投影型图像显示装置、图像投影方法和计算机程序的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种通过使用投影到屏幕上的测试图案可以适宜和自动地校正在投影图像上发生的诸如梯形失真等各种失真的投影型图像显示装置，包括：被构造成将图像投影到被投射体上的投影部；相机部，设置在不同于所述投影部的照射位置的位置，被构造成拍摄投影到被投射体上的图像；校正量检测部，被构造成当测试图案从所述投影部投影到被投射体上时从由所述相机部拍摄的测试图像去除背景、检测有关背景去除后的测试图像中的测试图案的坐标的信息以及基于所述坐标的信息计算校正从所述投影部投影的图像用的校正参数；和基于所述校正参数校正从所述投影部投影的图像的图像校正部。本发明还提供一种图像投影方法和计算机程序。
【专利说明】投影型图像显示装置、图像投影方法和计算机程序
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2012年12月21日提交的日本在先专利申请JP2012-278970的权益，其全部内容以引用的方式并入本文。
【技术领域】
[0003]本说明书公开的技术涉及一种在屏幕上投影显示媒体的再现图像、计算机屏幕等的投影型图像显示装置、图像投影方法和计算机程序，更具体地，涉及一种可以自动校正投影到屏幕上的图像的梯形失真和光学失真的投影型图像显示装置、图像投影方法和计算机程序。
【背景技术】
[0004]近年来，通过使用投影型图像显示装置将从诸如电视和蓝光光盘的接收图像等媒体再现的图像或个人电脑(PC)图像投影到大型屏幕上，成为被很多人观赏的机会已经越来越多。此外，小型的投影型图像显示装置(微型投影仪)也已出现，其意图通过被放置在手掌或安装在移动设备中而使用。
[0005]当图像被投影到屏幕上时，存在其中图像相对于被投射体(屏幕壁面等)从倾斜投影而以梯形形状失真的问题。梯形失真的自动校正功能一般是通过在屏幕上投影测试图案，用内置相机拍摄投影到屏幕上的测试图案的图像，并基于获得的屏幕的四个角的位置和测试图案的四个角的位置获得屏幕的三维信息来校正梯形失真的功能(例如，参见JP2007-13810A)。在投影到屏幕上的图像在垂直方向上以梯形形状失真的情况下，通过在与屏幕上的投影图像的梯形失真相反的方向上使在图像显示装置上显示的图像故意失真，投影图像可以在屏幕上成为轮廓鲜明的四角形。
[0006]然而，为了通过使用投影到屏幕上的测试图案准确地校正梯形失真，可能需要用相机捕获比测试图案更鲜明的投影图像。因此，可能会出现诸如如果没有在暗室中或在完全白色的屏幕上进行就不能够准确地校正梯形失真以及由于诸如自然光等外界光线的干扰发生误操作等的问题。即，其中可以使用投影型图像显示装置的环境受到限制。例如，尽管微型投影机由于其小尺寸而可以在任何地方携带，但是当使用地点受到限制时其吸引力丧失。
【发明内容】
[0007]本说明书公开的技术的目的是提供一种通过使用投影到屏幕上的测试图案可以适宜和自动地校正在投影图像上发生的诸如梯形失真等各种失真的优异投影型图像显示装置、图像投影方法和计算机程序。
[0008]本说明书公开的技术的另一个目的是提供一种即使在被外界光线干扰的环境中的投影和在不是完全白色的被投射体上的投影的情况下也可以适宜和自动地校正投影图像的梯形失真的优异投影型图像显示装置、图像投影方法和计算机程序。[0009]根据本技术的实施方案，提供一种投影型图像显示装置，包括:被构造成将图像投影到被投射体上的投影部；相机部，设置在不同于所述投影部的照射位置的位置，被构造成拍摄投影到被投射体上的图像；校正量检测部，被构造成当测试图案从所述投影部投影到被投射体上时从由所述相机部拍摄的测试图像去除背景、检测有关背景去除后的测试图像中的测试图案的坐标的信息以及基于所述坐标的信息计算校正从所述投影部投影的图像用的校正参数；和基于所述校正参数校正从所述投影部投影的图像的图像校正部。
[0010]所述校正量检测部可以计算来自背景去除后的所述测试图像的所述测试图案的多个特征点的坐标，并且从所述多个特征点的坐标计算校正被写体的投影图像中包含的失真用的射影变换参数。所述图像校正部可以通过所述射影变换参数对从所述投影部投影的图像进行射影变换。
[0011]所述相机部可以当所述测试图案未从所述投影部照射时拍摄第一测试图像，和当所述测试图案从所述投影部照射时拍摄第二测试图像。所述校正量检测部可以通过生成第一测试图像和第二测试图像之间的差从第二测试图像去除背景的信息，并且获得包含所述测试图案的背景去除后的所述测试图像。
[0012]所述相机部可以当第一测试图案从所述投影部照射时拍摄第一测试图像，和当第二测试图案从所述投影部照射时拍摄第二测试图像。所述校正量检测部可以通过生成第一测试图像和第二测试图像之间的差从第一测试图像和第二测试图像去除背景的信息，并且获得包含其中第一测试图案和第二测试图案被合成的测试图案的背景去除后的所述测试图像。
[0013]所述校正量检测部可以在进行第一测试图像和第二测试图像之间的亮度调节后进行背景的信息的去除处理。
[0014]所述校正量检测部可以通过将以第一测试图像和第二测试图像之一为基准的平均亮度的比率乘以另一个图像的像素值进行所述亮度调节处理。
[0015]所述校正量检测部可以针对其中第一测试图像和第二测试图像分别在水平和垂直方向上被分割的每个区域进行所述亮度调节处理。
[0016]所述校正量检测部可以针对包含背景去除后的所述测试图像中的测试图案的区域使亮度标准化。
[0017]所述校正量检测部可以仅针对所述测试图像中的像素值的分散值等于或大于预定阈值的区域使亮度标准化。
[0018]可以使用包含多条垂直线和多条水平线的网状测试图案。所述校正量检测部基于由背景去除后的所述测试图像中包含的测试图案的垂直线和水平线的各交点构成的多个特征点的坐标，计算校正失真用的射影变换参数。所述图像校正部可以通过所述射影变换参数对从所述投影部投影的图像进行射影变换。
[0019]所述测试图案还可以包含对应于成为所述测试图案的轮廓的矩形的对角线的两个狭缝。
[0020]所述校正量检测部可以基于能够从背景去除后的所述测试图像检测到的特征点的坐标，推测能够从所述投影部投影到被投射体上的最大图像尺寸。
[0021]可以使用包含多条垂直线的第一测试图案和包含多条水平线的第二测试图案。所述校正量检测部可以基于由背景去除后的所述测试图像中包含的测试图案的垂直线和水平线的各交点构成的多个特征点的坐标，计算校正失真用的射影变换参数。所述图像校正部可以通过所述射影变换参数对从所述投影部投影的图像进行射影变换。
[0022]所述校正量检测部可以基于能够从背景去除后的所述测试图像检测到的特征点的坐标，推测能够从所述投影部投影到被投射体上的最大图像尺寸。
