜色的未知特性参数。
用方程(7)代入方程(5)产生与未知特性参数ai相关的观察方程，其可以被计算。
a1a2a3=M(x,r1)M(x,r2)M(x,r3)M(y,r1)M(y,r2)M(y,r3)M(z,r1)M(z,r2)M(z,r3)-1X1-M(x,r0)Y1-M(y,r0)Z1-M(z,r0)---(8)]]>[方程9]M(x，ri)＝K∫I1(λ)·ri(λ)·x(λ)dλM(y，ri)＝K∫I1(λ)·ri(λ)·y(λ)dλM(z，ri)＝K∫I1(λ)·ri(λ)·z(λ)dλ (9)其中i＝0～3。
通过用由方程(8)计算出的ai(i＝1～3)代入方程(7)，可以针对原始颜色空间中的颜色A得出虚拟表面反射率R1(λ)。
换言之，可以针对原始颜色空间中的任意颜色计算虚拟表面反射率R1(λ)。
当在原始颜色空间中给出全白色时，其三色值与原始颜色空间中的照明的三色值(XW1，YW1，ZW1)相匹配。先前已经找出了原始颜色空间中的照明的虚拟光谱分布特性I1(λ)。因此，可以通过利用上述基于虚拟光谱分布特性I1(λ)和全白色的三色值(XW1，YW1，ZW1)的计算方法，针对原始颜色空间中的全白色计算虚拟表面反射率RW1(λ)。
接下来考虑原始颜色空间中的全白色的三色值(XW1，YW1，ZW1)在目标颜色空间中以完全相同的三色值被再现。通过利用上述基于原始颜色空间中的全白色的三色值(XW1，YW1，ZW1)以及目标颜色空间中的照明的虚拟光谱分布特性I2(λ)的计算方法，可以针对目标颜色空间中的全白色计算虚拟表面反射率RW2(λ)。
现在，已经针对全白色计算了两个虚拟表面反射率RW1(λ)和RW2(λ)，并且通过以下方程计算虚拟表面反射率RW3(λ)，使得全白色在两个颜色空间中呈现相同的颜色。
Rw3(λ)＝c×Rw1(λ)+(1-c)×Rw2(λ) (10)其中c是与观察者的颜色感觉适应不完全的状态相对应的不完全色适应系数，并且取从0到1.0的实值。
接下来，将描述除白色以外的颜色。首先，以类似于白色的方式，通过基于任意颜色的三色值(X1，Y1，Z1)和虚拟光谱分布特性I1(λ)的上述方法，计算针对原始颜色空间中的任意颜色的虚拟表面反射率Rf1(λ)。然后，通过以下方程计算目标颜色空间中与该颜色相对应的颜色的虚拟表面反射率Rf2(λ)。
Rf2(λ)＝Rf1(λ)×cc(λ)(11)其中cc(λ)是表面反射率适应系数，它是可见光范围中的每个波长的比较系数，并且是通过方程(12)从RW1(λ)和RW3(λ)计算的。
cc(λ)＝Rw3(λ)/Rw1(λ) (12)通过以下方程，对目标颜色空间中与原始颜色空间中的任意输入颜色相对应的颜色计算三色值(X2，Y2，Z2)。
X2＝K2∫I2(λ)Rf2(λ)x(λ)dλY2＝K2∫I2(λ)Rf2(λ)y(λ)dλZ2＝K2∫I2(λ)Rf2(λ)z(λ)dλ (13)[方程14]
K2=100∫I2(λ)y‾(λ)dλ---(14)]]>其中k2是积分常数。
通过找出目标颜色空间中相应颜色的三色值(X2，Y2，Z2)，构造了目标颜色空间。
例如，通过利用如方程(15)所示的线性变换等，将目标颜色空间中的颜色的三色值(X2，Y2，Z2)变换成R2G2B2，其是投影仪的依赖于设备的颜色。
R2G2B2=OX2Y2Z2+lmn---(15)]]>其中变换矩阵O代表投影仪10的颜色特性，并且是从独立于设备的颜色的三色值XYZ到投影仪10的依赖于设备的颜色的RGB的变换矩阵。(l，m，n)是用于考虑到黑偏移的校正项。由方程(15)得出的R2G2B2是在gamma被设置为1.0时的RGB值。如果投影仪具有gamma特性，则R2G2B2要经历gamma校正。利用这样的过程，可以构造颜色变换。
