专利名称：投影装置和投影方法
技术领域：
本发明涉及适合于例如DLP (Digital Light Processing :数字光处理)(注册商标)方式的投影仪装置等的投影装置和投影方法。
背景技术：
在日本特开2011-091618号 公报中记载有下述方案在相对于用投影仪投影的图像的解像度而言所输入的图像信号的解像度不足的情况下，对所输入的图像信号实施用于对该解像度不足进行补偿的作为解像度内插技术的超解像处理。但是，若对所输入的图像信号实施上述超解像度处理，则会导致投影图像的噪音成分被强调。另外，在DLP(注册商标)方式的投影仪装置中，能够实施被称为白色峰值(whitepeaking)的处理，该处理是指，通过增大对投影图像中的亮度图像即白色(无彩色的亮度图像)进行投影的时间的比例来提高图像的亮度。在该白色峰值处理中，有时会产生投影图像中的噪音成分被放大以及灰度表现变得不自然等问题。然而，在采用上述超解像技术对高解像度化后的图像信号实施了上述白色峰值处理的情况下，通过超解像技术而被强调的噪音成分通过白色峰值处理而被进一步强调。于是，会产生灰度表现的不自然等投影画质降低的情况。这样，包含上述专利文献所记载的技术，无法得到在对基于超解像处理的图像实施白色峰值处理的同时避免画质降低的技术。
发明内容
本发明的投影装置，具备输入机构，输入彩色图像信号；投影机构，根据由上述输入机构输入的彩色图像信号，对无彩色的亮度图像和有彩色图像进行投影；图像处理机构，对由上述输入机构输入的图像信号，实施按照锐化参数对图像中的高频成分进行强调的锐化处理；以及投影控制机构，控制相对于由上述投影机构投影的上述有彩色图像而言的、上述亮度图像的亮度图像投影时间；上述锐化参数的值和上述亮度图像投影时间相互关联。另外，本发明的投影方法，用于具备输入机构和投影机构的装置，该输入机构输入彩色图像信号，该投影机构根据由上述输入机构输入的彩色图像信号，对无彩色的亮度图像和有彩色图像进行投影，该投影方法的特征在于，包括以下工序图像处理工序，对由上述输入机构输入的图像信号，实施按照锐化参数对图像中的高频成分进行强调的锐化处理；以及投影控制工序，控制相对于由上述投影机构投影的上述有彩色图像而言的、上述亮度图像的亮度图像投影时间；上述锐化参数的值和上述亮度图像投影时间相互关联。另外，本发明的程序，由内置有具备输入部和投影部的装置的计算机执行，该输入部输入彩色图像信号，该投影部根据由上述输入部输入的彩色图像信号，对无彩色的亮度图像和有彩色图像进行投影，上述计算机作为以下机构而发挥功能 图像处理机构，对由上述输入部输入的图像信号，实施按照锐化参数对图像中的高频成分进行强调的锐化处理；以及投影控制机构，控制相对于由上述投影部投影的上述有彩色图像而言的、上述亮度图像的亮度图像投影时间；上述锐化参数的值和上述亮度图像投影时间的值相互关联。根据下面的描述将得出本发明的优点，该优点部分将由说明书显而易见，或通过实施本发明而获知。本发明的优点可通过在后面特别给出的手段和组合而实现并获得。
包含在本说明书中并构成该说明书的一部分的附图用于说明本发明的实施例，并且与在上面给出的概述和在下面给出的实施例的具体描述一起，用于解释本发明的原理。图1是表示本发明的一个实施方式的数据投影仪装置的功能电路的结构的框图。图2是该实施方式的主要表示与超解像参数和白色峰值电平(white peakinglevel)的设定相对应的处理内容的流程图。图3是表示与该实施方式的超解像处理的参数相对应的白色峰值电平的表的图。图4是表示该实施方式的构成I个彩色图像帧的各色域的标准配置例和各色光源的发光定时的时序图。图5是表示该实施方式的构成I个彩色图像帧的各色域的配置例的时序图。图6是作为该实施方式的其它动作例的、主要表示与白色峰值电平和超解像处理的参数的设定相对应的处理内容的流程图。