[0023]在通过对于背景的信息去除后的测试图像的附加自相关而进行降噪处理之后，所述校正量检测部可以检测有关所述测试图像中的所述测试图案的各特征点的坐标的信息，并且基于各特征点的坐标的信息计算校正参数。
[0024]在通过在垂直方向或水平方向角度搜索包含多条垂直线或多条水平线的测试图案的所述测试图像进行降噪处理之后，所述校正量检测部可以计算由测试图案的垂直线和水平线的各交点构成的多个特征点的坐标，并且基于各交点的坐标的信息计算校正失真用的射影变换参数。
[0025]所述校正量检测部可以作为二维曲线检测出所述测试图像中包含的垂直线或水平线的各测试图案。
[0026]所述校正量检测部可以通过设置在刚刚之前进行过角度搜索的相邻线段的结果作为中心来进行角度搜索。
[0027]此外，根据本技术的实施方案，提供一种图像投影方法，包括:将测试图案投影到被投射体上；通过拍摄投影到被投射体上的测试图案获取测试图像；从所述测试图像去除背景；检测有关背景去除后的测试图像中包含的测试图案的坐标的信息，并且基于所述坐标的信息计算校正从投影部投影的图像用的校正参数；和基于所述校正参数校正投影图像。
[0028]此外，根据本技术的实施方案，提供一种以计算机可读格式写成而使计算机执行的计算机程序:将测试图案投影到被投射体上；通过拍摄投影到被投射体上的测试图案获取测试图像；从所述测试图像去除背景；检测有关背景去除后的测试图像中包含的测试图案的坐标的信息，并且基于所述坐标的信息计算校正从投影部投影的图像用的校正参数；和基于所述校正参数校正投影图像。
[0029]根据本公开的实施方案的计算机程序定义了以计算机可读格式写成而在计算机上实现预定处理的计算机程序。换句话说，通过将根据本公开实施方案的计算机程序安装到计算机中，在计算机上可以发挥协作功能，并且可以获得与根据本公开实施方案的图像投影方法类似的操作效果。
[0030]根据本说明书公开的技术，可以提供一种通过使用投影到屏幕上的测试图案可以适宜和自动地校正在投影图像上发生的诸如梯形失真等各种失真的优异投影型图像显示装置、图像投影方法和计算机程序。
[0031 ] 此外，根据本说明书公开的技术，可以提供一种即使在被外界光线干扰的环境中的投影和在不是完全白色的被投射体上的投影的情况下也可以适宜和自动地校正投影图像的梯形失真的优异投影型图像显示装置、图像投影方法和计算机程序。
[0032]通过基于后面描述的实施方案和附图的更详细说明，可以清楚本说明书公开的技术的特征和优点。
【专利附图】
【附图说明】[0033]图1是示意性地示出根据本说明书公开的技术的实施方案的投影型图像显示装置100的构成的图；
[0034]图2是示出投影部101的内部构成例的图；
[0035]图3是示出图像处理部102的内部构成例的图；
[0036]图4是示出校正量检测部105的内部构成例的图；
[0037]图5A是示出用于计算校正投影图像的失真的射影变换参数的测试图案的例子的图；
[0038]图5B是示出用于计算校正投影图像的失真的射影变换参数的测试图案的另一个例子的图；
[0039]图5C是示出用于计算校正投影图像的失真的射影变换参数的测试图案的另一个例子的图；
[0040]图是用于说明通过使用图5C所示的测试图案计算射影变换参数的处理的图；
[0041]图5E是示出用于计算校正投影图像的失真的射影变换参数的第一测试图案的另一个例子的图；
[0042]图5F是示出用于计算校正投影图像的失真的射影变换参数的第二测试图案的另一个例子的图；
[0043]图5G是示出图5C所示的测试图案的变形例的图；
[0044]图5H是示出图5E所示的第一测试图案的变形例的图；
[0045]图51是示出图5F所示的第二测试图案的变形例的图；
[0046]图5J是示出其中在通过照射图5H所示的第一测试图案而拍摄的第一测试图像A的区域Area (0，I)中获得平均亮度A_Area (0，I)的状态的图；
[0047]图5K是示出其中在通过照射图5H所示的第二测试图案而拍摄的第二测试图像B的区域Area(0，I)中获得平均亮度B_Area(0，I)的状态的图；
[0048]图6是示出在投影型图像显示装置100中用于校正被投射体上的投影图像的梯形失真的处理过程的流程图；
[0049]图7A是示出在当包括两条横纵线的第一测试图案被照射到被投射体上时拍摄的第一测试图像A的例子的图；
[0050]图7B是示出在当包括两条横纵线的第二测试图案被照射到被投射体上时拍摄的第二测试图像B的例子的图；
[0051]图8A是示出通过从第一测试图像A减去第二测试图像B得到的背景去除的图像C的图；
[0052]图SB是示出通过从第二测试图像B减去第一测试图像A获得的背景去除的图像D的图；
[0053]图9A是用于说明对背景去除的图像进行角度搜索和降噪的处理的图；
[0054]图9B是用于说明对背景去除的图像进行角度搜索和降噪的处理的图；
[0055]图9C是用于说明对背景去除的图像进行角度搜索和降噪的处理的图；
[0056]图9D是用于说明对背景去除的图像进行角度搜索和降噪的处理的图；
[0057]图1OA是示出通过对背景去除的图像C经由自相关进行强力的降噪处理获得的背景去除的图像C2的图；[0058]图1OB是示出通过对背景去除的图像D经由自相关进行强力的降噪处理获得的背景去除的图像D2的图；
[0059]图1lA是用于说明通过作为二维曲线检测背景去除的图像C2和D2中包含的四个线段来获得交点的处理的图；
[0060]图1lB是用于说明通过作为二维曲线检测背景去除的图像C2和D2中包含的四个线段来获得交点的处理的图；
[0061]图1lC是用于说明通过作为二维曲线检测背景去除的图像C2和D2中包含的四个线段来获得交点的处理的图；
[0062]图12是示出其中在被写体的投影图像中发生枕形失真的状态的图；和
[0063]图13是示出其中在被写体的投影图像中发生桶形失真的状态的图。
【具体实施方式】
[0064]在下文中，将结合附图详细描述本公开的优选实施方案。请注意，在本说明书和附图中，具有基本上相同的功能和结构的结构元件使用相同的附图标记表示，并且省略了对这些结构元件的重复说明。
[0065]图1示意性地示出根据本说明书公开的技术的实施方案的投影型图像显示装置100的构成。图示的投影型图像显示装置100包括投影部101、图像处理部102、图像输入部103、相机部104和校正量检测部105。下文中，将说明各部分。
[0066]图像输入部103从诸如个人电脑、电视接收机或蓝光光盘再现装置(图中均未示出)等投影图像的供给源输入图像信号。
[0067]图像处理部102对从投影部101投影和输出的图像进行处理。从图像处理部102输出的图像是利用从图像输入部103供给的外部图像在图像处理部102内生成的测试图案。在图像处理部102内，基于从校正量检测部105供给的校正参数，进行投影图像的失真校正。除了基于投影部101和被投射体之间的三维位置关系的梯形失真之外，将要被校正的失真也包括起因于投影部101和相机部104的光学系统的光学失真。