颜色校正单元26中的校正包括用输入图像的图像数据(XI，YI，ZI)替换方程(15)中的(X2，Y2，Z2)，以得出方程(15)中的(R2，G2，B2)。
对于投影仪具有四个或更多个基本原色的情况，独立于设备的颜色和依赖于设备的颜色之间的关联也可以由类似的方法表示成线性形式(例如方程(15))以及gamma校正形式。通过对构成图案图像5的所有像素或块执行前述颜色变换处理，颜色再现可以由投影仪完成，并且即使在投影平面2颜色不均一时或者即使在环境光3不均一时，也不会受到影响。
此外，即使为投影仪10提供了由方程(15)表示的标准颜色特性，最好也要通过考虑环境光3和投影平面2的颜色的影响而更新投影仪10的颜色特性，以便由投影仪完成非常精确的颜色再现。具体而言，投影仪10将W(白)的图像或R(红)、G(绿)、W的图像，或者由R、G、B、W、Bk(黑)构成的图像，投影到投影平面2上。彩色图像传感器11捕捉来自投影平面2的反射光4，以利用以上方程(4)生成W或RGBW或RGBWBk中每一个的三色值XYZ。在这里，当只有W时，与RGB相对应的三色值XYZ也可以从该W的三色值XYZ估计出来。作为该估计方法，可以利用通过将W、R、G、B投影到各种颜色的投影平面上并且回归地分析关于R、G、B的颜色信息和关于W的颜色信息之间的关系得出的回归方程，来从关于W的颜色信息估计关于R、G、B的颜色信息。
可以利用从RGBW中每一个的三色值XYZ计算出的每个颜色的色度，来得出方程(15)的XYZ->RGB变换方程(有关细节请参见JojiTajima，“Discussion on Color Image Duplication，Basic of ColorManagement”(Maruzen，1996)，第三部分“Color Reproduction ofDisplay”)。在这种情况下，(l，m，n)变为(0，0，0)。利用添加了Bk(黑)的RGBWBk中每一个的三色值XYZ，依靠方程(14)中的黑偏移项(l，n，m)，可以提高精确度。
可以通过以类似于上述颜色校正方法的方式，对构成图案图像5的所有像素或所有块更新方程(15)，来产生使投影仪能够完成更精确的颜色再现的效果。
虽然已经针对日本专利No.3072729的颜色匹配方法被应用到投影仪的情况，描述了在保持颜色外观的同时将原始颜色空间中的任意颜色校正到目标颜色空间中的颜色的方法，但是也可以使用诸如von Kries模型、CIELAB、CIECAM97s、Naya97模型等的色适应模型。换言之，投影仪颜色校正方法不需要固定于一种模型，而是可以安装多种模型，以便可以根据用户的偏好选择一种。此外，这些模型中的某些可以通过调整变换参数并指定诸如照明状态(可以是黑暗、阴暗或正常等)之类的关于观察环境的信息，来实现更精确的颜色匹配。例如，日本专利No.3072729的颜色匹配方法具有不完全色适应系数c。通过提供用于调整这种模型的参数的用户接口，可以实现投影仪的更精确的颜色匹配。
在这里，即使没有彩色图像传感器，也可以手动进行投影仪颜色校正。例如，当投影平面为方格图案时，颜色均一的一种或多种图像被投影，以通过利用投影仪中安装的基于鼠标的指针指定功能，指定投影平面上的方格图案的块。然后，投影仪控制器20显示图形用户接口，用于基于存储在其中的颜色校正程序交互式地改变指定的块的颜色。图12描述了示例性图形用户接口。在该图中，标准白板42被放置成与指定的块43相邻。然后，白色被投影仪10投影，并且标准白板42上的颜色匹配块44的颜色被用颜色调整GUI 48调整，以便匹配方格图案的块43上的再现颜色。颜色调整GUI 48包括色调/饱和度调整器45和明度调整器46。圆圈代表色调/饱和度调整器45，用于调整色调和饱和度，例如红、黄、绿、青、蓝、品红等。