图像处理系统、投影机以及图像处理方法.pdf

本发明提供一种图像处理系统，其构成包括：为了调整图像的畸变而修正图像信号的畸变修正部(130)；根据该图像信号投影图像的图像投影部(190)；以与前述图像投影部的光轴不一致的光轴拍摄所投影的图像、生成拍摄信息的拍摄部(180)；根据该拍摄信息，生成表示拍摄图像内的投影图像的规定的端点的位置的端点位置信息、和表示该投影图像的明亮度指标值的分布的明亮度指标值分布信息的图像分析部(150)；以及根据端点位置信息生成表示投影距离的投影距离信息，并且根据该投影距离信息和明亮度指标值分布信息，生成用于修正图像信号的修正用信息的修正用信息生成部(120)。

1.  一种图像处理系统，其特征在于，包括：
为了调整图像的畸变而修正图像信号的修正装置；
根据该图像信号投影图像的图像投影装置；
以与前述图像投影装置的光轴不一致的光轴拍摄所投影的投影图像、生成拍摄信息的拍摄装置；
根据该拍摄信息，生成表示拍摄图像内的投影图像的规定的端点的位置的端点位置信息、和表示该投影图像中的明亮度指标值的分布的明亮度指标值分布信息的图像分析装置；以及
根据该端点位置信息生成表示投影距离的投影距离信息，并且根据该投影距离信息和前述明亮度指标值分布信息，生成用于修正前述图像信号的修正用信息的修正用信息生成装置；
前述修正用信息生成装置，根据前述明亮度指标值分布信息生成临时修正用信息，同时根据前述投影距离信息，以成为前述拍摄装置的光轴与前述图像投影装置的光轴一致的状态的修正用信息的那样修正前述临时修正用信息，从而生成前述修正用信息；
前述修正装置根据前述修正用信息修正前述图像信号。

2.  如权利要求1所述的图像处理系统，其特征在于，前述修正用信息生成装置，根据前述端点位置信息生成表示前述拍摄图像中的投影图像的大小的投影图像尺寸信息，并且根据该投影图像尺寸信息生成表示前述图像投影装置的变焦状态的变焦状态信息；
前述修正装置根据前述变焦状态信息，调整基于前述修正用信息的前述图像信号的修正量。

3.  如权利要求1或2所述的图像处理系统，其特征在于，前述明亮度指标值分布信息包括表示前述拍摄图像内的投影图像中最明亮的峰值位置的信息；
前述修正用信息生成装置根据该表示峰值位置的信息、前述端点位置信息和前述投影距离信息，生成前述临时修正用信息。

4.  一种图像处理系统，其特征在于，包括：
为了调整图像的畸变而修正图像信号的修正装置；
具有焦距控制功能，根据前述图像信号投影图像的图像投影装置；
以与前述图像投影装置的光轴不一致的光轴拍摄所投影的投影图像、生成拍摄信息的拍摄装置；
根据该拍摄信息，生成表示拍摄图像内的投影图像的明亮度指标值的分布的明亮度指标值分布信息的图像分析装置；以及
根据表示前述图像投影装置的焦距状态的焦距状态信息生成表示投影距离的投影距离信息，并且根据该投影距离信息和前述明亮度指标值分布信息，生成用于修正前述图像信号的修正用信息的修正用信息生成装置；
前述修正用信息生成装置，根据前述明亮度指标值分布信息生成临时修正用信息，同时根据前述投影距离信息，以成为前述拍摄装置的光轴与前述图像投影装置的光轴一致的状态的修正用信息的那样修正前述临时修正用信息，从而生成前述修正用信息；
前述修正装置根据前述修正用信息修正前述图像信号。

5.  如权利要求4所述的图像处理系统，其特征在于，前述图像投影装置具有视场角控制功能；
前述修正用信息生成装置根据表示前述图像投影装置的变焦状态的变焦状态信息，调整基于前述修正用信息的前述图像信号的修正量。

6.  如权利要求4或5所述的图像处理系统，其特征在于，前述明亮度指标值分布信息包括表示前述拍摄图像内的投影图像中最明亮的峰值位置的信息；
前述图像分析装置，生成表示前述拍摄图像内的投影图像的规定的端点的位置的端点位置信息；
前述修正用信息生成装置，根据前述表示峰值位置的信息、前述端点位置信息和前述投影距离信息，生成前述临时修正用信息。

7.  一种投影机，其特征在于，包括：
为了调整图像的畸变而修正图像信号的修正装置；
根据该图像信号投影图像的图像投影装置；
以与前述图像投影装置的光轴不一致的光轴拍摄所投影的投影图像、生成拍摄信息的拍摄装置；
根据该拍摄信息，生成表示拍摄图像内的投影图像的规定的端点的位置的端点位置信息、和表示该投影图像中的明亮度指标值的分布的明亮度指标值分布信息的图像分析装置；以及
根据该端点位置信息生成表示投影距离的投影距离信息，并且根据该投影距离信息和前述明亮度指标值分布信息，生成用于修正前述图像信号的修正用信息的修正用信息生成装置；
前述修正用信息生成装置，根据前述明亮度指标值分布信息生成临时修正用信息，同时根据前述投影距离信息，以成为前述拍摄装置的光轴与前述图像投影装置的光轴一致的状态的修正用信息的那样修正前述临时修正用信息，从而生成前述修正用信息；
前述修正装置根据前述修正用信息修正前述图像信号。