[0068]投影部101将从图像处理部102输出的图像投影到诸如屏幕(图中未示出)等被投射体上。由于从投影部101从相对于被写体(屏幕壁面)倾斜的方向投影，因此在投影图像中产生梯形失真。
[0069]相机部104拍摄从投影部101投影到被投射体上的测试图案。通过使用相机部104拍摄的测试图案图像，校正量检测部105计算用于校正来自投影部101的投影图像中包含的上述梯形失真和光学失真的补正量，并输出计算出的校正量到图像处理部102。通过对输出图像进行射影变换可以校正梯形失真和光学失真。在本实施方案中，校正量检测部105计算射影变换参数作为补正量。
[0070]在本实施方案中，相机部104被设置在不同于投影部101的照射位置的位置，并且光学轴被设定成使得拍摄范围包括尽可能多的投影部101的照射范围。当特定的测试图案从投影部101照射时，测试图案被相机部104拍摄。此外，从拍摄图像中，补正量检测部105获得直到被投射体的距离和方向，计算射影变换参数，并输出计算出的射影变换参数到图像处理部102。之后，由图像处理部102对从图像输入部103输入的所有图像通过射影变换参数进行射影变换，并且其中梯形失真和光学失真被校正的图像从投影部101照射。[0071]图2示出投影部101的内部构成例。图示的投影部101包括液晶面板201、照明光学部202、液晶面板驱动部204和投影光学部203。
[0072]液晶面板驱动部204基于从图像处理部102输入的图像/[目号驱动液晶面板201,并在显示屏幕上绘制投影图像。照明光学部202从背面照射液晶面板201。在投影型图像显示装置100是微型投影机的情况下，例如，LED (发光二极管)或激光用于照明光学部202的光源。投影光学部203将透过液晶面板201的光放大并投影到被投射体(图中未示出)上。从投影部101投影图像输入部103的输入图像或投影型图像显示装置100内产生的测试图案。投影光学部203包括一个或两个以上的光学镜头。据推测，投影光学部203具有镜头失真，因此，在投影图像中也将发生梯形失真以外的光学失真。
[0073]图3示出图像处理部102的内部构成例。图示的图像处理部102包括图像写入/读出控制部301、帧存储器302、图像校正部303、图像质量调节部304、测试图案生成部305和输出图像切换部306。
[0074]从图像输入部103供给的图像被存储在帧存储器302中。图像写入/读出控制部301控制向帧存储器302的图像帧的写入和读出。
[0075]图像校正部303基于从补正量检测部105接收的射影变换参数对从帧存储器302读出的图像进行射影变换，并进行校正，使得当从投影部101在被写体上投影时梯形失真消除。
[0076]图像质量调节部304例如对于亮度、对比度、同步、跟踪、色密度和阴影等进行图像质量调节，使得在已经进行过失真校正之后投影图像处于所需的显示条件。
[0077]测试图案生成部305生成在通过补正量检测部105计算射影变换参数时使用的测试图案。测试图案具有其中作为被投射体的屏幕的三维信息容易被获得的几何形状。使用的测试图案的类型将在后面描述。
[0078]输出图像切换部306对输出到投影部101的图像进行切换。例如，在通过将来自诸如个人电脑、电视接收器或蓝光光盘再现装置(这些没有在图中示出)等图像供给源的输入图像投影到被投射体进行演示等时，输出图像切换部306将来自图像质量校正部304的输出图像输出到投影部101。此外，在计算校正投影图像的梯形失真和光学失真用的射影变换参数时，输出图像切换部306输出由测试图案生成部305所产生的测试图案到投影部101。
[0079]图4示出校正量检测部105的内部构成例。图示的校正量检测部105包括拍摄图像写入/读出控制部401、拍摄图像存储器402、特征点计算部403和射影变换参数计算部404。
[0080]拍摄图像存储器402存储相机部104的拍摄图像。在本实施方案中，拍摄图像存储器402刚好具有用于存储至少两帧份的相机部104的拍摄图像的大小。
[0081]拍摄图像写入/读出控制部401控制拍摄图像到拍摄图像存储器402的写入和读出。
[0082]特征点计算部403通过使用从拍摄图像存储器402读出的拍摄图像获得特征点的坐标，如拍摄图像中包含的测试图案的四个角。此外，射影变换参数计算部404基于计算出的特征点的坐标获得从投影部101直到被投射体的距离和方向，并计算校正投影到被投射体上的图像的梯形失真和光学失真用的射影变换参数。[0083]为了通过使用投影到被投射体上的测试图案计算梯形失真和光学失真的校正量，可能需要提取测试图案的更鲜明的信息。因此，如果没有在暗室中或在完全白色的屏幕上进行，那么存在由于诸如自然光等外界光线的干扰发生误操作等的可能。例如，在投影型图像显示装置100是微型投影机的情况下，为了获得能够在任何地方携带的优点，在具有图案的屏幕上的测试图案的信息必须被正确地提取。另一方面，在本实施方案中，在从相机部104的拍摄图像提取测试图案的信息时，背景信息被去除，并且按这种方式，即使在受到外界光线干扰的环境中投影并且投影到不完全白色的被投射体的情况下，也可以实现梯形失真和光学失真的自动校正。
[0084]为了去除背景信息，在本实施方案中，由相机部104进行两次拍摄。例如，在保持相同背景的同时，未照射测试图案时拍摄的第一测试图像和照射测试图案时拍摄的第二测试图像被存储在拍摄图像存储器402中。或者，在第一测试图案被照射时拍摄的第一测试图像和在与第一测试图案不同的第二测试图案被照射时拍摄的第二测试图像被存储在拍摄图像存储器402中。此外，特征点计算部403通过生成从拍摄图像存储器402读出的第一测试图像和第二测试图像之间的差来去除背景的信息，并且使得其中第一测试图案和第二测试图案被合成的测试图案的信息更鲜明。按这种方式，即使在受到外界光线干扰的环境中投影并且投影到不完全白色的被投射体(具有图案)的情况下，也可以正确地计算出特征点的坐标，如测试图案的四个角，并且可以在未发生误操作的情况下进行校正梯形失真和光学失真用的射影变换参数。
[0085]这里，为了使特征点计算部403生成特征点的坐标，如测试图案的四个角，优选的是，由测试图案生成部305生成的测试图案包含两条水平线和两条垂直线。
[0086]例如，如图5A所示，在使用沿着投影部101的照射范围的大致周缘的矩形测试图案的情况下，拍摄未照射测试图案的第一测试图像，拍摄照射测试图案的第二测试图像，并且如果通过生成第一测试图像和第二测试图像之间的差来去除背景信息，那么可以使测试图案的信息更鲜明。