圆圈的中心代表无彩色，并且在越远离中心的位置处饱和度越高。换言之，饱和度沿圆圈的径向T2变化。色调又沿圆周方向T1平滑地变化。矩形代表用于调整明度的明度调整器45。明度沿垂直方向T3变化。操纵点55和56是通过用点选设备移动它们来操纵的。颜色可以由这两个调整接口调整。应当注意，该颜色调整GUI48并不仅限于图13的颜色调整GUI，而只要求根据用户愿望改变块44的颜色即可。类似地，红、绿和蓝被投影，以匹配颜色。该操作可产生关于标准白板上的颜色与指定的块相匹配的白、红、绿和蓝的RGB数据。
由投影仪再现的颜色当被投影到标准白板上时由方程(15)表达。该方法可以预先被计算并存储在投影仪的存储器等中。换言之，如果关于投影在标准白板上的颜色的RGB数据可用，则它们的三色值XYZ可以被得出。由于标准白板上再现的颜色与投影平面上的方格图案的块中的再现颜色相匹配，因此从标准白板上再现的颜色计算的颜色信息可用于关于投影平面上的方格图案的块中的再现颜色的颜色信息。因此，可以通过以这种手动方法使用彩色图像传感器来按上述颜色校正方法替换投影平面上获取的颜色信息的一部分，来构造颜色校正。
在前述颜色校正的情况下，即将原始颜色空间的依赖于设备的输入颜色变换成三色值XYZ的日本专利No.3072729的颜色匹配方法的情况下，对于某些代表性颜色，将方程(4)与方程(15)结合起来的计算方程以及系数、与之相对应的近似方程和系数，或者目标颜色空间的依赖于设备的相应颜色可以被保存在查找表中，而对于其余颜色，相应的颜色可以通过利用保存在查找表中的计算方程和系数、近似方程和系数或相应颜色，执行插值计算来计算。应当注意，即使在存在投影仪的四个或更多个原色的情况下，也可以很容易地通过扩展插值方法利用查找表来实现颜色校正。
此外，通过周期性地或在某个定时更新颜色校正或颜色变换(查找表)，可以抑制投影仪的颜色再现的波动和环境光随时间的波动，以实现更精确的颜色再现。作为更新颜色变换的定时的示例，对于运动图像，通过在检测到分割点的同时更新颜色校正，可以抑制由更新颜色校正导致的闪烁等的影响。可以通过将白色部分投影到投影屏幕的一部分上来更新颜色校正。作为利用分割点提高图像质量的技术，可以使用“AdaptiveAutomatic Improvement in Image Quality of Moving Image in Consideration ofScene Change”(2001 System Society Conference of the Institute ofElectronics，Information and Communication Engineers，D-11-33，pp.173)中的方法。或者，可以响应于用户指示而更新颜色校正。
接下来，将描述根据本发明的第一实施例的投影仪颜色校正装置中的操作(投影仪颜色校正方法实施例)。图8是示出根据本发明第一实施例的投影仪颜色校正装置中的操作(投影仪颜色校正方法的实施例)的流程图。
首先，投影仪控制器20利用投影仪10投影从关联点计算单元21提供的图案图像5。然后，投影仪控制器20通过彩色图像传感器11获取投影平面2上的捕捉到的图案图像7(步骤S1)。
接下来，关联点计算单元21利用上述方法(I)找出投影仪控制器20所获取的捕捉到的图案图像7和图案图像5之间的像素或区域的关联(步骤S2)。然后，所找到的关联被存储在关联映射存储器22中，作为关联数据。
然后，颜色变换构造单元23将W或W、Bk或R、G、B、W或R、G、B、W、Bk的彩色图像5c输送到投影仪控制器20，从而使得投影仪10投影彩色图像5c。然后，颜色变换构造单元23从投影仪控制器20获取投影平面2上由彩色图像传感器11接收到的捕捉到的彩色图像7c。颜色变换构造单元23利用上述方法(II)-(i)，基于记录在关联映射存储器22中的关联数据，获取与投影区域中的像素相对应的捕捉到的彩色图像7c的颜色信息(步骤S3)。关于捕捉到的彩色图像7c的颜色信息被记录在颜色信息存储器24中。