具体实施例方式参照附图，对本发明的实施例进行说明。下面参照附图，对将本发明适用于DLP(注册商标)方式的数据投影仪(dataprojector)装置的情况下的一个实施方式进行说明。图1是表示本实施方式的数据投影仪装置10的概略功能结构的框图。在该图中，标号11表不输入部。该输入部11例如具有管脚插口(RCA)型的视频输入端子、D-subl5型的 RGB 输入端子、HDMI (High-Definition Multimedia Interface :高清晰度多媒体接口 )规格的图像/声音输入端子、以及USB (Universal Serial Bus :通用串行总线)连接器。输入部从经由这些端子中的某个端子而被有线连接的外部设备输入图像信号和声音信号。从输入部11输入的各种规格的图像信号经由系统总线SB被输入到超解像处理部12。超解像处理部12进行内插处理(interpolation processing),以使所输入的图像信号与适于投影的规定的图像大小一致。并且，超解像处理部12对图像信号中的纹理(texture)部实施画质改善处理，并且对该纹理部的轮廓部实施边缘强调处理(edge emphasis processing),由此，进行作为强调高频成分的锐化处理(sharpeningprocessing)的超解像处理。这样,超解像处理部12仅通过平均化了的内插处理(averaging interpolationprocessing)来避免形成模糊的图像而实现高精细化，将获得的图像信号输出到通常又被称为定标器(scaler)的投影图像处理部13。投影图像处理部13将所输入的图像信号统一为适于投影的规定格式的图像信 号，并适当写入内置的显示用的缓冲存储器。并在此后，以考虑到白色峰值的定时，适当读出所写入的图像信号并送到投影图像驱动部14。此时，表示OSD (on-screen display :屏上显示)用的各种动作状态的符号(symbol)等数据也根据需要，在投影图像处理部13内的缓冲存储器中与图像信号进行重叠加工。然后，将加工后的图像信号读出并送到投影图像驱动部14。投影图像驱动部14根据被送来的图像信号，通过将符合规定格式的帧速率、例如60(械/秒)和颜色成分的分割数(division number)以及显示灰度数相乘的更高速的分时驱动，来显示驱动微镜元件15。该微镜元件15对呈阵列状排列的多个、例如WXGA (横1280像素X纵768像素)个微小镜的各倾斜角度分别高速进行开(on)/关(off)动作来进行显示动作，由此，通过其反射光形成光像。另一方面，从光源部16分时地循环射出W(白色)、R(红色)、G (绿色)、B (蓝色)的光。来自该光源部16的光在镜17进行全反射并照射到上述微镜元件15。接着，通过微镜元件15的反射光形成光像。形成的光像经由投影透镜部18，在成为投影对象的未图示的屏幕上被投影显示。上述光源部16具有发出绿色(G)光的LD(下面称为“G-LD”)19、发出红色(R)光的发光二极管(下面称为“R_LED”)20和发出蓝色(B)光的LD (下面称为“B-LD”)21。G-LD19发出的绿色光在透射过二向色镜22后被送向上述镜17。R-LED20发出的红色光在被二向色镜23反射后，还被上述二向色镜22反射，并被送向上述镜17。B-LD21发出的蓝色光在被镜24反射后透射上述二向色镜23，然后被上述二向色镜22反射并被送向上述镜17。上述二向色镜22透射绿光而反射红色光和蓝色光。上述二向色镜23反射红色光而透射蓝色光。投影光驱动部25整体控制上述光源部16的G-LD19、R-LED20和B-LD21的各发光定时、驱动信号的波形等。投影光驱动部25根据与从上述投影图像驱动部14提供的图像信号同步的定时信号、和后述的CPU26的控制，控制上述G-LD19、R-LED20和B-LD21的发光动作。
此外，在本实施方式中采用G-LD19、R_LED20和B-LD21，但当然也可以使红、绿、蓝的光源全部为LED或LD，还可以通过对荧光板照射激励光来生成绿色的光。CPU26对上述各电路的全部动作进行控制。该CPU26与主存储器27和程序存储器28直接连接。主存储器27例如由SRAM构成，用作CPU26的工作存储器。程序存储器28由可进行电改写的非易失性存储器例如闪存ROM构成，存储CPU26执行的动作程序、包括后述的超解像参数(锐化参数)/白色峰值电平对应表的各种定型数据等。另外，所谓超解像处理的上述超解像参数包括各种变更设定，例如表示超解像效果的强度的增益值的各种变更设定，表示超解像处理的适应部位的边缘阈值(edgethreshold)的各种变更设定，作为模糊改善的强度的指标的图像调整用滤波器的各种变更设定。