[0087]此外，如图5B的左部所示，可以使用包括沿着投影部101的照射范围的上下各边缘的两条水平线的第一测试图案，并且如图5B的右部所示，可以使用包括沿着投影部101的照射范围的左右各边缘的两条垂直线的第二测试图案。在这种情况下，拍摄照射第一测试图案的第一测试图像，拍摄照射第二测试图案的第二测试图像，并且类似地，如果通过生成第一测试图像和第二测试图像之间的差来去除背景信息，那么可以使沿着投影部101的照射范围的大致周缘的矩形测试图案更鲜明。其中第一测试图案和第二测试图案被合成(即，类似于图5A所示的测试图案)的矩形测试图案包含在背景去除后的测试图像中。此夕卜，当获得诸如该矩形测试图案的四个角等特征点的坐标时，射影变换参数计算部404基于该坐标信息获得从投影部101直到被投射体的距离和方向，并且可以计算校正投影到被投射体上的图像的梯形失真用的射影变换参数。
[0088]例如，对于包含630X360个像素的测试图案的液晶面板201的显示图像，在周缘部中配置的水平线和垂直线的线宽度例如是6个像素。
[0089]如果仅有投影部101的照射范围的四个角的坐标被提取作为特征点，那么梯形失真可以被校正。此外，如果不仅投影部101的照射范围的四个角的坐标被从测试图案中提取，而且也提取更多的特征点的坐标，那么不仅对于投影图像的整个图像的梯形失真而且对于局部发生的失真可以进行更详细的失真校正。因此，测试图案(或第一测试图案和第二测试图案的组合)不仅可以由两条水平线和两条垂直线构成，而是可以由三条以上的水平线和三条以上的垂直线的组合构成。
[0090]例如，如图5C所示，在使用由三条以上的水平线和三条以上的垂直线的组合构成的测试图案的情况下，拍摄未照射测试图案的第一测试图像，拍摄照射测试图案的第二测试图像，并且如果通过生成第一测试图像和第二测试图像之间的差来去除背景信息，那么可以使其中三条以上的水平线和三条以上的垂直线彼此相交的网状测试图案的信息更鲜明。
[0091]此外，可以使用图5E所示的由三条以上的水平线构成的第一测试图案，并且可以使用图5F所示的由三条以上的垂直线构成的第二测试图案。在这种情况下，拍摄照射第一测试图案的第一测试图像，拍摄照射第二测试图案的第二测试图像，并且类似地，如果通过生成第一测试图像和第二测试图像之间的差来去除背景信息，那么可以使测试图案的信息更鲜明。其中第一测试图案和第二测试图案被合成(即，与图5C所示的测试图案类似)的网状测试图案可以包含在背景去除后的测试图像中。
[0092]这里，存在由于诸如被投射体的面积小于投影部101的照射范围(或者平坦部分的面积很窄)等原因而从投影部101投影的测试图案的一部分缺失的情况。图示出从图5C所示的网状测试图案(或者，图5E和图5F中所示的测试图案的组合)内由虚线表示的缺失区域。当所有这样的网状测试图案不能够被用于射影变换参数的计算时，特征点计算部403可以计算从正常投影到被投射体上的测试图案可以提取的最大矩形的四个角的坐标，并且射影变换参数计算部404可以通过使用该最大矩形的四个角的坐标来计算射影变换参数。
[0093]在图中，特征点计算部403计算从正常投影的测试图案提取的最大矩形(在图中，用斜线绘制的区域)的四个角(在图中，由X所示的4个交点)。此外，射影变换参数计算部404可以被用于通过使用这四个角的点来计算梯形失真校正用的射影变换参数。
[0094]图5G示出图5C所示的测试图案的变形例。拍摄未照射测试图案的第一测试图像，拍摄照射测试图案的第二测试图像，并且如果通过生成第一测试图像和第二测试图像之间的差来去除背景信息，那么可以使详细的网状测试图案的信息更鲜明。此外，图5H示出图5E所示的第一测试图案的变形例，图51示出图5F所示的第二测试图案的变形例。在这种情况下，拍摄照射第一测试图案的第一测试图像，拍摄照射第二测试图案的第二测试图像，并且如果通过生成第一测试图像和第二测试图像之间的差来去除背景信息，那么测试图案的信息类似地可以更鲜明。其中第一测试图案和第二测试图案被合成(即，与图5G所示的测试图案类似)的网状测试图案可以包含在背景去除后的测试图像中。
[0095]如图5G?51所示，当测试图案被制成更详细的网状时，在由于诸如被投射体的面积小于投影部101的照射范围(或者平坦部分的面积很窄)等原因而从投影部101投影的测试图案的一部分缺失的情况下，可以高精度地推测从测试图案提取的最大矩形。特征点计算部403可以通过使用推测的最大矩形的四个角的特征点来计算射影变换参数。此外，由于通过检测来自背景去除后的测试图像的特征点而可以容易地检测出测试图案被照射到屏幕上的哪里，因此可以推测可以照射到屏幕上的最大图像尺寸。图像校正部303可以通过使用射影变换参数进行投影图像的失真校正，并且可以通过与最大图像尺寸匹配而进行投影图像的尺寸调节。
[0096]此外，图5G~51所示的测试图案均可以包含分割测试图案的对应于成为测试图案的轮廓的矩形的对角线的网格或者水平线和垂直线的两个狭缝。狭缝的交点对应于测试图案的大致中央。因此，基于狭缝的交点，可以容易地获得照射到屏幕上的测试图案的最大范围的位置(可以检测出上下或左右的交点数量)。
[0097]正如直到这里已经描述的，在本实施方案中，通过利用第一测试图像和第二测试图像之间的差来去除背景，并且获得更鲜明的测试图案。然而，在其中使用者不能够确定外界光线的影响或者拍摄的曝光的系统中(在相机部104不能被控制或相机部104不会被释放给使用者的情况下)，存在亮度在第一测试图像和第二测试图像之间显著不同的情况。当在拍摄的测试图像之间存在亮度差时，通过利用差异仅去除背景不能够高精度地进行。
[0098]因此，在进行其中第一测试图像和第二测试图像之间的亮度匹配的调节后，特征点计算部403通过利用差异进行背景去除。例如，测试图像中的一个被设置为基准，并且进行其中平均亮度的比率乘以另一个测试图像的像素值的处理。此外，通过不仅考虑在整个拍摄图像内发生的均匀亮度差而且也考虑发生的局部亮度差，来进行局部亮度调节。
[0099]具体而言，针对其中各测试图像已经在水平和垂直方向上被分割成多个图像的每个区域，获得平均亮度。此外，在对应于各测试图像的区域中，计算基于一个测试图像的平均亮度的比率，并且将计算出的比率乘以另一个图像的像素值。
[0100]图5J示出其中通过照射图5H所示的第一测试图案而拍摄的第一测试图像A在水平和垂直方向上被分割成多个图像并且在第O行和第I列的区域Area(0，I)中获得平均亮度八_八1^&(0，1)的状态。类似地，图5K示出其中在通过照射图51所示的第二测试图案而拍摄的第二测试图像B的第 O行和第I列的区域Area(0，I)中获得平均亮度B_Area(0，I)的状态。
[0101]此外，当基于第一测试图像A的平均亮度的比率Scale根据下式(I)计算时，如下式(2)所示，通过将该比率Scale乘以第二测试图像B的相同区域Area(0，I)内的各像素的像素值，获得亮度调节后的第二测试图像B’。
[0102]Scale =平均亮度 A_Area (0，I) / 平均亮度 B_Area (0，I) ---(I)