8.  一种投影机，其特征在于，包括：
为了调整图像的畸变而修正图像信号的修正装置；
具有焦距控制功能，根据前述图像信号投影图像的图像投影装置；
以与前述图像投影装置的光轴不一致的光轴拍摄所投影的投影图像、生成拍摄信息的拍摄装置；
根据该拍摄信息，生成表示拍摄图像内的投影图像的明亮度指标值的分布的明亮度指标值分布信息的图像分析装置；以及
根据表示前述图像投影装置的焦距状态的焦距状态信息生成表示投影距离的投影距离信息，并且根据该投影距离信息和前述明亮度指标值分布信息，生成用于修正前述图像信号的修正用信息的修正用信息生成装置；
前述修正用信息生成装置，根据前述明亮度指标值分布信息生成临时修正用信息，同时根据前述投影距离信息，以成为前述拍摄装置的光轴与前述图像投影装置的光轴一致的状态的修正用信息的那样修正前述临时修正用信息，从而生成前述修正用信息；
前述修正装置根据前述修正用信息修正前述图像信号。

9.  一种图像处理方法，其特征在于，用图像投影部向规定的投影对象物投影规定的校准图像；
用拍摄部以与前述图像投影部的光轴不一致的光轴拍摄所投影的投影图像而生成拍摄信息；
根据该拍摄信息，生成表示拍摄图像内的投影图像的规定的端点的位置的端点位置信息、和表示该投影图像的明亮度指标值的分布的明亮度指标值分布信息；
根据前述端点位置信息，生成表示投影距离的投影距离信息；
根据前述明亮度指标值分布信息，生成临时修正用信息；
根据前述投影距离信息，以成为前述拍摄部的光轴与前述图像投影部的光轴一致的状态的修正用信息的那样修正前述临时修正用信息，从而生成修正用信息；
为了调整图像的畸变，根据前述修正用信息，修正图像投影用的图像信号。

10.  如权利要求9所述的图像处理方法，其特征在于，在生成前述修正用信息之际，根据前述端点位置信息，生成表示前述拍摄图像内的投影图像的大小的投影图像尺寸信息；
根据该投影图像尺寸信息，生成表示图像投影时的变焦状态的变焦状态信息；
根据该变焦状态信息，调整基于前述修正用信息的前述图像信号的修正量。

11.  如权利要求9或10所述的图像处理方法，其特征在于，前述明亮度指标值分布信息包括表示前述拍摄图像内的投影图像中最明亮的峰值位置的信息；
根据该表示峰值位置的信息、前述端点位置信息和前述投影距离信息，生成前述临时修正用信息。

12.  一种图像处理方法，该方法是使用了计算机的图像处理方法，其特征在于，前述计算机，
用具有焦距控制功能的图像投影部向规定的投影对象物投影规定的校准图像；
用拍摄部以与前述图像投影部的光轴不一致的光轴拍摄所投影的投影图像而生成拍摄信息；
根据该拍摄信息，生成表示拍摄图像内的投影图像的明亮度指标值的分布的明亮度指标值分布信息；
根据表示前述图像投影部的焦距状态的焦距状态信息，生成表示投影距离的投影距离信息；
根据前述明亮度指标值分布信息，生成临时修正用信息；
根据前述投影距离信息，以成为前述拍摄部的光轴与前述图像投影部的光轴一致的状态的修正用信息的那样修正前述临时修正用信息，从而生成修正用信息；
为了调整图像的畸变，根据前述修正用信息，修正图像投影用的图像信号。

13.  如权利要求12所述的图像处理方法，其特征在于，前述图像投影部具有视场角控制功能；
前述计算机根据表示前述图像投影部的变焦状态的变焦状态信息，调整基于前述修正用信息的前述图像信号的修正量。

14.  如权利要求12或13所述的图像处理方法，其特征在于，前述明亮度指标值分布信息包括表示前述拍摄图像内的投影图像中最明亮的峰值位置的信息；
前述计算机，生成表示前述拍摄图像内的投影图像的规定的端点的位置的端点位置信息；根据前述表示峰值位置的信息、前述端点位置信息和前述投影距离信息，生成前述临时修正用信息。