颜色变换构造单元23利用上述方法(II)-(ii)，针对投影区域的每个像素或特定区域，基于步骤S3中获取的颜色信息，构造目标投影仪颜色空间(步骤S4)。
颜色变换构造单元23利用上述方法(II)-(i)，针对投影区域的每个像素或每个特定区域，基于原始投影仪颜色空间和目标投影仪颜色空间，构造与颜色外观相匹配的颜色变换(步骤S5)。颜色变换被记录在颜色变换存储器25中。
颜色校正单元26根据步骤S5中的颜色变换执行颜色校正，以生成经颜色校正的图像(步骤S6)。
在本发明中，可以针对图像的每个像素或块执行颜色校正。以这种方式，即使在投影仪的投影平面的颜色不均一的情况下，也能实现稳定的颜色再现。此外，即使在投影仪的投影平面上存在图案的情况下，也能实现稳定的颜色再现。此外，即使在环境光没有均一地照射投影仪的投影平面的情况下，也能实现稳定的颜色再现。因此，可以提高投影仪中的颜色再现的精确度。
应当注意，在作为第一实施例的颜色校正装置12中，在步骤S3中投影的彩色图像5c可以取代图案图像5在步骤S1中被投影。图9示出了这种情况下的操作。
图9是示出对根据本发明第一实施例的投影仪颜色校正装置的操作(投影仪颜色校正方法的实施例)的示例性修改的流程图。
首先，投影仪控制器20利用投影仪10投影从关联点计算单元21提供的彩色图像5c。彩色图像5c是W或W和BK或R、G、B、W或R、G、B、W、BK的彩色图像。然后，投影仪控制器20通过彩色图像传感器11获取投影平面2上的捕捉到的图案图像7(步骤S11)。
关联点计算单元21利用上述方法(I)找出投影仪控制器20所获取的捕捉到的彩色图像7c和彩色图像5c之间的像素或区域的关联(步骤S12)。然后，所找到的关联被存储在关联映射存储器22中，作为关联数据。
然后，颜色变换构造单元23利用上述方法(II)-(i)，基于记录在关联映射存储器22中的关联数据，获取与投影区域中的像素相关联的关于捕捉到的彩色图像7c的颜色信息(步骤S13)。关于捕捉到的彩色图像7c的颜色信息被记录在颜色信息存储器24中。
步骤S14至S16与步骤S4至S6相同。
(第二实施例)接下来，将参考附图描述根据本发明第二实施例的投影仪颜色校正装置。
首先，将参考附图描述根据本发明第二实施例的投影仪颜色校正装置的配置。图10是示出根据本发明第二实施例的投影仪颜色校正装置的配置的图。投影颜色校正装置13包括颜色变换生成单元38和颜色校正单元36。颜色变换生成单元38包括投影仪控制器30、关联点计算单元31、关联映射存储器32、颜色变换计算单元33、颜色信息存储器34、颜色变换存储器35和颜色变换计算单元37。
投影仪10和颜色校正装置13可以采取其中一个包括另外一个的形式。在这种情况下，装置尺寸可以减小。
投影仪控制器30控制投影仪的操作。此外，投影仪控制器30执行以下操作以获取投影仪10的投影平面2上的详细颜色信息。
从关联点计算单元31获取的图案图像5被投影到投影平面2上。然后，作为通过彩色图像传感器11捕捉投影平面2上的图案图像5的结果，投影仪控制器30获取捕捉到的图案图像7。然后，捕捉到的图案图像7被提供到关联点计算单元31。
一旦在图案图像5和捕捉到的图案图像7之间确立了关联(在下文描述)，投影仪控制器30就将从颜色变换构造单元33获取的彩色图像5c投影到投影平面2上。然后，作为通过彩色图像传感器11捕捉投影平面2上的彩色图像5c的结果，投影仪控制器30获取捕捉到的彩色图像7c。然后，捕捉到的彩色图像7c被提供到颜色变换构造单元33。彩色图像5c被用于获得投影仪10的投影平面2上的颜色空间。例如，彩色图像5c由任何颜色集合构成，例如W(白)、W和BK(黑)、W、R(红)、G(绿)和B(蓝)以及W、R、G、B和K。