[0103]测试图像B’ = ScaleX测试图像B(2)
[0104]特征点计算部403对于通过利用第一测试图像和第二测试图像之间的差的去除背景后的图像进行亮度的标准化。然而，在被投射体处于明亮环境的情况下，由相机部104可以拍摄的测试图案的亮度将变得很低。当通过这种匹配使背景去除的图像的亮度标准化时，存在以下问题，例如，放大来自测试图案的不相关区域的噪声和产生检测精度的劣化。因此，背景去除的图像将包含测试图案的测试图案区域与其以外的区域相区分，并且通过仅进行包含前者的测试图案的区域的标准化，可以防止噪声的放大。
[0105]确定各区域是否是测试图案区域的方法是任意的。例如，在测试图案的边缘部分，像素值可以迅速地变化，并且通过关注像素值的分散变高，可以基于分散值来确定各区域是否是测试图案区域。即，特征点计算部403针对每个区域获取分散值，并且，在如果分散值等于或大于阈值则进行亮度的标准化的同时，分散值小于阈值的区域不具有对它们进行的标准化。
[0106]或者，通过关注由测试图案照射的具有高亮度的部分，可以基于平均亮度确定各区域是否是测试图案区域。即，特征点计算部403针对每个区域获取平均亮度，并且，在如果平均亮度等于或大于阈值则进行亮度的标准化的同时，平均亮度小于阈值的区域不具有对它们进行的标准化。然而，在平均亮度的阈值处理中，当来自投影部101的测试图案的照射和相机部104的快门的定时彼此不同步时，可能需要考虑对于测试图案的低亮度区域进行错误确定的问题。
[0107]此外，由于在特征点计算部403中获得诸如来自背景去除后的图像的四个角的各点等特征点的坐标，因此采用以下方法，其中作为直线或二维曲线检测出两个相交线段(即，获得线段的方程式)，并且计算两个线段的交点。
[0108]如上所述，从测试图案计算用的第一测试图像和第二测试图像去除背景信息。然而，假设由于诸如自然光等外界光线的影响，背景的状况去除后的图像是其中测试图案的对比度仍然极低的图像。因此，特征点计算部403对于其中背景的信息已被去除的图像进行强力的降噪处理。例如，对于其中背景的信息已被去除的图像，通过线段的自相关进行强力的降噪处理。即，当获得线段的方程式时，检测线段的倾斜角，并且通过将这个方向的多个像素信息平均化，可以将其他噪声分量与构成测试图案的线段分离。
[0109]图6以流程图的形式示出在投影型图像显示装置100中用于校正被投射体上的投影图像的失真的处理过程。图示的处理过程包括以下处理步骤。
[0110]S601:进行测试图像的照射
[0111]S602:进行测试图像的拍摄和保存
[0112]S603:计算测试图案内的多个特征点的坐标
[0113]S604:从测试图案内的多个特征点的坐标来计算被投射体的位置和方向
[0114]S605:基于被投射体的位置和方向来计算射影变换参数
[0115]S606:通过射影变换校正被投射体上的投影图像的梯形失真
[0116]下面，说明各处理步骤。
[0117]首先，将其中包含由测试图案生成部305生成的测试图案的测试图像从投影部101照射到被投射体上(步骤S601)。然后，相机部104拍摄投影到被投射体上的测试图像，并且在拍摄图像存储器402中存储拍摄的测试图像(步骤S602)。
[0118]如上所述，在本实施方案中，为了从测试图像去除背景信息，通过步骤S601和步骤S602进行两次拍摄。下面的描述将说明在拍摄图像存储器402中存储当分别照射彼此不同的第一测试图案和第二测试图案时拍摄的第一测试图像和第二测试图像。
[0119]图7A示出在当由沿着照射范围的左右各边缘的两条横纵线构成的第一测试图案从投影部101照射到被投射体上时由相机部104拍摄的第一测试图像A。此外，图7B示出在当由沿着照射范围的上下各边缘的两条横纵线构成的第二测试图案从投影部101照射到被投射体上时由相机部104拍摄的第二测试图像B。
[0120]接下来，通过使用从拍摄图像存储器402中读出的第一测试图像A和第二测试图像B，作为这些拍摄图像中包含的测试图案的特征点，特征点计算部403获得其中投影的第一测试图案和第二测试图案被合成的矩形的四个角的坐标(步骤S603)。
[0121]这里，特征点计算部403通过生成第一测试图像A和第二测试图像B之间的差去除背景的信息，使得测试图案的信息鲜明。此外，在通过匹配第一测试图像A和第二测试图像B之间的亮度进行调节后(前面描述的)，进行背景信息的去除。[0122]图8A示出通过从第一测试图像A减去第二测试图像B得到的背景去除的图像C。在此减法处理中，在像素单位中，从第一测试图像A减去第二测试图像B，并且在差值为负的像素中，像素值设置为O。作为这样做的结果，如图8A所示，在背景去除的图像C中，背景从第一测试图像消失，并且由沿着照射范围的左右各边缘的两条垂直线构成的第一测试图案保留。
[0123]此外，图SB示出通过从第二测试图像B减去第一测试图像A获得的背景去除的图像D。在此减法处理中，在像素单位中，从第二测试图像B减去第一测试图像A，并且在差值为负的像素中，像素值设置为O。作为这样做的结果，如图SB所示，在背景去除的图像D中，背景从第二测试图像消失，并且由沿着照射范围的上下各边缘的两条水平线构成的第二测试图案保留。
[0124]然而，图8A和图8B被认作其中特征点计算部403针对背景去除的图像C和D中包含的四个线段的每个区域获得亮度最大值并且进行亮度的标准化处理(前面描述的)的结果。
[0125]当在黑暗气氛中照射的测试图像A和B被拍摄的情况下，可以获得鲜明的背景去除的图像C和D。然而，在已经被诸如自然光等外界光线(即使少量)照射的气氛中测试图像A和B被拍摄的情况下，仅获得具有低对比度的背景去除的图像C和D。
[0126]因此，特征点计算部403对于其中背景的信息已被去除的图像通过线段的自相关进行强力的降噪处理。
[0127]具有宽度的垂直线具有上下方向的强相关性，即使有少量倾斜(类似地，具有宽度的水平线具有左右方向的强相关性)。因此，对于一些像素行，当通过计算上下大约±5行的图像行范围内的相同水平像素位置的总像素值采取自相关时，在垂直线通过附近的像素位置，像素值放大约10倍。另一方面，由于在垂直线未通过的像素位置仅有随机噪声，因此即使采取±5行部分的总像素值，像素值也仅放大约3倍。使用这种自相关的降噪效果为约3倍。
[0128]如果采取自相关的像素行的数量增加，那么降噪效果将会进一步改善。例如，当计算100个像素行的相同水平像素位置的总像素值时，在垂直线通过附近的像素位置，像素值放大约100倍。然而，为了采取100个像素行部分的自相关，线段的角度中的误差可能必须在0.5度以内。
[0129]因此，通过组合诸如角度搜索等技术，可以更积极地获得降噪效果。