CPU26将存储在上述程序存储器28中的动作程序、定型数据等读出，展开并存储到主存储器27中，然后通过执行该程序，整体控制该数据投影仪装置10。CPU26根据来自操作部29的键操作信号，执行各种投影动作。该操作部29包括遥控感光部和键输入部，该遥控感光部接收来自该数据投影仪装置10专用的未图示的遥控器的红外线调制信号，该键输入部设置于数据投影仪装置10的例如外壳顶面。操作部29将键操作信号向CPU26输出，该键操作信号基于用户通过数据投影仪装置10专用的遥控器或主体的键输入部所操作过的键。上述CPU26还经由上述系统总线SB，与声音处理部30连接。声音处理部30具备PCM音源等音源电路，将投影动作时所提供的声音信号模拟化，驱动扬声器部31进行放音，或根据需要产生嘟嘟(beep)音等。另外，在上述实施方式的方案中，对由输入部11输入的图像信号用超解像处理部12实施超解像处理并进行伴随高频成分的强调的高精细化处理后，将处理后的图像信号向投影图像处理部13输出。但是，作为处理的顺序，也可以将超解像处理部12设置在投影图像处理部13的后级。下面对上述实施方式的动作进行说明。以下所示的动作是在通常的图像投影时根据CPU26的控制而进行的。CPU26将存储在程序存储器28中的动作程序、数据读出，展开并存储到主存储器27中，然后执行该动作程序。图2表示在接通电源并通过输入部11输入图像信号来进行投影动作的状态下的CPU26的处理。在处理刚开始时，CPU26判断是否进行了用于变更由上述超解像处理部12进行的超解像处理的超解像参数的指示操作(步骤S101)。用于变更超解像参数的指示操作例如包括，根据菜单项目来对表示超解像效果的强度的增益值、表示超解像处理的适应部位的边缘阈值、作为模糊改善的强度的指标的图像调整用滤波器等的各种变更设定进行指示的情况。在通过上述步骤SlOl判断为没有进行用于变更超解像参数的指示操作的情况下，CPU26进行包含与在该时刻设定的白色峰值电平相对应的长度的W(白)域(field)的投影动作(步骤S102)，并再次返回到上述步骤SlOl的处理。图4例示出构成I个彩色图像帧的4个域即W域、R域、G域和B域以相同时间宽度构成的情况下的、光源部16的R-LED20、G-LD19、B-LD21的各发光定时。如该图所示，在W域中，通过同时使R-LED20、G-LD19和B-LD21发光，获得基于混色的白色光(亮度图像)。此时，微镜元件15通过矩阵运算Y = O. 2988R+0. 5868G+0. 1144B，显示与亮度信号Y相应的图像。接着，利用其反射光形成光像，经由投影透镜部18向投影对像的未图示的屏幕进行投影。接着，在R域、G域和B域中，R-LED20、G-LD19、B-LD21分别单独地发光，依次投影作为原色图像(有彩色图像)的R图像、G图像和B图像。通过使白色峰值电平可变，能够增减I个彩色图像帧中的W域的时间宽度、即增减对投影图像的亮度图像即白色(无彩色的亮度图像)进行投影的时间(亮度图像投影时间)而使被投影的图像的亮度改变。此外，在通过上述步骤SlOl判断为进行了用于变更超解像参数的指示操作的情况下，CPU26受理基于该指示操作的变更条件。并且，CPU26在受理变更条件后(步骤S103)，根据所受理的新的超解像参数，参照白色峰值的电平(步骤S104)。图3是预先存储在程序存储器28中的、表示超解像参数和白色峰值电平之间的对应的表的一例。这里，假设超解像参数具有“10” “0”的11个等级，而白色峰值的电平在“6” “ 10”的范围内被分为5个等级来进行对应。此外，在本实施方式中，超解像参数为“10”时，最强烈地对图像信号实施超解像处理，超解像参数的值越低，则越弱地对图像信号实施超解像处理。另外，白色峰值的电平为“10”时，最强烈地对图像信号实施白色峰值，白色峰值的电平越低，则越弱地对图像信号实施白色峰值。如图所示，越是在对超解像参数高、以更高精细度进行了锐化的画质的图像进行投影的情况下，越使白色峰值的电平降低。由此，使原本的图像信号中包含的噪音成分不显著，避免灰度表现不自然的情况。此外，在本实施方式中，在未进行超解像处理时，即在图3所示的超解像参数为“0”时，由于不必考虑由超解像处理带来的投影图像的噪音，从而以使白色峰值电平为最大的“10”的方式进行控制。