关联点计算单元31生成图案图像5，图案图像5被提供到投影仪控制器30。图案图像5可以预先被存储在存储单元(未示出)中并被使用。关联点计算单元31还从投影仪控制器30获取捕捉到的图案图像7。然后，关联点计算单元31计算捕捉到的图案图像7上与构成图案图像5的像素相关联的像素，以找出它们的关联。
关联映射存储器32存储指示关联点计算单元31中生成的图案图像5和捕捉到的图案图像7之间的像素关联的关联数据。此关联数据指示投影图像的特征点处的像素和投影平面上的图像的特征点处的像素之间的关联。
颜色变换构造单元33生成彩色图像5c，彩色图像5c被提供到投影仪控制器30。彩色图像5c可以预先被存储在存储单元(未示出)中并被使用。颜色变换构造单元33还从投影仪控制器30获取捕捉到的彩色图像7c。
然后，颜色变换构造单元33基于记录在关联映射存储器32中的关联数据，取得与构成投影图像的每个特征点相关联的关于捕捉到的彩色图像7c的颜色信息，并且将颜色信息记录在颜色信息存储器34中。然后，颜色变换构造单元33为每个特征点计算投影仪10的投影平面2上的颜色空间(由方程(15)表达)，以构造颜色变换的目标颜色空间。然后，颜色变换构造单元33根据上述颜色校正方法，从预先确定的原始颜色空间和计算出的目标颜色空间，构造与颜色外观相匹配的颜色变换，并将颜色变换记录在颜色变换存储器35中。
应当注意，颜色信息存储器34不一定是颜色校正装置13中必需的存储器。换言之，与每个特征点相关联的关于捕捉到的彩色图像的颜色信息不一定要被存储在颜色信息存储器34中，而是可以被创建为与颜色外观相匹配，而无需存储与每个特征点相关联的关于捕捉到的彩色图像的颜色信息。
用于对向其提供的图像的每个像素执行颜色校正的颜色校正单元36使颜色变换计算单元37通过插值计算，从记录在颜色变换存储器35中的特征点处的颜色变换，计算与像素相对应的颜色变换，以实现用于执行颜色校正的颜色变换。然后，经颜色校正的图像被发送到投影仪控制器30，并被投影仪10投影。
在颜色校正装置13已经构造了特征点的颜色变换之后，它基于已经为特征点构造的颜色变换，通过插值计算等，为其余像素构造颜色变换。因此，当投影平面2的颜色或环境光3在投影区域中逐渐变化时，第二实施例是有效的。
接下来，将描述根据本发明的第二实施例的投影仪颜色校正装置的操作(投影仪颜色校正方法实施例)。图11是示出根据本发明第二实施例的投影仪颜色校正装置的操作(投影仪颜色校正方法的实施例)的流程图。
首先，投影仪控制器30利用投影仪10投影从关联点计算单元31提供来的图案图像5。然后，投影仪控制器30通过彩色图像传感器11获取投影平面2上的捕捉到的图案图像7(步骤S21)。
接下来，关联点计算单元31利用上述方法(I)找出投影仪控制器30所获取的捕捉到的图案图像7和图案图像5之间的特征点的关联(步骤S22)。然后，所找到的关联被存储在关联映射存储器中，作为关联数据。
然后，颜色变换构造单元33将W或W、Bk或R、G、B、W或R、G、B、W、Bk的彩色图像5c输送到投影仪控制器30，使得投影仪10投影彩色图像5c。然后，颜色变换构造单元33从投影仪控制器30获取投影平面2上由彩色图像传感器11接收到的捕捉到的彩色图像7c。颜色变换构造单元33利用上述方法(II)-(i)，基于记录在关联映射存储器32中的关联数据，获取与投影区域中的像素相关联的关于捕捉到的彩色图像7c的颜色信息(步骤S23)。关于捕捉到的彩色图像7c的颜色信息被记录在颜色信息存储器34中。