[0130]例如，对于图5B的右部所示的测试图案的左右各边缘的垂直线，倾斜最大达到13度。因此，首先，在±13度的范围内对于以I度间隔成为最大自相关增加的角度进行粗略搜索。接着，在通过粗略角度搜索自相关最大的角度附近的2度范围内，通过自相关进行详细的角度搜索。按这种方式，当在减小角度搜索的范围和搜索的间隔的同时角度搜索被重复三次时，误差将在0.07度以内。
[0131]按这种方式，如果可以正确地检测出通过降噪处理成为测试图案的垂直线的角度，那么通过获得在这个角度的实际方向上100个像素行部分的总像素值采取自相关。此夕卜，通过分割和计算使得总计的最大值变为255来进行标准化。由于实际上在191个像素行中采取总像素值，因此降噪效果为约14倍。
[0132]图9A?9D示出其中对图8A中示出的背景去除的图像C进行角度搜索和降噪处理的状态。
[0133]背景去除的图像C在各图像半部分的左右部分中具有两条垂直线。因此，在下文中，图9A所示的图像被分割成左右两个部分，并且说明对图像的左半部分的处理。可以理解，对图像的右半部分的处理过程与此类似。
[0134](I)首先，当在垂直尺寸V的中央的线v/2上在水平方向上移动一个像素的同时，搜索角度。如图9B所示，首先，以I度的间隔搜索±13度的角度范围(在图中，虚线之间的范围)，上下η个像素部分的像素值相加。
[0135](2)然后，作为对于±13度的角度区间的角度搜索的结果，在垂直尺寸V的中央的线v/2上,确定其中自相关最大的角度(anmaxOl)和像素位置(imax，v/2)。
[0136](3)接着，如图9C所示，对于确定的角度(anmaxOl),在(anmaxOl-Ι)和(anmaxOl+1)的角度范围(在图中，虚线之间的范围)内，以1/4度的间隔进行第二角度搜索。
[0137](4)然后，附加地对于(anmax02)，通过经由第二角度搜索自相关变成最大的角度(anmax02),在(anmax02_l/4)和(anmax02+l/4)的角度范围内，以1/16度的间隔进行第三角度搜索。通过重复这样的角度搜索三次，误差将在0.07度以内。通过上述处理，对于图像的左半部分的垂直线确定角度(anmax)。
[0138](5)接着,如图9D所示,对于在垂直方向(y方向)上的y=(m/2)~v_(m/2)的范围，通过对水平方向(X方向)的位置X=(y_v/2) \七311(3111]^1)+；[1]^1取中心,将在水平方向的±15个像素的范围(在图中，虚线之间的范围)和在垂直方向上的m个像素部分的像素平均化，并且这些被设置为位置U，y)的像素值。这里，在图9D中，完成图像，其中在由虚线包围的范围内进行降噪处理。
[0139]此外，通过将上述(I)~(5)的处理应用到图像的右半部分，对于背景去除的图像C通过自相关实现强力的降噪处理。强力的降噪处理可以类似地应用于背景去除的图像D，对于其中图8B所示的包括两条水平线的背景去除的图像D，通过上述自相关可以类似地应用强力的降噪处理。
[0140]图1OA示出通过对图8A中示出的背景去除的图像C经由自相关进行强力的降噪处理获得的背景去除的图像C2。此外，图1OB示出通过对图SB中示出的背景去除的图像D经由自相关进行强力的降噪处理获得的背景去除的图像D2。
[0141]特征点计算部403通过计算背景去除的图像C2和D2中包含的两条水平线和两条垂直线的交点获得投影部101的照射范围的四个角的各点的坐标。
[0142]这里，如果投影图像中发生的失真是梯形失真，那么由垂直线和水平线的组合构成的测试图案的投影图像预期成为线性的。然而，由于在投影光学部203和相机部104中存在镜头失真，因此投影到被投射体上的四个线段(换句话说，在背景去除的图像C2和D2中观察到的线段)很小，将变成曲线。
[0143]因此，特征点计算部403通过作为二维曲线检测出背景去除的图像C2和D2中包含的这四个线段获得交点。
[0144]具体而言，特征点计算部403对于背景去除的图像C2和D2的各线检查在从图像的外侧朝向中心的大致垂直方向上的亮度值，并且通过使用这些中具有最高亮度值的区域的中心设置线段的位置数据。图1lA示出从背景去除的图像中提取线段的位置数据的状态。在图中，线段的位置数据用实线绘制。
[0145]接着，例如通过使用最小二乘法，特征点计算部403从多个位置数据计算近似四个线段的二维曲线y=ax2+bx+C的系数a、b和C。最小二乘法用于二维曲线的检测，并且通过综合处理线段的多个点，可以获得一个像素的数量部分的I的精度。图1lB示出从背景去除的图像C2和D2内的两条水平线和垂直线检测到二维曲线的状态。在图中，从两条水平线和垂直线检测到的二维曲线由虚线绘制。
[0146]此外，特征点计算部403获得四个二维曲线的交点，并且将这些设置为四个角的坐标。图1lC示出获得四个二维曲线的交点的状态。在图中，获得的四个角的位置由X表
/Jn ο
[0147]如果投影图像中发生的失真是梯形失真，那么由垂直线和水平线的组合构成的测试图案的投影图像预期成为线性的(前面描述的)，并且如果在垂直方向和水平方向上进行O度取向的角度搜索，那么可以检测到测试图案的线段。然而，由于实际上在投影光学部203和相机部104中存在镜头失真并且由于投影到被投射体上的这些测试图案具有非线性失真，因此存在有在垂直方向和水平方向取中心的搜索范围内不具有最佳解决方案的情况。一般地，已知的是，在视野的中央位置收缩并朝向端部大致扩展的枕形失真(参照图12)以及在视野的中央位置扩展并朝向端部大致收缩的桶型失真(参照图13)通过由于镜头失真的投影图像而产生。枕形或桶型的失真是左右和上下对称的失真量。
[0148]尽管如果通过扩大搜索范围进行角度搜索可以发现最佳的解决方案，然而计算量也将增加。特别地，在使用图5G所示的详细的网状测试图案的情况下，计算量将显著增加。此外，如图5G所示，在使用的测试图案在相邻线段之间具有小间隔的情况下，存在当通过扩大搜索范围进行角度搜索时错误地检测到相邻线段的可能性。
[0149]因此，可以通过适应性地改变搜索范围的中心进行角度搜索，而无需扩大搜索范围。具体而言，通过设置在刚刚之前进行过角度搜索的相邻线段的结果作为中心来进行角度搜索。这是因为，据推测，镜头失真的变化是逐步的，并且相邻线段之间的角度的变化可以忽略不计。
[0150]再次参照图6说明投影图像的失真校正处理。接着，射影变换参数计算部404基于上述计算出的四个角的坐标获得直到被投射体的距离和方向，计算校正投影到被投射体上的图像的梯形失真用的射影变换参数，并将计算出的射影变换参数输出到图像校正部(步骤 S604)。
[0151]之后，图像校正部303基于从校正量检测部105接收的射影变换参数将从帧存储器302读出的图像进行投影和变换，并且当从投影部10投影到被写体上时进行诸如消除梯形失真等校正(步骤S605)。
[0152]按这种方式，根据本实施方案的投影型图像显示装置100，基于由配置在不同于投影部101的照射位置的相机部104拍摄的测试图案的投影图像，自动地检测校正量，并且从投影部101照射的图像可以被校正，从而通过正确的矩形而投影到被投射体上。
