图像投影设备和图像处理方法

专利名称：图像投影设备和图像处理方法
技术领域：
本发明涉及图像投影设备和图像处理方法。
背景技术：
随着近些年的多媒体的到来，投影仪在很多情况下被用作可以将图像投影在大屏幕上的图像投影设备。例如，因为投影仪在公司会议期间可以给出演示，因此对能够投影多种信息材料的图像的投影仪的使用呈增加的趋势。考虑到如下的情况:虽然投影仪将图像投影在白板上，但是有些用户希望能够用手在白板上写下一些新的类容。在此情况下，如果投影仪正将图像投影在整个白板上，那么有时候没有空间用手写下任何内容。考虑到这个问题，已经公开了能够获得用手写入内容的指定区域的技术，其中指定区域通过如下的方式来保证:通过不显示指定区域的图像部分，或者通过在指定区域的外部显示上述图像部分的缩略图(例如，日本专利申请公开号N0.2010-146086)。然而，在典型的能够保证手写区域的投影仪中，因为手写区域被保证在投影仪投影的图像所在的投影面上的事实，所以没有显示投影仪投影的图像的一部分，或者整个投影的图像以按比例缩减的形式显示。这将导致可视性的降低。结果，可能不能很准确地传达准备信息材料的人所希望交流的信息。因此，存在对如下的图像投影设备和图像处理方法的需求:该图像投影设备和图像处理方法能够使用被投影的图像准确地传达用户希望交流的信息。

发明内容
本发明的目的是至少部分地解决传统技术中的问题。根据一个实施例，提供如下的一种图像投影设备，所述图像投影设备包括:图像投影单元，用于将接收到的原始图像数据投影到图像投影面上；区域识别单元，用于与基于所述原始图像数据投影的正常投影面相比较来识别显示不同的内容的障碍区域；以及布局修改单元，用于基于所述图像投影面上的对象和障碍区域来修改包含在被投影的所述原始图像数据中的对象的布局。根据另一个实施例，提供一种图像处理方法，所述方法包括:与基于原始图像数据投影的正常投影面相比较来识别在图像投影面上显示不同内容的障碍区域；以及基于所述图像投影面上的对象和障碍区域来修改包含在被投影的所述原始图像数据中的对象的布局。通过参考附图阅读以下对本发明的优选的实施例的详细说明，本发明的上述的以及其他的目的、特征、优点以及技术和工业重要性将变得更好理解。


图1示出了包括根据实施例的投影仪的图像投影系统；
图2是示出在图1中示出的投影仪的内部构造的框图；图3是示出在图2中示出的图像处理单元14的构造的框图；图4至图7是用于解释由在图3中示出的区域识别单元所执行的用于识别障碍区域的机构的示意图；图8至图14是解释被投影图像的处理的示意图；图15是用于解释在投影仪中执行的一系列控制处理的流程图；图16是示出演示材料(原始图像)的示例的示意图；图17至图25是用于说明一点一点地移动对象的情况的布置图；图26以表格的形式示出了从图17至图25的各个布置图中的估计项目(A)至(C)的典型估值。图27以表格的形式示出了从图17至图25的各个布置图中的各个对象的移动距离；图28至图32是用于解释大书写区域的示例的示意图；图33至图36是用于解释考虑到字体颜色和背景颜色而执行的布局修改的示例的示意图；图37示出了在当将色差也作为估计项目追加的情况下用于得到布局修改的候选项的流程图；图38示出了在当将色差的倒数也作为估计项目追加的情况下用于得到布局修改的候选项的流程图；图39至图41是用于解释根据通用色彩设计(CUD)而改变字体颜色的示意图；图42和图43是示出具有多个连续页的演示的应用示例的示意图；图44是用于解释在根据第八实施例的投影仪中执行的一系列控制处理的流程图；以及图45是示出根据第九实施例的投影仪的构造和外设PC终端的构造的框图。
具体实施例方式参考附图将对本发明的典型实施例进行详细说明。图像投影系统图1示出了图像投影系统，该图像投影系统包括起根据实施例的图像投影设备的作用的投影仪。在图1中示出的图像投影系统中，投影仪10从外设PC终端20或者多功能打印机(MFP) 30接收图像数据的输入。外设PC终端20是通用的个人计算机，其能够将图像数据经由网络传送到投影仪10。MFP30包括起图像读取设备作用的扫描仪；该MFP30能够读取原稿并且能够执行适宜将图像输出到纸上的图像处理(也就是能够将原始图像真实地重现在转印纸上的图像处理)，并且能够输出复印的图像。此外，MFP30能够执行如下的图像处理:该图像处理适于显示已经被读取的图像，将所述图像转换成诸如JPEG等的图像格式，并且经由网络接口控制器(NIC)将JPEG图像发送到诸如投影仪10等的外部设备。对于输入到投影仪10的图像数据(原始图像数据)，投影仪10执行用于图像投影的预定的图像处理并且将图像投影到图像投影面40上。投影仪10具有成像功能，使用布置在投影仪10的主体的前表面处的成像透镜Ila而用于捕捉图像投影面40的图像。对于图像投影面40，如果用户希望投影的图像具有很高的图像质量，那么该用户可以使用专门为图像投影而设计的屏幕。然而，如果不需要很好的图像质量，那么在办公室等地方，在会议室中经常是使用白颜色或者淡彩色的墙面来代替图像投影面40，或者代替作为图像投影面40的白板。投影仪的内部构造以下将参考图2对投影仪10的内部构造进行说明。投影仪10具有嵌入式的图像捕捉单元11，其包括在图1中示出的成像透镜11a。借助于此图像捕捉单元11，投影仪10能够捕捉和并入已经投影在图像投影面40上的图像。然后，通过将捕捉到的图像的图像数据与由投影仪10投影的原始图像数据比较，可以确定是否已经根据原始图像数据将图像投影在图像投影面40上。在并没有根据原始图像而投影图像的情况下，然后可能识别图像投影面40上的与原始图像相比不同的区域。控制器12执行对投影仪10的各个组成元件的控制，并且经由操作输入单元13获得用户指令。