颜色变换构造单元23利用上述方法(II)-(ii)，针对投影区域的特征点，基于步骤S33中获取的颜色信息，构造投影平面2的投影仪颜色空间，作为目标投影仪颜色空间(步骤S24)。
颜色变换构造单元33利用上述方法(II)-(ii)，基于原始投影仪颜色空间和目标投影仪颜色空间，构造投影区域的特征点处与颜色外观相匹配的颜色变换(步骤S25)。
颜色变换计算单元37通过插值计算来计算与输入图像的每个像素相对应的颜色变换(步骤S26)。
颜色校正单元36通过S16中的颜色变换，对输入图像的每个像素执行颜色校正，以生成经颜色校正的图像(步骤S27)。
本实施例也可以产生与第一实施例类似的效果。
权利要求
1.一种投影仪颜色校正方法，包括颜色变换生成步骤，用于基于预先设置的第一颜色信息和关于投影在投影平面上的图像的第二颜色信息，生成所述投影在投影平面上的图像的每个像素或块的颜色变换；以及颜色校正步骤，用于利用所述颜色变换，逐像素或逐块地校正输入图像的颜色。
2.根据权利要求1所述的投影仪颜色校正方法，其中，所述颜色变换生成步骤包括输入步骤，用于通过用户接口接收输入；以及变换步骤，用于基于所述输入生成所述颜色变换。
3.根据权利要求1所述的投影仪颜色校正方法，其中，所述颜色变换生成步骤包括颜色信息获取步骤，用于获取所述第二颜色信息，作为所述投影平面上的所述图像的每个像素或块的颜色信息；以及颜色变换计算步骤，用于基于所述第一颜色信息和所述第二颜色信息，计算所述图像的每个像素或块的颜色变换。
4.根据权利要求1所述的投影仪颜色校正方法，其中，所述颜色变换生成步骤包括关联步骤，用于将所述图像投影到所述投影平面上，并且捕捉所述图像，以获取捕捉到的图像，以便确立所述图像的像素或块和所述捕捉到的图像的像素或块之间的关联；颜色信息获取步骤，用于获取所述第二颜色信息，作为所述捕捉到的图像的每个像素或块的颜色信息；以及颜色变换计算步骤，用于基于所述第一颜色信息、所述第二颜色信息和所述关联，计算所述图像的每个像素或块的颜色变换。
5.根据权利要求1所述的投影仪颜色校正方法，其中，所述颜色变换生成步骤包括关联步骤，用于将图案图像投影到所述投影平面上，并且捕捉所述图案图像，以获取捕捉到的图案图像，以便确立所述图案图像的像素或块和所述捕捉到的图案图像的像素或块之间的关联；颜色信息获取步骤，用于将彩色图像投影到所述投影平面上，捕捉所述彩色图像，以获取捕捉到的彩色图像，并且获取所述第二颜色信息，作为所述捕捉到的彩色图像的每个像素或块的颜色信息；以及颜色变换计算步骤，用于基于所述第一颜色信息、所述第二颜色信息和所述关联，计算所述彩色图像的每个像素或块的颜色变换。
6.根据权利要求4所述的投影仪颜色校正方法，包括呈现多个所述图像或所述图案图像，获取相关联的捕捉到的图像作为与所述多个图像相关联的捕捉到的图像，并且扫描所述相关联的捕捉到的图像，以确立所述图像或图案图像的像素或块与所述捕捉到的图像或捕捉到的图案图像的像素或块的关联。
7.根据权利要求1所述的投影仪颜色校正方法，其中，所述颜色变换生成步骤包括特征点关联步骤，用于将图案图像投影到所述投影平面上，捕捉所述图案图像，以获取捕捉到的图案图像，以便确立所述图案图像的特征点与所述捕捉到的图案图像的特征点的关联；特征点颜色信息获取步骤，用于将彩色图像投影到所述投影平面上，捕捉所述彩色图像以获取捕捉到的彩色图像，并且获取所述第二颜色信息作为关于所述捕捉到的彩色图像的特征点的颜色信息；特征点颜色变换计算步骤，用于从所述预先设置的第一颜色信息、所述第二颜色信息和所述关联，计算所述彩色图像的特征点的颜色变换；以及颜色变换计算步骤，用于通过利用所述特征点的颜色变换作为代表性点的颜色变换，计算所述输入图像的每个像素或块的颜色变换。