[0153]此外，根据本实施方案的投影型图像显示装置100，由于对于由相机部104拍摄的测试图案的投影图像通过自相关进行强力的降噪处理，因此，通过去除由于诸如自然光等外界光线造成的背景影响，可以获得四个角的准确的坐标。因此，投影型图像显示装置100不仅可以用在暗室中，而且可以用在亮室中，并且进一步地，可以被校正，使得从投影部101照射的图像通过正确的矩形而投影到被投射体上。
[0154]此外，本技术也可以具有以下构成。
[0155](I) 一种投影型图像显示装置，包括:
[0156]被构造成将图像投影到被投射体上的投影部；
[0157]相机部，设置在不同于所述投影部的照射位置的位置，被构造成拍摄投影到被投射体上的图像；
[0158]校正量检测部，被构造成当测试图案从所述投影部投影到被投射体上时从由所述相机部拍摄的测试图像去除背景、检测有关背景去除后的测试图像中的测试图案的坐标的信息以及基于所述坐标的信息计算校正从所述投影部投影的图像用的校正参数；和
[0159]基于所述校正参数校正从所述投影部投影的图像的图像校正部。
[0160](2)如(I)所述的投影型图像显示装置，
[0161]其中所述校正量检测部计算来自背景去除后的所述测试图像的所述测试图案的多个特征点的坐标，并且从所述多个特征点的坐标计算校正被写体的投影图像中包含的失真用的射影变换参数，和
[0162]其中所述图像校正部通过所述射影变换参数对从所述投影部投影的图像进行射
影变换。
[0163](3)如⑴所述的投影型图像显示装置，
[0164]其中所述相机部当所述测试图案未从所述投影部照射时拍摄第一测试图像，和当所述测试图案从所述投影部照射时拍摄第二测试图像，和
[0165]其中所述校正量检测部通过生成第一测试图像和第二测试图像之间的差从第二测试图像去除背景的信息，并且获得包含所述测试图案的背景去除后的所述测试图像。
[0166](4)如(I)所述的投影型图像显示装置，
[0167]其中所述相机部当第一测试图案从所述投影部照射时拍摄第一测试图像，和当第二测试图案从所述投影部照射时拍摄第二测试图像，和
[0168]其中所述校正量检测部通过生成第一测试图像和第二测试图像之间的差从第一测试图像和第二测试图像去除背景的信息，并且获得包含其中第一测试图案和第二测试图案被合成的测试图案的背景去除后的所述测试图像。
[0169](5)如(3)或(4)所述的投影型图像显示装置，
[0170]其中所述校正量检测部在进行第一测试图像和第二测试图像之间的亮度调节后进行背景的信息的去除处理。
[0171](6)如(5)所述的投影型图像显示装置，
[0172]其中所述校正量检测部通过将以第一测试图像和第二测试图像之一为基准的平均亮度的比率乘以另一个图像的像素值进行所述亮度调节处理。
[0173](7)如(6)所述的投影型图像显示装置，
[0174]其中所述校正量检测部针对其中第一测试图像和第二测试图像分别在水平和垂直方向上被分割的每个区域进行所述亮度调节处理。
[0175](8)如⑴所述的投影型图像显示装置，
[0176]其中所述校正量检测部针对包含背景去除后的所述测试图像中的测试图案的区域使亮度标准化。[0177](9)如⑶所述的投影型图像显示装置，
[0178]其中所述校正量检测部仅针对所述测试图像中的像素值的分散值等于或大于预定阈值的区域使亮度标准化。
[0179](10)如(5)所述的投影型图像显示装置，
[0180]其中使用包含多条垂直线和多条水平线的网状测试图案，
[0181]其中所述校正量检测部基于由背景去除后的所述测试图像中包含的测试图案的垂直线和水平线的各交点构成的多个特征点的坐标，计算校正失真用的射影变换参数，和
[0182]其中所述图像校正部通过所述射影变换参数对从所述投影部投影的图像进行射影变换。
[0183](11)如(10)所述的投影型图像显示装置，
[0184]其中所述测试图案还包含对应于成为所述测试图案的轮廓的矩形的对角线的两个狭缝。
[0185](12)如(10)所述的投影型图像显示装置，
[0186]其中所述校正量检测部基于能够从背景去除后的所述测试图像检测到的特征点的坐标，推测能够从所述投影部投影到被投射体上的最大图像尺寸。
[0187](13)如(4)所述的投影型图像显示装置，
[0188]其中使用包含多条垂直线的第一测试图案和包含多条水平线的第二测试图案，
[0189]其中所述校正量检测部基于由背景去除后的所述测试图像中包含的测试图案的垂直线和水平线的各交点构成的多个特征点的坐标，计算校正失真用的射影变换参数，和
[0190]其中所述图像校正部通过所述射影变换参数对从所述投影部投影的图像进行射影变换。
[0191](14)如(13)所述的投影型图像显示装置，
[0192]其中第一测试图案和第二测试图案均包含对应于成为所述测试图案的轮廓的矩形的对角线的两个狭缝。
[0193](15)如(13)所述的投影型图像显示装置，
[0194]其中所述校正量检测部基于能够从背景去除后的所述测试图像检测到的特征点的坐标，推测能够从所述投影部投影到被投射体上的最大图像尺寸。
[0195](16)如(I)所述的投影型图像显示装置，
[0196]其中在通过对于背景的信息去除后的测试图像的附加自相关而进行降噪处理之后，所述校正量检测部检测有关所述测试图像中的所述测试图案的各特征点的坐标的信息，并且基于各特征点的坐标的信息计算校正参数。
[0197](17)如(16)所述的投影型图像显示装置，
[0198]其中在通过在垂直方向或水平方向角度搜索包含多条垂直线或多条水平线的测试图案的所述测试图像进行降噪处理之后，所述校正量检测部计算由测试图案的垂直线和水平线的各交点构成的多个特征点的坐标，并且基于各交点的坐标的信息计算校正失真用的射影变换参数。
[0199](18)如(17)所述的投影型图像显示装置，
[0200]其中所述校正量检测部作为二维曲线检测出所述测试图像中包含的垂直线或水平线的各测试图案。[0201](19)如(17)所述的投影型图像显示装置，
[0202]其中所述校正量检测部通过设置在刚刚之前进行过角度搜索的相邻线段的结果作为中心来进行角度搜索。
[0203](20) 一种图像投影方法，包括:
[0204]将测试图案投影到被投射体上；
[0205]通过拍摄投影到被投射体上的测试图案获取测试图像；
[0206]从所述测试图像去除背景；
[0207]检测有关背景去除后的测试图像中包含的测试图案的坐标的信息，并且基于所述坐标的信息计算校正从投影部投影的图像用的校正参数；和
[0208]基于所述校正参数校正投影图像。
[0209](21) 一种以计算机可读格式写成而使计算机执行的计算机程序:
[0210]将测试图案投影到被投射体上；