也就是，经由操作输入单元13，用户可以发出如下的指令:关于执行/终止使用投影仪10的投影的指令；打开/关闭照明光源的指令；选择正常模式、省电模式或者通用色彩设计模式(CUD)等的投影模式的指令。在省电模式下，将照明光源的能耗保持得较低，利用减小的光密度来执行投影。在CUD模式下，图像处理单元14以如下的方式执行图像处理:即使使用全彩图像进行演示，部分观看演示的色盲人员也能够理解内容。同时，控制器12传送由图像捕捉单元11并入的被投影的图像的数据或者是接收的从外部设备发送到图像处理单元14的图像数据；并且接收对被传送的数据进行的处理结果。下文中将给出图像处理单元14的详细说明。图像投影单元15包括:光源设备；用于发出照明光线的照明光学系统；颜色分离光学系统，其执行将照明光学系统的颜色分解为三种不同的颜色，即红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的光；三个液晶平板，三种颜色的照明分光落在这三个液晶平板上；合成光学系统，其合成所有的透过液晶的颜色的图像光线；投影光学系统，其将合成的图像光线投影在图像投影面40上。各个光学系统包括多个透镜阵列、棱镜以及分色镜并且尽量地降低在这些光学镜中产生的像差。在以上述方式构造的投影仪10中，接收自外部设备的图像数据经由控制器12被输入到图像处理单元14。然后，图像处理单元14为了投影图像而矫正图像数据，并且将矫正后的图像数据发送到图像投影单元15。然后，图像投影单元15将图像数据向图像投影面40投影。图像处理单元的构造图3示出了图像处理单元14的构造，其起到图像处理设备的作用。如图3所示，图像处理单元14包括图像处理控制器141、只读存储器(ROM) 143、随机访问存储器(RAM)142、区域识别单元(障碍检测单元)144、图像识别单元145、估计单元147以及布局修改单元(图像处理单元)146。图像处理控制器141执行与控制器12的通信。此外，图像处理控制器141获得发送自图像捕捉单元11并且用于图像投影面40的图像；获得从外界输入的图像数据；可根据需要将图像数据加载到RAM142的存储器空间中。同时，在R0M143或者在计算机可读存储介质中存储由图像处理控制器141执行的计算机程序以及执行这些计算机程序所需的必要的参数。区域识别单元144识别称为“障碍区域”的区域，出现在投影仪10和图像投影面40之间的外来物质(障碍物)的阴影落在此区域中，或者是写在作为图像投影面40的白板上的手写字符的区域(手写区域)。更加具体地讲，区域识别单元144将由图像捕捉单元11并入的图像数据与用于带有原始图像数据的图像投影面40的图像数据作比较(这里，原始图像数据是已经经过用于图像投影的图像处理)，并且将不同的部分识别为障碍区域。就将被作为障碍区域的手写字符而言，手写字符周围的预定区域被认为是障碍区域。然而，这不是唯一的可能的情况。图像识别单元145识别接收自外设PC等的图像数据中的诸如文本对象或图形对象等的对象的属性、位置和尺寸。基于在图像投影面40中的识别出的障碍区域和基于出现在将被投影的原始图像数据中的对象，估计单元147获得如下的估计值:该估计值指示障碍区域相对于原始图像数据中的对象的相对位置关系。更加具体地讲，当对象移动到原始图像数据中的多个不同位置时，估计单元147获得针对于对象的各个位置的估计值。以下将详细说明由估计单元147执行的处理。布局修改单元146与区域识别单元144和图像识别单元145进行通信；并且根据需要执行诸如如下的处理的图像处理:诸如改变输入图像的对比度和明暗度，修改原始图像中的对象的布局，放大和减小原始图像。布局修改单元146基于多个估计值通过在原始图像数据中移动上述对象来修改布局。布局修改不限于在基于多个估计值通过在原始图像数据中移动上述对象。布局修改单元146可以构造为在不使用上述估计值的情况下，基于图像投影面上的障碍区域和包含在投影的原始图像数据中的对象来修改布局。障碍区域的识别参考图4至图7将解释由区域识别单元144所执行的用于识别障碍区域的机构，其中区域识别单元144利用由投影仪10投影的图像和包含在图像捕捉单元11获得的图像投影面40的图像数据来识别障碍区域。例如，如图4所示，假定三角形障碍物出现在投影仪10和图像投影面40之间考虑如下的情况:图5中示出的图像是从投影仪10中投影的。在此情况下，图4中示出的障碍物50阻碍光到达图像投影面40。结果，障碍物50的阴影落在图像投影面40上。结果，作为图像投影面40的图像数据，图像捕捉单元11获得如图6所示的图像数据。如果不存在障碍物，那么图像捕捉单元11获得与图5中示出的图像数据相同的图像数据。区域识别单元144将投影自投影仪10的原始图像数据与由图像捕捉单元11获得的图像数据相比较。然后，针对于差值量等于或者大于预定量的图像区域(也就是针对于图6中的由附图标记50a标记的部分)，区域识别单元144可以判定出现了障碍物。同时，如果将白板用作图像投影面40，那么有时候可以基于被投影的图像来进行讨论，并且将讨论的内容直接写在图像投影面40上。图7示出了这种情况的示例。在此情况下，“需要XX”是新写入的在图5示出的示例中没有出现的内容。因此，根据该实施例，这样的附加字符也需要被认为是“障碍区域”。也就是，“障碍区域”是指如下的区域:在此区域中原始图像与实际投影到屏幕上的图像之间存在差异。被投影的图像的处理以下将对在传统的情况下执行的被投影的图像的特定处理进行解释，并且对根据本实施例而执行的被投影的图像的特定处理进行解释。图8至图14是用于解释被投影的图像的处理的示意图。图8示出了与从外部设备中输入的图像数据相对应的图像。在初始状态下，从投影仪10中投影图像数据。