8.根据权利要求1所述的投影仪颜色校正方法，其中，所述颜色变换包括方程或查找表或其组合。
9.一种投影仪颜色校正装置，包括颜色变换生成单元，用于基于预先设置的第一颜色信息和关于投影在投影平面上的图像的第二颜色信息，生成所述投影在投影平面上的图像的每个像素或块的颜色变换；以及颜色校正单元，用于利用所述颜色变换，逐像素或逐块地校正输入图像的颜色。
10.根据权利要求9所述的投影仪颜色校正装置，其中，所述颜色变换生成单元包括变换单元，用于基于通过用户接口的输入，生成所述颜色变换。
11.根据权利要求9所述的投影仪颜色校正装置，其中，所述颜色变换生成单元包括关联单元，用于获取通过捕捉所述投影到投影平面上的图像而生成的捕捉到的图像，以确立所述图像的像素或块和所述捕捉到的图像的像素或块之间的关联；关联存储存储器，用于记录所述关联；颜色信息获取单元，用于获取所述第二颜色信息，作为所述捕捉到的图像的每个像素或块的颜色信息；颜色变换计算单元，用于基于所述第一颜色信息、所述第二颜色信息和所述关联，计算所述图像的每个像素或块的颜色变换；以及颜色变换存储存储器，用于记录所述颜色变换。
12.根据权利要求9所述的投影仪颜色校正装置，其中，所述颜色变换生成单元包括关联单元，用于获取通过捕捉投影到所述投影平面上的图案图像而生成的捕捉到的图案图像，以确立所述图案图像的像素或块和所述捕捉到的图案图像的像素或块之间的关联；关联存储存储器，用于记录所述关联；颜色信息获取单元，用于捕捉通过捕捉投影到所述投影平面上的彩色图像而生成的捕捉到的彩色图像，以获取所述第二颜色信息，作为所述捕捉到的彩色图像的每个像素或块的颜色信息；颜色变换计算单元，用于基于所述第一颜色信息、所述第二颜色信息和所述关联，计算所述彩色图像的每个像素或块的颜色变换；以及颜色变换存储存储器，用于记录所述颜色变换。
13.根据权利要求11所述的投影仪颜色校正装置，其中，所述关联单元呈现多个所述图像或图案图像，获取相关联的捕捉到的图像作为与所述多个图像相关联的捕捉到的图像，并且扫描所述相关联的捕捉到的图像，以确立所述图像或图案图像的像素或块与所述捕捉到的图像或捕捉到的图案图像的像素或块的关联。
14.根据权利要求9所述的投影仪颜色校正装置，其中，所述颜色变换生成单元包括特征点关联单元，用于捕捉通过捕捉投影到所述投影平面上的图案图像而生成的捕捉到的图案图像，并确立所述图案图像的特征点与所述捕捉到的图案图像的特征点的关联；关联存储存储器，用于记录所述关联；特征点颜色信息获取单元，用于获取捕捉投影到所述投影平面上的彩色图像而生成的捕捉到的彩色图像，并获取所述第二颜色信息，作为所述捕捉到的彩色图像的特征点的颜色信息；特征点颜色变换计算单元，用于从所述预先设置的第一颜色信息、所述第二颜色信息和所述关联，计算所述彩色图像的特征点的颜色变换；颜色变换存储存储器，用于记录所述特征点的颜色变换，作为代表性点的颜色变换；以及颜色变换计算单元，用于从所述代表性点的颜色变换计算所述输入图像的每个像素或块的颜色变换。
15.根据权利要求9所述的投影仪颜色校正装置，其中，所述颜色变换包括方程或查找表或其组合。
16.一种投影仪，包括根据权利要求9所述的投影仪颜色校正装置，用于基于对其施加的图像数据，生成经颜色校正的图像数据；以及投影仪主体，用于将所述经颜色校正的图像数据投影到投影平面上。
17.一种用于使计算机执行投影仪颜色校正方法的程序，所述方法包括颜色变换生成步骤，用于基于预先设置的第一颜色信息和投影在投影平面上的图像的第二颜色信息，生成所述投影在投影平面上的图像的每个像素或块的颜色变换；以及颜色校正步骤，用于利用所述颜色变换，逐像素或逐块地校正输入图像的颜色。