[0211]通过拍摄投影到被投射体上的测试图案获取测试图像；
[0212]从所述测试图像去除背景；
[0213]检测有关背景去除后的测试图像中包含的测试图案的坐标的信息，并且基于所述坐标的信息计算校正从投影部投影的图像用的校正参数；和
[0214]基于所述校正参数校正投影图像。
[0215]上面，参照特定的实施方案详细地说明了本公开描述的技术。然而，显而易见的是，本领域技术人员可以在不脱离本公开描述的技术内容的范围内进行修正或替换。
[0216]在本公开中，尽管已经描述了有关一体型相机的投影型图像显示装置的实施方案，但是即使在相机可以与投影型图像显示装置分离或者连接到主体外部的情况下，也可以适用类似于本公开描述的技术。
[0217]本领域技术人员应当理解，依据设计要求和其他因素，可以在本发明所附的权利要求书或其等同物的范围内进行各种修改、组合、次组合以及改变。
【权利要求】
1.一种投影型图像显示装置，包括: 被构造成将图像投影到被投射体上的投影部； 相机部，设置在不同于所述投影部的照射位置的位置，被构造成拍摄投影到被投射体上的图像； 校正量检测部，被构造成当测试图案从所述投影部投影到被投射体上时从由所述相机部拍摄的测试图像去除背景、检测有关背景去除后的测试图像中的测试图案的坐标的信息以及基于所述坐标的信息计算校正从所述投影部投影的图像用的校正参数；和 基于所述校正参数校正从所述投影部投影的图像的图像校正部。
2.如权利要求1所述的投影型图像显示装置， 其中所述校正量检测部计算来自背景去除后的所述测试图像的所述测试图案的多个特征点的坐标，并且从所述多个特征点的坐标计算校正被写体的投影图像中包含的失真用的射影变换参数，和 其中所述图像校正部通过所述射影变换参数对从所述投影部投影的图像进行射影变换。
3.如权利要求1所述的投影型图像显示装置， 其中所述相机部当所述测试图案未从所述投影部照射时拍摄第一测试图像，和当所述测试图案从所述投影部照射时拍摄第二测试图像，和 其中所述校正量检测部通过生成第一测`试图像和第二测试图像之间的差从第二测试图像去除背景的信息，并且获得包含所述测试图案的背景去除后的所述测试图像。
4.如权利要求1所述的投影型图像显示装置， 其中所述相机部当第一测试图案从所述投影部照射时拍摄第一测试图像，和当第二测试图案从所述投影部照射时拍摄第二测试图像，和 其中所述校正量检测部通过生成第一测试图像和第二测试图像之间的差从第一测试图像和第二测试图像去除背景的信息，并且获得包含其中第一测试图案和第二测试图案被合成的测试图案的背景去除后的所述测试图像。
5.如权利要求3或4所述的投影型图像显示装置， 其中所述校正量检测部在进行第一测试图像和第二测试图像之间的亮度调节后进行背景的信息的去除处理。
6.如权利要求5所述的投影型图像显示装置， 其中所述校正量检测部通过将以第一测试图像和第二测试图像之一为基准的平均亮度的比率乘以另一个图像的像素值进行所述亮度调节处理。
7.如权利要求6所述的投影型图像显示装置， 其中所述校正量检测部针对其中第一测试图像和第二测试图像分别在水平和垂直方向上被分割的每个区域进行所述亮度调节处理。
8.如权利要求1所述的投影型图像显示装置， 其中所述校正量检测部针对包含背景去除后的所述测试图像中的测试图案的区域使亮度标准化。
9.如权利要求8所述的投影型图像显示装置， 其中所述校正量检测部仅针对所述测试图像中的像素值的分散值等于或大于预定阈值的区域使亮度标准化。
10.如权利要求3所述的投影型图像显示装置， 其中使用包含多条垂直线和多条水平线的网状测试图案， 其中所述校正量检测部基于由背景去除后的所述测试图像中包含的测试图案的垂直线和水平线的各交点构成的多个特征点的坐标，计算校正失真用的射影变换参数，和 其中所述图像校正部通过所述射影变换参数对从所述投影部投影的图像进行射影变换。
11.如权利要求10所述的投影型图像显示装置， 其中所述测试图案还包含对应于成为所述测试图案的轮廓的矩形的对角线的两个狭缝。
12.如权利要求10所述的投影型图像显示装置， 其中所述校正量检测部基于能够从背景去除后的所述测试图像检测到的特征点的坐标，推测能够从所述投影部投影到被投射体上的最大图像尺寸。
13.如权利要求4所述的投影型图像显示装置， 其中使用包含多条垂直线的第一测试图案和包含多条水平线的第二测试图案， 其中所述校正量检测部基于由背景去除后的所述测试图像中包含的测试图案的垂直线和水平线的各交点构成的多个特征点的坐标，计算校正失真用的射影变换参数，和 其中所述图像校正部通过所述 射影变换参数对从所述投影部投影的图像进行射影变换。
14.如权利要求13所述的投影型图像显示装置， 其中所述校正量检测部基于能够从背景去除后的所述测试图像检测到的特征点的坐标，推测能够从所述投影部投影到被投射体上的最大图像尺寸。
15.如权利要求1所述的投影型图像显示装置， 其中在通过对于背景的信息去除后的测试图像的附加自相关而进行降噪处理之后，所述校正量检测部检测有关所述测试图像中的所述测试图案的各特征点的坐标的信息，并且基于各特征点的坐标的信息计算校正参数。
16.如权利要求15所述的投影型图像显示装置， 其中在通过在垂直方向或水平方向角度搜索包含多条垂直线或多条水平线的测试图案的所述测试图像进行降噪处理之后，所述校正量检测部计算由测试图案的垂直线和水平线的各交点构成的多个特征点的坐标，并且基于各交点的坐标的信息计算校正失真用的射影变换参数。
17.如权利要求16所述的投影型图像显示装置， 其中所述校正量检测部作为二维曲线检测出所述测试图像中包含的垂直线或水平线的各测试图案。
18.如权利要求16所述的投影型图像显示装置， 其中所述校正量检测部通过设置在刚刚之前进行过角度搜索的相邻线段的结果作为中心来进行角度搜索。
19.一种图像投影方法，包括: 将测试图案投影到被投射体 上；通过拍摄投影到被投射体上的测试图案获取测试图像； 从所述测试图像去除背景； 检测有关背景去除后的测试图像中包含的测试图案的坐标的信息，并且基于所述坐标的信息计算校正从投影部投影的图像用的校正参数；和基于所述校正参数校正投影图像。
20.一种以计算机可读格式写成而使计算机执行的计算机程序: 将测试图案投影到被投射体上； 通过拍摄投影到被投射体上的测试图案获取测试图像； 从所述测试图像去除背景； 检测有关背景去除后的测试图像中包含的测试图案的坐标的信息，并且基于所述坐标的信息计算校正从投影部投影的图像用的校正参数；和基于所述校正参数校正投影图像。`
【文档编号】H04N5/74GK103888700SQ201310530271
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2012年1月18日
【发明者】加治洋祐, 广田洋一, 高桥巨成, 山下纪之, 五十岚将也 申请人:索尼公司