在以下的解释中，假定将白板用作图像投影面40。在白板上，可以用白板笔进行书写。一般地，在会议的过程中，当进行与演示材料相对应的讨论时，有时需要将讨论内容写在白板上，从而将此内容和与会者分享。在此情况下，有时暂时地停止来自投影仪10的投影。此时，在关闭光源的情况下，在能够重启之前需要花费时间来冷却光源。或者，有时候，仅仅简单地用笔记本等挡住投影仪10的光投影口。然而，这不是一个安全的选择因为笔记本可能变热。除此之外，即使按照投影的信息材料进行讨论，但是如果投影的图像不能显示时,则很难提高讨论质量。考虑到上述问题，已经提议了一种传统的技术方案:只有图像投影面40的一部分区域没有暴露于来自投影仪10的投影光，从而可以在此区域上进行书写。在此文中，这样特殊的区域可以通过触敏面板来指定或者通过直接指定来自操作输入单元13的坐标来指定。在下文中，该区域有时被称为“书写区域”。考虑如下的情况:投影的演示材料如图8所示。在此情况下，如果执行传统的技术(诸如日本专利申请公开号N0.2010-146086);那么针对于由图9示出的虚线所包围的区域，投射自投影仪10的光线被阻挡而不能到达该被包围的区域。在图10中(同样地在图11至图14中)，使用白板笔写下了字符串和箭头。通过结束对一些区域的光线的暂时的遮挡，光线投射到整个图像投影面40上，当重新开始在图10所示的状态下的演示时，图11示出了在此情况下获得的状态。在图11的示出的左上区域中，以图8所示的初始状态投影的图像(也就是，根据接收自外设PC终端20等的用于投影的图像数据而形成的“原始图像”)与书写区域相互重叠。这使得很难读取信息。因此，为了能够保证讨论质量，在传统的技术中，在图像投影面40上显示原始出现的信息同时也显示书写的信息，而不是将演示中的原始出现的信息清除掉。第一实施例考虑到这个问题，在第一实施例中，如图12所示，为了防止原始图像与书写区域相互重叠，包括原始图像的对象被移动。或者，如图13所示，在将原始图像按比例缩小到可以避免与书写区域发生重叠的程度之后，再投射原始图像。这种图像处理由布局修改单元146执行。同时，在如图14所示当将“XXX”写在白板上的情况下，重叠区域不是很大。因此，不难阅读信息。在此情况下，没有必要特别地修改用于演示的图像(原始图像)的布局。也就是，布局修改单元146获得障碍区域和出现在原始图像数据中的对象之间的重叠量。然后，如果重叠量等于或大于预定的阈值，那么布局修改单兀146修改对象的布局。另一方面，如果重叠量小于预定的阈值，那么布局修改单元146不修改对象的布局。一般地，一份演示中具有制作这份演示的人认为的最适合的布局。因此，除非有必要，不要在投影仪10中对布局进行处理。在修改对象的布局的情况下，为了避免与制作这份演示的人的思想发生很大的偏离，需要保证对象的移动距离越小越好。如果如图13所示，按比例缩小原始的图像并且显示，那么能够维持对象之间的相对位置关系。然而，因为原始数据整体地按比例缩小，所以会影响可视性。当对象包括文字时，字符字体尺寸的缩小将使得从很远的距离观察演示的与会者无法识别文字。考虑到这个问题，从投影仪10中投影出用于布局修改的候选项而用于选择。然后，一旦用户经由操作输入单元13选择了用于布局修改的候选项，那么将投影相应的图像数据。以上的解释可以用图15中示出的处理流程图来进行说明。因此，图15是用于解释投影仪10执行的一系列控制处理的流程图。在本文中，在用户按下预定的硬件按钮时或者在用户投影了屏幕菜单并且选择了指示布局修改处理的执行的菜单项目时执行图15中示出的处理。然而，这些定时只是一些示例，能够在任意的定时执行图15中示出的处理。参考图15，首先，图像处理控制器141参考区域识别单元144的障碍区域识别结果并且判定是否出现了任何障碍区域(步骤S101)。如果判定为没有出现任何障碍区域(步骤SlOl中的否)，那么布局修改单元146不执行图像处理(这里是，布局修改)(步骤S106)。结果，在控制器12的控制下，原始图像数据在布局没有任何修改的基础上被投影(步骤S107)。另一方面，如果判定为出现障碍区域(步骤SlOl中的是)，那么图像处理控制器141计算障碍区域和出现在原始图像数据中的对象之间的重叠区域，并且判定重叠区域是否等于或大于预定的阈值。如果重叠区域不等于或不大于预定的阈值(步骤S102中的否)，那么布局修改单元146不执行图像处理(这里是，布局修改)(步骤S106)。结果，在控制器12的控制下，原始图像数据在布局没有任何修改的基础上被投影(步骤S107)。另一方面，如果重叠区域等于或大于预定的阈值(步骤S102中的是)，那么图像处理控制器141保证布局修改单元146执行图像处理，并且布局修改单元146基于来自图像识别单元145的信息按照以下将说明的方式来确定用于布局修改的候选项(步骤S103)。然后，根据用户的经由操作输入单元13而完成的选择(步骤S104)，如果选择指示将不执行图像处理，那么图像处理控制器141保证布局修改单元146不执行图像处理(这里是，布局修改)(步骤S106)。另一方面,如果选择了任何一个用于布局修改的候选项,那么可以认为所选的用于布局修改的候选项的图像，也就是具有修改后的布局的图像数据将被投影。结果，在控制器12的控制下，具有修改后的布局的图像数据被投影(步骤S105)。同时，如上所述，当布局修改单元146不执行图像处理(这里是，布局修改)(步骤S106)时，那么在控制器12的控制下，原始图像数据在布局没有任何修改的基础上被投影(步骤 S107)。以下将详细地解释布局修改单元146对上述对象的执行的布局修改。针对于用于布局修改的候选项；检测到原始图像中的背景区域，在背景区域中移动最接近大的背景区域的对象。在本文中，在原始图像中，背景区域是指没有对象出现的区域。