18.根据权利要求17所述的程序，其中，所述颜色变换生成步骤包括输入步骤，用于通过用户接口接收输入；以及变换步骤，用于基于所述输入，变换所述颜色。
19.根据权利要求18所述的程序，其中，所述颜色变换生成步骤包括颜色信息获取步骤，用于获取所述第二颜色信息，作为所述投影平面上的所述图像的每个像素或块的颜色信息；以及颜色变换计算步骤，用于基于所述第一颜色信息和所述第二颜色信息，计算所述图像的每个像素或块的颜色变换。
20.根据权利要求19所述的程序，其中，所述颜色变换生成步骤包括关联步骤，用于将所述图像投影到所述投影平面上，并且捕捉所述图像以获取捕捉到的图像，以便确立所述图像的像素或块和所述捕捉到的图像的像素或块之间的关联；颜色信息获取步骤，用于获取所述第二颜色信息，作为所述捕捉到的图像的每个像素或块的颜色信息；以及颜色变换计算步骤，用于基于所述第一颜色信息、所述第二颜色信息和所述关联，计算所述图像的每个像素或块的颜色变换。
21.根据权利要求20所述的程序，其中，所述颜色变换生成步骤包括关联步骤，用于将图案图像投影到所述投影平面上，并且捕捉所述图案图像以获取捕捉到的图案图像，以便确立所述图案图像的像素或块和所述捕捉到的图案图像的像素或块之间的关联；颜色信息获取步骤，用于将彩色图像投影到所述投影平面上，捕捉所述彩色图像以获取捕捉到的彩色图像，并且获取所述第二颜色信息，作为所述捕捉到的彩色图像的每个像素或块的颜色信息；以及颜色变换计算步骤，用于基于所述第一颜色信息、所述第二颜色信息和所述关联，计算所述彩色图像的每个像素或块的颜色变换。
22.根据权利要求20所述的程序，包括呈现多个所述图像或所述图案图像，获取相关联的捕捉到的图像作为与所述多个图像相关联的捕捉到的图像，并且扫描所述相关联的捕捉到的图像，以确立所述图像或图案图像的像素或块与所述捕捉到的图像或捕捉到的图案图像的像素或块的关联。
23.根据权利要求22所述的程序，其中，所述颜色变换生成步骤包括特征点关联步骤，用于将图案图像投影到所述投影平面上，捕捉所述图案图像以获取捕捉到的图案图像，以便确立所述图案图像的特征点与所述捕捉到的图案图像的特征点的关联；特征点颜色信息获取步骤，用于将彩色图像投影到所述投影平面上，捕捉所述彩色图像以获取捕捉到的彩色图像，并且获取所述第二颜色信息，作为关于所述捕捉到的彩色图像的特征点的颜色信息；特征点颜色变换计算步骤，用于从所述预先设置的第一颜色信息、所述第二颜色信息和所述关联，计算所述彩色图像的特征点的颜色变换；以及颜色变换计算步骤，用于通过利用所述特征点的颜色变换作为代表性点的颜色变换，计算所述输入图像的每个像素或块的颜色变换。
24.根据权利要求17所述的程序，其中，所述颜色变换包括方程或查找表或其组合。
全文摘要
即使投影平面由于投影平面上的颜色、图案或环境光而不均匀，也能使得投影仪投影的再现图像呈现所需的颜色。使用了一种颜色校正装置，包括关联部分(21)、关联存储存储器(22)、颜色信息获取部分(23)、颜色变换计算部分(23)、颜色变换存储存储器(25)和颜色校正部分(26)。关联部分(21)获取通过将图像(5)投影到投影平面(2)上而捕捉的捕捉到的图像(7)，并将图像(5)的像素与捕捉到的图像(7)的相关联。关联存储存储器(22)记录关联。颜色信息获取部分(23)获取充当捕捉到的图像的每个像素的颜色信息的第二颜色信息。颜色变换计算部分(23)基于第一和第二颜色信息之间的关联计算每个图像像素的颜色变换。颜色变换存储存储器(25)记录颜色变换。颜色校正部分(26)通过使用输入图像的每个像素的颜色变换来执行颜色校正。
文档编号H04N9/31GK1890987SQ20048003696
公开日2007年1月3日 申请日期2004年11月19日 优先权日2003年12月10日
发明者塜田正人 申请人:日本电气株式会社