这样，从表中读出相对应的白色峰值的电平，将其设定到投影图像处理部13中(步骤S105)，然后返回到从上述步骤SlOl开始的处理。图5表示与白色峰值的电平相应的域结构的例子。在图5(A)中，白色峰值的电平高，将W域的期间设定得大幅长于其它的R域、G域和B域。因此，适合于相比于色彩而言更重视图像的明亮度那样的、例如在明亮的会议室中进行演示的情况等。此时，由于如上述那样将超解像参数抑制得较低，因此不会有图像信号中的噪音被强调而变得显著的情况。相反，在图5(B)中，白色峰值的电平低，将W域的期间设定得短于其它的R域、G域和B域。因此，适合于相比于单纯的明亮度而言更重视图像的色彩的平衡那样的、例如降低照明而欣赏影像的情况等。此时，由于如上述那样将超解像参数设定得较高，因此能够欣赏高精细度的图像。根据如上详述的本实施方式，能够抑制对通过超解像处理而获得的图像实施白色峰值处理时的画质的降低。另外，在上述实施方式中，由于伴随着超解像参数的值的提高、对图像信号中的高频成分进行强调的程度的提高，使白色峰值的电平降低，因此，能够可靠地避免不当地使图像信号中包含的噪音醒目的情况。并且，在上述实施方式中，根据白色峰值的电平来调整进行亮度图像的投影的W域的时间宽度，因此能够精细地表现图像中的明暗的灰度(gradation)。另外，在上述实施方式中，说明了根据超解像处理部12的超解像参数而使白色峰值的电平可变的情况。但是，本发明不限于增加组成像素数的超解像处理，对于强调图像信号中的高频成分那样的锐化处理、例如边缘强调处理等图像处理，也同样适用。另外，在本实施方式中，进行控制以使得在不进行超解像处理的情况下白色峰值 电平为最大的“10”。但是，在不进行超解像处理的情况下，由于不必考虑由超解像处理带来的投影图像的噪音，因此也可以采用可由用户自由地设定白色峰值电平的方案。另外，在本实施方式中，采用根据所设定的超解像参数使白色峰值的电平自动可变的方案，但也可以采用CPU26根据超解像参数来限制白色峰值的电平的上限值的方案。S卩，在图3的表中，超解像参数为“8”时对应的白色峰值电平为“7”，在该情况下无法将白色峰值电平设定在“7”的值以上。但是，也可以采用可将白色峰值电平设定在“7”以下的方案。在采用这样的方案的情况下，由于能够使白色峰值电平的设定具有自由度，因此能够降低投影图像的噪音，并且与上述实施方式相比能够实现更符合用户的偏好的投影。并且，本实施方式采用根据所设定的超解像参数使白色峰值的电平可变的方案，但也可以采用根据所设定的白色峰值的电平使超解像参数可变的方案。下面，对这样的本实施方式的其它动作例进行简单说明。图6表示在接通电源并通过输入部11输入图像信号来进行投影动作的状态下的CPU26的处理。在处理刚开始时，CPU26判断是否进行了用于变更由投影图像处理部13进行的白色峰值的电平的指示操作(步骤S201)。用于变更白色峰值的电平的指示操作例如包括根据菜单项目进行指示的情况。在通过上述步骤S201判断为未进行用于变更白色峰值的电平的指示操作的情况下，CPU26进行包含与在该时刻设定的超解像参数相对应的超解像处理部12的动作的投影动作(步骤S202)，并再次返回到上述步骤S201的处理。另外，在通过上述步骤S201判断为进行了用于变更白色峰值的电平的指示操作的情况下，CPU26受理基于该指示操作的变更条件。并且，CPU26在受理变更条件后(步骤S203)，例如通过上述图3所示的表，根据所受理的新的白色峰值的电平，参照超解像参数(步骤 S204)。在表示超解像参数与白色峰值电平之间的对应的表中，越是在对超解像参数高、以更高精细度进行了锐化处理的画质的图像进行投影的情况下，越使白色峰值的电平降低。由此，使原本的图像信号中包含的噪音成分不显著，避免灰度表现不自然的情况。这样，从表中读出相对应的超解像参数，将其设定到超解像处理部12中(步骤S205)，然后返回到从上述步骤S201开始的处理。这样，对应于白色峰值处理的电平来适当设定超解像参数，因此能够在实施了根据需要的超解像处理的基础上实施白色峰值处理而不会导致画质的降低。 对于本领域的技术人员来说，容易得出其它的优点和改进方式。于是，广义方面的本发明并不限于特定的细节和在这里描述和给出的代表性的实施例。因此，在不脱离后附的权利要求书和其等同方式限定的大体的发明构思的精神或范围的情况下，可进行各种改