通过重复上上述的操作，对象不断地填满背景区域。那么，计算以下的估计项目:(A)原始图像中的对象之间的重叠量(更加具体地讲，重叠区域的尺寸(像素数))；(B)障碍区域和对象之间的重叠量(更加具体地讲,重叠区域的尺寸(像素数))；(C)对象的移动距离(更加具体地讲，移动距离的像素数)。在本文中，可以看出所有的估计项目的估计值越小，则进行布局修改越合适。更加具体地讲，估计单元147将对象之间的重叠量(A)的估计值、障碍区域和对象之间的重叠量(B)的估计值、在布局修改期间对象的移动距离(C)的估计值相加；并且得到整体估计值(总估计值)。同时，以如下的方式执行对象的移动。对于出现在原始图像数据中的对象，布局修改单元146从这些对象的现有位置的上方、右上方、右方、右下方、下方、左下方、左方、左上方中选择任意的方向。然后，在原始图像数据中，布局修改单元146沿着所选择的方向将上述对象移动预定的像素值。结果，在上述对象被移动到新位置的布局中，估计单元147获得估计项目(A)、(B)和(C)的估计值；并且计算作为整体估计值的总估计值。然后，以重复的方式，布局修改单元146将对象移动预定的像素数，并且估计单元147计算总估计值。结果，布局修改单元146选择另外一个方向并且以重复的方式沿着所选择的方向将上述对象移动预定的像素值，并且估计单元147以重复的方式计算总估计值。针对于上述的每个方向都进行这样的处理。然后，作为用于布局修改的候选项，布局修改单元146确定如下的图像:在此图像中，对象被移动到原始图像数据中的处于估计值的预定范围内的位置。例如，三种估计项目的总和的递增顺序的三种布局设计被追加到用于布局修改的候选项。此外，如图13所示，除了写入区域之外的所有对象的相对位置关系都维持不变的按比例缩小的图像也被追加到用于布局修改的候选项。同时，布局修改单元146能够构造为确定如下的图像:在此图像中，在原始图像数据中将对象移动到如下的位置处:在该位置处，估计值等于或小于原始图像数据中的估计值的预定范围之内的预定值。然后，在图像投影面40上，图像投影单元15投影多个由布局修改单元146确定的用于布局修改的候选项。结果，操作输入单元13接收用户从图像投影面40上投影的用于布局修改的候选项中选择出期望的用于布局修改的候选项。同时，在用于布局修改的候选项的选择是很繁重的工作的情况下，用户能够适当地在估计项目(A)、估计项目(B)、估计项目(C)和整体按比例缩小显示之间设置优先级。然后，能够根据优先级来执行显示。或者，布局修改单元146能够构造为对具有最小的估计值的用于布局修改的候选项进行布局修改，而不是由用户来进行选择。然后，布局修改单元146通过将对象移动到如下的位置而修改布局:在所选择的用于布局修改的候选项中所指示的这些位置处。同时，以这种方式执行的布局修改能够由通过在外设PC终端20上运行演示开发应用而完成，也可以通过手动地重新布置所有对象来完成。然而，这些方法都非常的复杂并且使得会议中断很长时间。相反地，如果使用根据本发明的投影仪10，可以在不需要频繁地终止会议的基础上进行讨论。此外，因为在参考必要的演示材料的同时进行讨论，所以很容易提高讨论质量。此外，关于显示的演示材料，在不影响大部分演示材料的情况下维持可视性。以下将说明布局修改的具体示例。在已经写下内容的图11中，障碍区域是指包含字符串的左上区域。在此文中，参考图16，原始图像数据中的对象包括读作“yyy……”的并且用“a”表示的字符串(对象a)，用“b”表示的星状符号(对象b)，读作“zzz……”的并且用“c”表示的字符串(对象C)，以及用“d”表示的饼状图(对象d)。图17至图15是用于说明相对于投影屏幕一点一点地移动对象的情况的布局图，其中在该投影屏幕上完成了全屏幕投影并且也完成了图11示出的书写。在以下的解释中，在图17至图25中示出的布局图分别称为布局图(I)至布局图(9)。在此文中，以重复的方式一点一点地移动对象，从而使得背景区域被对象填满。在此之后对估计项目进行估算。图26以表格的形式示出了从图17至图25的各个布局图中的估计项目(A)至(C)的典型估计值。各个估计项目(A)和(B)表示重叠区域的尺寸(像素值);而估计项目(C)表示各个对象的总的移动距离(像素值)。然而，因为面积是移动距离的平方，所以对于估计项目(C)将各个对象的移动距离的平方和设定为各个对象的移动距离。图27以表格的形式示出了各个对象的移动距离。例如，如图27所示，在图22的情况下(也就是，布局图(6))，对象a移动200，对象c移动100。结果，图22中的估计项目(C)的估计值等于 200X200+100X100=50000。在图26示出的表中，图25 (布局图(9))的估计最值小。因此，图25 (布局图(9))是首选的用于布局修改的候选项。如果三个具有最小估计值的图被认为是用于布局移动的候选项，那么布局图(4)、布局图(6)和布局图(9)认为是用于布局修改的候选项。从这些布局图中，用户做出最后的选择。在图24 (布局图(8))的情况下，即使在对象之间或者在障碍区域和对象之间都不存在重叠，但是存在大量的移动。对于与原始布置大大不同的布置，估计值增加。因此，很难将这种布置认为是用于布局移动的候选项。同时，在此文中， 整体估计值被认为是估计项目(A)至(C)的估计值的简单相加。然而，或者，能够基于估计项目(A)至(C)的发生改变的权重来执行整体的估计。也就是说，估计单元147能够构造为获得如下的计算值的形式下的估计值:通过执行如下的估计值的加权相加而计算出上述的值，即对象之间的重叠量(A)的估计值、障碍区域和对象之间的重叠量(B)的估计值、以及在布局修改期间对象的移动距离(C)的估计值。例如，当用于布局修改的候选项需要具有小的移动距离时；例如，使用如下的执行加权相加的计算公式能够获得整体估计值。整体估计值=((A)的估计值)+ ((B)的估计值)+2X ((C)的估计值)。在上述给出的公式中，虽然加权系数是2，但是可能使用其他的任意的加权系数。同时，虽然上述的估计需要一定的时间段，但是投影仪10可以设定成在演示材料之前读取并且提前计算估计值。同时，估计单元147也可能构造为基于如下的估计值中的至少一个而获得估计值:对象之间的重叠量(A)的估计值、障碍区域和对象之间的重叠量(B)的估计值、以及在布局修改期间对象的移动距离(C)的估计值。在如图13所示的用于布局修改的候选项统一地被按比例缩小的情况下，不需要使用上述的任何一个估计值，整个图像按比例缩小直到与障碍区域不再发生重叠。对于即使以按比例缩小一定程度而降低可视性为代价也不愿意打乱对象之间的相对位置关系的用户来说，可以选择图13的式样。因此，用于布局修改的候选项统一地按比例缩小也可认为是一种选择。如上所述，在第一实施例中，根据与可视性相关的估计值来修改布局。借助于此，当使用投影仪10给出演示时，可以尽可能地根据用户的意愿来投影图像。因此，能够比现有技术更好地准确地传达准备演示的人所希望交流的信息。第二实施例以下将说明书写区域的尺寸较大的示例。就被投影的图像的处理而言，解释与图15示出的处理流程相同。考虑如下的情况:在会议中的讨论使得需要在白板上写下越来越多的内容。在此情况下，如图28所示，由虚线包围的大区域被认定为书写区域(可以认为擦出与书写区域相对应的被投影图像部分)。然后，如图29所示，可以认为在书写区域中写下字符串和箭头。在此状态下，如果在不考虑书写区域的情况下执行满屏显示，那么这将导致如图30所示的情况:被投影的图像与书写的文字重叠。这将导致很差的可视性。考虑到这个问题，在本实施例中，布局修改单元146首先按比例缩小一些对象，然后如图31所示修改布局。如果整体按比例缩小的图像被认为是用于布局修改的候选项，那么，如图32所示，整个被投影的图像以非常小尺寸显示。因此，很少使用这种用于布局修改的候选项。然而，如果原始图像表示一个单独的并且非常大的对象，那么能够使用该用于布局修改的候选项。出于此原因，该用于布局修改的候选项也可以认为是用户的一个选择。关于用于布局修改的候选项:(A)原始图像中的对象之间的重叠量，(B)障碍区域和对象之间的重叠量，(C)对象的移动距离，被认为是与第一实施例相同的方式下的估计项目。然而，如果书写区域在投影面中的所占的比例等于或大于预定的比例(例如，投影面的50%)，那么也可以考虑首先按比例缩小原始图像中的一些对象然后移动上述对象的方法。在此情况下，只有出现在书写区域中的对象被按比例缩小。这是因为可能在考虑到不按比例缩小的对象的情况下完成书写。例如，如图32所示，如果书写区域之外的对象也被按比例缩小，那么很难维持上述对象和写入内容之间的相对位置关系。这使得很难阅读信息。相反地，在第二实施例中，只有出现在书写区域中的对象被按比例缩小。借助于此，可以避免如下的情况:不能维持上述对象和写入内容之间的相对位置关系的情况。关于出现在书写区域的对象，布局修改单元146将背景区域的尺寸而非书写区域的尺寸与这些对象的尺寸作比较，并且在将对象按比例缩小到使得这些对象适合于计算基础的程度之后移动这些对象。用户能够使用操作输入单兀13选择用于布局修改的候选项。然而,在用于布局修改的候选项的选择是很繁重的工作的情况下，用户能够适当地在基于估计项目(A)的候选项、基于估计项目(B)的候选项、基于整体按比例缩小显示之间设置优先级。然后，能够根据优先级来执行显示。第三实施例以下将解释如下的示例:在考虑到字体颜色和背景颜色的情况下，修改布局。就处理被投影的图像而言，解释与图15示出的处理流程相同。与第一和第二实施例相比，第三实施例与选择用于布局修改的候选项的方法不同。考虑如下的情况:对于图33中示出的演示材料(图像)，在图34中由虚线包围区域认为是书写区域。此外，可以认为图33中的背景(图34至图36中背景也一样)颜色具有如下梯度，从左端的白色变化到右端的棕色。此外，可以认为文字对象“ 简要”，“ 节能”和“ 特殊设计”以红色字体书写。在此情况下，如果以第一实施例的方法执行布局修改，那么将导致图34所示的布局。然而，在图34中，被移动对象恰巧具有与右侧的背景颜色(棕色)的颜色类似的字体颜色(红色)。这将导致可视性的大大降低。在图33中，制作演示的人员通过将重要的文字对象设定为红色的字体颜色而高亮化这些文字。在图34中，高亮部分变得不是很突出。当背景颜色和字体颜色彼此接近时，通常地已知一种技术:如图35所示，在该技术中，显示带有补偿色(在本文中，青色)的文字对象。然而，这样有的时候与制作演示的人的本意相悖。例如，存在演示中的文字的字体颜色本身也具有意义的情况。如果演示具有定义为与任务A相关的红色字体，并具有与任务B相关的蓝色字体，那么就不希望对这些颜色做出任何改变。事实上，希望在维持文字的色调(hue)的同时，借助于背景颜色和字体颜色之间的亮度的不同来加强对比。出于此原因，当用于布局修改的目标对象是文字对象时，根据第三实施例的布局修改单元146以如下的方式改变文字对象的颜色:该方式使得文字对象的颜色和相应的背景颜色之间的对比度加强。然后，布局修改单元146在优先改变亮度的基础上来改变文字对象的颜色。在图36中示出了对字体颜色进行如上修改的结果。同时，在此文中，如果字体颜色和背景颜色之间的色差Λ E等于或小于8(Λ Ε=8)，那么可以认为两者颜色彼此接近。然而，8不是唯一的可能的色差值。对于第一种实施例中的用于布局修改的候选项:(A)原始图像中的对象之间的重叠量，(B)障碍区域和对象之间的重叠量，以及(C)对象的移动距离，被认为是估计项目。