进。·
权利要求
1.一种投影装置，其特征在于，具备输入机构，输入彩色图像信号；投影机构，根据由上述输入机构输入的彩色图像信号，对无彩色的亮度图像和有彩色图像进行投影；图像处理机构，对由上述输入机构输入的图像信号，实施按照锐化参数对图像中的高频成分进行强调的锐化处理；以及投影控制机构，控制相对于由上述投影机构投影的上述有彩色图像而言的、上述亮度图像的亮度图像投影时间；上述锐化参数的值和上述亮度图像投影时间相互关联。
2.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，上述图像处理机构按照所设定的上述锐化参数实施上述锐化处理；上述投影控制机构根据上述锐化参数控制上述亮度图像投影时间。
3.根据权利要求2所述的投影装置，其特征在于，随着上述锐化参数的值的提高、高频成分的强调程度的提高，上述投影控制机构缩短上述亮度图像投影时间。
4.根据权利要求2所述的投影装置，其特征在于，上述投影控制机构根据上述锐化参数，限制上述亮度图像投影时间的长度。
5.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，上述投影控制机构按照所设定的上述亮度图像投影时间，控制相对于上述有彩色图像而言的上述亮度图像的投影时间；上述图像处理机构实施按照上述锐化参数对图像中的高频成分进行强调的锐化处理， 该锐化参数根据上述亮度图像投影时间来确定。
6.根据权利要求5所述的投影装置，其特征在于，随着上述亮度图像投影时间的变长，上述图像处理机构降低上述锐化参数的值，降低高频成分的强调程度。
7.根据权利要求5所述的投影装置，其特征在于，上述图像处理机构根据上述亮度图像投影时间，限制上述锐化参数的上限值。
8.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，上述投影机构具有多种颜色的光源，使该多种颜色的光源同时点亮来作为无彩色的亮度图像用的光源；上述投影控制机构控制相对于上述有彩色图像而言的上述亮度图像的投影时间。
9.一种投影方法，用于具备输入机构和投影机构的装置，该输入机构输入彩色图像信号，该投影机构根据由上述输入机构输入的彩色图像信号，对无彩色的亮度图像和有彩色图像进行投影，该投影方法的特征在于，包括以下工序图像处理工序，对由上述输入机构输入的图像信号，实施按照锐化参数对图像中的高频成分进行强调的锐化处理；以及投影控制工序，控制相对于由上述投影机构投影的上述有彩色图像而言的、上述亮度图像的亮度图像投影时间；上述锐化参数的值和上述亮度图像投影时间相互关联。
10.根据权利要求9所述的投影方法，其特征在于，上述图像处理工序按照所设定的上述锐化参数实施上述锐化处理；上述投影控制工序根据上述锐化参数控制上述亮度图像投影时间。
11.根据权利要求10所述的投影方法，其特征在于，上述投影控制工序，随着上述锐化参数的值的提高、高频成分的强调程度的提高，缩短上述亮度图像投影时间。
12.根据权利要求9所述的投影方法，其特征在于，上述投影控制工序，按照所设定的上述亮度图像投影时间，控制相对于上述有彩色图像而言的上述亮度图像的投影时间；上述图像处理工序，实施按照上述锐化参数对图像中的高频成分进行强调的锐化处理，该锐化参数根据上述亮度图像投影时间来确定。
13.根据权利要求12所述的投影方法，其特征在于，上述图像处理工序，随着上述亮度图像投影时间的变长，降低上述锐化参数的值，降低高频成分的强调程度。
全文摘要
一种投影装置，其特征在于，具备输入机构，输入彩色图像信号；投影机构，根据由上述输入机构输入的彩色图像信号，对无彩色的亮度图像和有彩色图像进行投影；图像处理机构，对由上述输入机构输入的图像信号，实施按照锐化参数对图像中的高频成分进行强调的锐化处理；以及投影控制机构，控制相对于由上述投影机构投影的上述有彩色图像而言的、上述亮度图像的亮度图像投影时间；上述锐化参数的值和上述亮度图像投影时间相互关联。
文档编号H04N9/68GK103002293SQ201210375450
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月7日 优先权日2011年9月7日
发明者石津健雄 申请人:卡西欧计算机株式会社