相比之下，在第三示例中，估计单元147获得基于对象颜色信息和基于原始图像数据中的背景颜色信息的附加估计值。更加具体地讲，估计单元147通过附加地使用估计项目“背景颜色和被移动的文字对象的字体颜色之间的色差”而获得估计值。在此文中，因为背景具有如图33所示的梯度(渐变色)，所以在包含文字对`象的区域中的平均值被计算为背景颜色。图37示出了在上述的色差也被追加为估计项目的情况下得到用于布局修改的候选项的流程图。在步骤S201中执行的布局的初步判定中，通过参考图1而解释的方法并且在不考虑色差的情况下判定用于布局修改的候选项(步骤S201)。然后，对于借助于执行布局的初步判定而获得的用于布局修改的候选项，布局修改单元146判定背景颜色和被移动的文字对象的字体颜色之间的色差ΛΕ是否等于或小于8 (步骤S202)。如果色差ΛΕ超过8 (步骤S202中的否)，那么布局修改单元146只将这些色差Λ E具超过8的用于布局修改的候选项当作用于布局修改的候选项(步骤S204)。另一方面，如果色差ΛΕ小于8 (步骤S202中的是)，那么布局修改单元146改变字体颜色(步骤S203)并且系统控制返回至步骤S202。结果，如果色差相当大(也就是，如果色差Λ E超过8)，那么布局修改单元146只将这些色差Δ E具超过8的用于布局修改的候选项当作用于布局修改的候选项(步骤S204)。就字体颜色的改变而言，如上所述，优先地执行亮度的改变。然而，利用补偿色来改变字体颜色也可以是一种提供给用户的选择。至于获得用于布局修改的候选项的流程图，还可以采用图38所示的流程图。如果上述色差的倒数作为一个估计项目，那么期望各个估计项目(A)至(C)和色差的倒数尽可能地小。因此，在图38的流程图中，具有小的整体估计值的估计项目被认为是布局的初步判定的指标(步骤S301)。在图38中，当改变字体颜色时(步骤S303)，系统控制返回至步骤S301并且重新计算估计项目(估计值)。然后，布局修改单元146执行布局的初步判定。从步骤S302至步骤S304的处理与图37中示出的从步骤S202至步骤S204的处理相同。因此，在与图37示出的流程图相同的方式下，可以确定用于布局修改的候选项。在此文中，虽然通过改变字体颜色(优先地改变亮度)来加强可视性，但是也可以同时改变背景颜色。在一些情况下，如图33所示的右侧的饼状图被白色边框围夹(clip)，也可以将带有文字对象的区域用白色边框围夹。如上所述，在第三实施例中，在考虑字体颜色和背景颜色的情况下修改布局。借助于此，可防止已经移动的字体对象的可视度变差。第四实施例在第四实施例中，将对如下的示例进行说明:当将投影仪10设定为通用色彩设计(CUD)模式时，在考虑到通用色彩设计的情况下，对字体颜色进行改变。近年来，用于显示或打印彩色图像的彩色图像输出技术的发展，由个人或商业企业制作的文件包含多种彩色文字或彩色图像。在这些文件中，经常以彩色文字的形式来给出吸引注意力的表达或者一组图形，因此给出的颜色起到传达重要信息的作用。出于此原因，为了正确地理解这些文件的内容，不仅需要能够识别文字和图片的功能，还需要能够识别文件中所用的颜色的不同。包含多种颜色的文件有助于色觉正常的人来理解信息。然而，对于具有色觉缺陷的人来说，多种颜色的文件是没有必要的。例如，存在很难区分红色和绿色的具有色觉缺陷的人。对于具有色觉缺陷的人来说，不仅很难区分红色和绿色，并且完全不能把两者区分开。考虑如图39所示的演示。在本文中，可以认为图39中的背景(图40至图41中背景也一样)颜色具有梯度，即从左端的白色变化到右端的绿色。此外，可以认为文字对象“.简要”，“.节能”和“.特殊设计”以红色字体书写。在此示例中，图39的左侧的大部分是白色。如果在白色区域中以红色字体书写文字，那么即使是很难区分红色和绿色的具有色觉缺陷的人也大致可以识别文字。然而，如果在图40中由虚线包围所示创建书写区域，并且如果如图40所示修改布局(也就是，如果在图39的左下侧的字符串被移动到右下侧)，那么背景颜色和文字对象之间的色差相当地大，从而对于色觉正常的人来说在可视性上没有任何问题。然而，对于很难区分红色和绿色的具有色觉缺陷的人来说，可视性被大幅度地降低。考虑到这个问题，当投影仪10被设定为通用色彩设计模式时，布局修改单元146将不执行参考图37中示出的流程图所解释的色差估计，并且改变颜色使得优先可以使得具有色觉缺陷的人的可以清晰地辨识上述的文字。传统地，已经提出了使得具有色觉缺陷的人可能很容易地区分用在多个文件中的颜色(例如，日本专利申请公开号N0.2010-268138)。在此文中，布局修改单元146使用这种技术改变颜色。这将导致如图41所示的被投影的图像，在该图像中红色的字符串被改变为即使是具有色觉缺陷的人也可以识别的CUD颜色。在第四实施例中，即使是具有色觉缺陷的人，也可以防止在布局修改期间减低文字的可视度。
第五实施例图42和43示出了在演示中的应用的示例，在该演示中具有多张连续页(在图42和43中，从(a)至(d)的四页)。通常地，演示通常包含多页的显示材料。除此之外，如果在给出进一步的演示的时间段参考特定的页面进行讨论，能够以自然的方式进行讨论。例如，如果演示的目标或者预计时间表在演示的起始时间被讨论，并且如果这些细节被写在白板上，那么认为这些细节将会在演示的后续时间点将被参考。在这种情况下，那么在书写区域写下的内容需要在演示的整个过程中连续地显示。在图42中示出了原始演示图像(原始图像)；而在图43中示出了在图像处理后的演示图像，其中书写区域(障碍区域)被连续地显示。在此示例中，在显示演示的第二页(b)的时间点，对目标和时间表进行讨论。随后，在参考第三页(c)和第四页(d)的图像的同时来进行讨论。通过执行上述的布局修改，可以自然地进行讨论而不需要中断演示流程。同时，在与较早的实施例中说明的方式相同的方式来执行原始图像的布局修改。同时，以这种方式执行的布局修改能够由通过在PC上运行该演示开发应用而完成，也可以通过手动地重新布置所有对象来完成。然而，和在第一实施例中解释的一样，这些方法都非常地复杂并且使得会议中断很长时间。这种问题在演示具有很多页的情况下尤其显著。相反地，如果使用根据本实施例的投影仪10，可以在不需要频繁地暂停会议的基础上自然地进行讨论。此外，因为在参考必要的演示材料的同时进行讨论，所以很容易进行讨论。此外，关于所显示的演示材料，在不显著影响演示材料的情况下维持可视性。此外，在保证一直显示必要的手写附加信息的同时进行讨论。同时，如果在演示中一页一页地执行用于布局修改的设定对于用户而言是很繁重的任务或者造成讨论的暂停，那么执行如下的设定:该设定使得初始设定标准也适用于演示的全程。在图43示出的示例中，在投影演示的第二页(b)的时间点指定的书写区域也被用在投影演示的第三页(C)和第四页(d)过程中。然而，这不是唯一的可能的情况。或者，例如，在投影演示的第三页(C)的时间点以及第四页(d)的时间点，也可以通过将由图像捕捉单元11获取的图像投影面40的图像数据与原始图像数据进行比较，来指定书写区域(障碍区域)。结果，第二页(b)、第三页(C)、第四页(d)具有不同的书写区域。第六实施例在第六实施例中，将对根据第三实施例的投影仪10被设定为省电模式的情况进行说明。在省电模式下，供给到照明光源的电流被限制。这导致与正常模式相比光密度下降。结果，投影面整体变黑并且动态范围变得不足。在此情况下，在被投影的图像中很难具有亮度差。因此，当对颜色做出改变时，如果因为省电模式而不能具有足够的亮度差，那么需要对色度进行改变。或者，毫无例外地使用补偿色来执行显示。结果，即使在省电模式下，也可以防止文字对象可视度的降低。第七实施例在上述的实施例中，参考手写文字或图表进行了解释。然而，当然地，相同的解释也适用于如图4所示的物理障碍物。对于需要在存在不能移开的障碍物的地方进行演示的情况下，此情况与书写区域出现在演示的全程中的第五实施例相同。因此，可以根据需要来移动对象。如上所述，在根据本实施例的投影仪10中，根据原始图像中的对象之间的重叠量，障碍区域和图像数据中的对象之间的重叠量和对象的移动距离而得到最适合的用于布局修改的候选项。然后，如果需要修改布局则用户可以选择是否修改布局，并且选择待执行的用于布局修改的候选项。在修改布局的同时，修改对象之间的相对位置关系。因此，通过使用具有此功能的投影仪10，能够在保证为了更深的讨论而额外地写入的手写文字的同时，以高可视度来投影演示，并且演示材料的原始内容不需要很大地修改。此外，当使用投影仪10给出演示时，能够将制作演示的人所希望交流的信息正确地传达给观众。此外，用户从完全地停止演示、运行演示开发应用以及再次修改布局的繁重任务中解脱出来。结果，可能自然地进行讨论，并且不需要中断演示流程。第八实施例在第一至第七实施例中，投影仪10将由图像捕捉单元11并入的用于图像投影面40的图像数据与源数据进行比较，并且识别该图像数据与源数据之间的不同作为障碍区域。相反地，在第八实施例中，由用户来指定障碍区域。在根据第八实施例的投影仪10中，图像处理单元的内部构造和配置与分别参考图2和图3说明的第一实施例的内部构造和配置相同。图44是解释在根据第八实施例的投影仪10中执行的一系列控制处理的流程图。用户对操作输入单元13进行操作并且在图像投影面40上指定可以作为障碍区域的区域。该区域可以通过指示覆盖该区域的范围来指定，或者通过输入覆盖该区域的范围的坐标来指定。因此，操作输入单元13接收来自用户的障碍区域的输入(步骤S4401)。然后，区域识别单元144识别输入作为障碍区域的区域范围。以与参考图15说明的第一实施例的处理相同的方式(也就是，与从步骤S102至步骤S107的处理相同的方式)来执行后续的处理。以此方式，在第八实施例中，用户可以指定障碍区域。借助于此，当投影图像时，可以准确地并且灵活地传达用户想要交流的信息。第九实施例在第一至第八实施例中，进行如下处理的图像处理单元设置于投影仪10的内部:识别障碍区域，计算估计值，并且修改对象的布局。相反地，在第九实施例中，经由网络连接至投影仪的外设PC终端能够包括图像处理单元。图45是示出根据第九实施例的投影仪4510和外设PC终端4520的构造的框图。在本文中，在第九实施例中，投影仪4510包括图像捕捉单元11、控制器12、图像投影单元15和操作输入单元13。此外，投影仪4510不包括图像处理单元。图像捕捉单元11、图像投影单元15和操作输入单元13与在第一实施例中说明的单元相同。控制器12具有与在第一实施例中说明的功能相同的功能。此外，控制器12将由图像捕捉单元11捕捉到的图像传送到用于障碍区域识别、估计计算值、布局修改目的的外设PC终端4520。此外，控制器12从外设PC终端4520接收已经在外设PC终端4520中经过布局修改的图像数据，并且然后将此图像数据传送到图像投影单元15。外设PC终端4520经由网络连接至投影仪4510，并且包括图像处理单元4521和通信单元4522。
通信单元4522与投影仪4510的控制器12交换图像数据。图像处理单元4521从原始图像数据和接收自投影仪4510的所捕捉的图像识别障碍区域；并且在移动对象的同时计算估计值；并且修改对象的布局。图像处理单元4521具有与在第一实施例中说明的图像处理单元14相同的功能和相同的构造。因此，以与在第一实施例中说明的方式相同的方式来执行障碍区域识别、估计值计算和布局修改。以此方式，在第九实施例中，图像处理单元4521被配置在经由网络连接至投影仪4510的外设PC终端4520中。这使得可以降低投影仪4510的处理负担。根据实施例，能够使用投影的图像准确地传达用户希望交流的信息。虽然已经参考用于完整的并且清楚的公开的特定实施例对本发明进行了说明，但是所附的权利要求并不局限于此，而要被理解为体现所有的变型和替代方案，其中该变型和替代方案可以被本领域的技术人员所想到并且落在本文中所提出的基本教导中。
权利要求
1.一种图像投影设备，所述图像投影设备包括: 图像投影单元，用于将接收到的原始图像数据投影到图像投影面上； 区域识别单元，用于与基于所述原始图像数据投影的正常投影面相比较来识别显示不同的内容的障碍区域；以及 布局修改单元，用于基于所述图像投影面上的对象和障碍区域来修改包含在被投影的所述原始图像数据中的对象的布局。
2.根据 权利要求1所述的图像投影设备，还包括: 估计单元，用于获得估计值，所述估计值指示所述原始图像数据中的对象的位置和所述障碍区域之间的关系， 其中，所述布局修改单元基于所述估计值来修改所述原始图像数据中的对象的布局。
3.根据权利要求2所述的图像投影设备，其中， 所述估计单元设定在所述原始图像数据中对象能够被移动到的多个不同的位置并且获得用于所述对象的各个位置的估计值，并且 所述布局修改单元修改所述布局，从而基于所获得的估计值来移动所述对象。
4.根据权利要求3所述的图像投影设备，还包括: 操作输入单元，用于接收来自用户的输入， 其中，所述布局修改单元将如下的图像确定为用于布局修改的候选项的图像:在所述图像中所述对象被移动到与处于预定范围内的估计值相对应的位置处， 所述图像投影单元在所述图像投影面上投影被确定的用于布局修改的多个候选项，所述操作输入单元接收用户的选择，其中用户从被投影在所述图像投影面上的用于布局修改的多个候选项中选择出期望的用于布局修改的候选项，并且 所述布局修改单元修改所述布局从而使得所述对象被移动到在所选择的用于布局修改的候选项中指示过的位置处。
5.根据权利要求1所述的图像投影设备，其中， 所述布局修改单元获得所述障碍区域和所述原始图像数据中的所述对象之间的重叠量，并且如果所述重叠量等于或大于预定的阈值，则修改布局。
6.根据权利要求3所述的图像投影设备，其中， 所述估计单元获得基于如下的至少一个的估计值:所述障碍区域和所述对象之间的重叠量、所述对象之间的重叠量和在布局修改中所述对象的移动距离。
7.根据权利要求6所述的图像投影设备，其中， 所述估计单元将如下的估计值之和作为估计值:基于所述障碍区域和所述对象之间的重叠量确定的第一估计值，基于所述对象之间的重叠量确定的第二估计值，以及基于在布局修改中所述对象的移动距离确定的第三估计值。
8.根据权利要求6所述的图像投影设备，其中， 所述估计单元将如下的估计值的加权和作为估计值:基于所述障碍区域和所述对象之间的重叠量确定的第一估计值，基于所述对象之间的重叠量确定的第二估计值，以及基于在布局修改中所述对象的移动距离确定的第三估计值。
9.根据权利要求1所述的图像投影设备，还包括: 操作输入单元，用于接收来自用户的所述障碍区域的输入，其中，所述区域识别单元识别所接收到的障碍区域。
10.根据权利要求1所述的图像投影设备，还包括: 图像捕捉单元，用于捕捉被投影到所述图像投影面上的图像， 其中，所述区域识别单元基于所述原始图像数据和由所述图像捕捉单元获得的图像数据识别所述障碍区域，在所述障碍区域中显示与基于所述原始图像数据投影的正常投影面相比较不同的内容。
11.根据权利要求2所述的图像投影设备，其中， 所述估计单元基于所述原始图像数据中的所述对象的颜色信息和背景的颜色信息获得所述估计值。
12.根据权利要求11所述的图像投影设备，其中， 当用于布局修改的目标对象是文字对象时，所述布局修改单元改变所述文字对象的颜色，从而加强所述文字对象的颜色和所述背景的颜色之间的对比度。
13.根据权利要求12所述的图像投影设备，其中， 所述布局修改单元将改变所述文字对象的亮度作为所述文字对象的颜色改变的优选。
14.根据权利要求1所述的图像投影设备，其中， 当所述障碍区域在所述图像投影面中所占据的面积等于或大于预定比例时，所述布局修改单元改变包含在所 述原始图像数据中的至少一个对象的尺寸。
15.根据权利要求14所述的图像投影设备，其中， 所述布局修改单元改变包含在所述障碍区域中的所述对象的尺寸。
16.根据权利要求1所述的图像投影设备，其中， 在图像数据经过用于部分色盲人员的颜色处理的模式下，所述布局修改单元优选对如下的颜色执行颜色调整:所述颜色具有用于部分色盲人员的加强的颜色区分度。
17.根据权利要求1所述的图像投影设备，其中， 所述布局修改单元在布局修改中改变包含在所述原始图像数据中的至少一个对象的颜色以及背景颜色。
18.—种图像处理方法，包括: 与基于原始图像数据投影的正常投影面相比较来识别在图像投影面上显示不同内容的障碍区域；以及 基于所述图像投影面上的对象和障碍区域来修改包含在被投影的所述原始图像数据中的对象的布局。
全文摘要
公开了一种图像投影设备和图像处理方法。所述图像投影设备包括图像投影单元，用于将接收到的原始图像数据投影到图像投影面上；区域识别单元，用于与基于所述原始图像数据投影的正常投影面相比较来识别显示不同的内容的障碍区域；以及布局修改单元，用于基于所述图像投影面上的对象和障碍区域来修改包含在被投影的所述原始图像数据中的对象的布局。
文档编号H04N5/74GK103179365SQ201210557170
公开日2013年6月26日 申请日期2012年12月20日 优先权日2011年12月21日
发明者松冈平, 犬饲善裕, 菊地太郎, 村形明, 吉水直史 申请人:株式会社理光