图像处理系统、投影机以及图像处理方法
技术领域
本发明涉及可以修正图像的畸变的图像处理系统、投影机以及图像处理方法。
背景技术
有时由于来自于投影机等的图像投影装置的投影光的光轴和屏幕等的投影对象物的相对的角度，图像会发生畸变，沿纵向和横向发生所谓的梯形畸变的情况。
因此，图像投影装置在投影图像时，有必要以消除了图像的畸变的状态来投影图像。
但是，一般的带有图像的畸变修正功能的图像投影装置是内置倾斜传感器，利用该倾斜传感器修正图像的纵向的畸变，但图像的横向的畸变不能加以修正。
另外，在修正图像的横向的畸变的情况下，通过使用者用鼠标等指示屏幕的4角的点，图像投影装置按照该指示信息半自动地修正图像的畸变。另外，对使用者来说，用鼠标等指示屏幕的4角的点的做法太烦杂。
为了解决这样的问题，例如，在特开2000-241874号公报中，采用了通过监控照相机(摄像机)拍摄屏幕和屏幕上的全白的图像，根据屏幕的端点的位置和全白的图像的端点的位置来调整梯形畸变的方案。
但是，在如特开2000-241874号公报那样利用有关屏幕的形状的信息来调整梯形畸变的方案的情况下，使用者必须要使用屏幕。因此，在投影机在如墙面那样没有框的投影对象物上投影图像的情况下，用特开2000-241874号公报的方法就不能修正梯形畸变。另外，在特开2000-241874号公报的方案，以适用的屏幕是长方形为前提，缺乏广泛使用性。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种不必使用有关投影对象物的形状的信息也可以修正投影图像的横向的畸变的图像处理系统、投影机以及图像处理方法。
为了解决前述问题，本发明的图像处理系统以及投影机，其特征在于，包括：为了调整图像的畸变而修正图像信号的修正装置；根据该图像信号投影图像的图像投影装置；以与前述图像投影装置的光轴不一致的光轴拍摄所投影的投影图像、生成拍摄信息的拍摄装置；根据该拍摄信息，生成表示拍摄图像内的投影图像的规定的端点的位置的端点位置信息、和表示该投影图像中的明亮度指标值的分布的明亮度指标值分布信息地图像分析装置；以及根据该端点位置信息生成表示投影距离的投影距离信息，并且根据该投影距离信息和前述明亮度指标值分布信息，生成用于修正前述图像信号的修正用信息的修正用信息生成装置；前述修正用信息生成装置，根据前述明亮度指标值分布信息生成临时修正用信息，同时根据前述投影距离信息，修正前述临时修正用信息以成为前述拍摄装置的光轴与前述图像投影装置的光轴一致的状态的修正用信息，从而生成前述修正用信息；前述修正装置根据前述修正用信息修正前述图像信号。
另外，本发明的图像处理方法，其特征在于，用图像投影部向规定的投影对象物投影规定的校准图像；用拍摄部以与前述图像投影部的光轴不一致的光轴拍摄所投影的投影图像而生成拍摄信息；根据该拍摄信息，生成表示拍摄图像内的投影图像的规定的端点的位置的端点位置信息、和表示该投影图像的明亮度指标值的分布的明亮度指标值分布信息；根据前述端点位置信息，生成表示投影距离的投影距离信息；根据前述明亮度指标值分布信息，生成临时修正用信息；根据前述投影距离信息，修正前述临时修正用信息以成为前述拍摄部的光轴与前述图像投影部的光轴一致的状态的修正用信息，从而生成修正用信息；为了调整图像的畸变，根据前述修正用信息，修正图像投影用的图像信号。
根据本发明，图像处理系统等可以根据明亮度指标值的分布判定图像的畸变。特别是，在图像投影装置的光轴与拍摄装置的光轴不一致的情况下，根据投影距离，拍摄装置所摄像的投影图像的明亮度指标值的分布会变化。
根据本发明，图像处理系统等可以根据明亮度指标值的分布暂时生成临时修正用信息，根据投影距离修正临时修正用信息而生成修正用信息，再根据该修正用信息修正图像信号以调整图像的畸变。
如以上所说，根据本发明，图像处理系统等，通过进行基于明亮度指标值的分布的图像处理，不必使用有关投影对象物的形状的信息即可修正投影图像的横向的畸变。而且，图像处理系统等通过根据投影距离生成修正用信息，可以更正确地修正投影图像的横向的畸变。
另外，在前述图像处理系统以及前述投影机中，也可以是前述修正用信息生成装置根据前述端点位置信息生成表示前述拍摄图像内的投影图像的大小的投影图像尺寸信息，同时根据该投影图像尺寸信息生成表示前述图像投影装置的变焦状态的变焦状态信息；前述修正装置根据前述变焦状态信息，调整基于前述修正用信息的前述图像信号的修正量。
另外，在前述图像处理方法中，也可以在生成前述修正用信息之际，根据前述端点位置信息，生成表示前述拍摄图像内的投影图像的大小的投影图像尺寸信息；根据该投影图像尺寸信息，生成表示图像投影时的变焦状态的变焦状态信息；根据该变焦状态信息，调整基于前述修正用信息的前述图像信号的修正量。
由此，图像处理系统等通过根据图像投影时的变焦状态调整图像信号的修正量，可以更正确地修正图像的畸变。
再者，例如，前述修正装置也可以在前述变焦状态信息表示长焦(テレ)状态的情况下，使修正量比表示广角(ワイド)状态的情况相对地减少。
另外，在前述图像处理系统以及前述投影机中，也可以是前述明亮度指标值分布信息包括表示前述拍摄图像内的投影图像中最明亮的峰值位置的信息；前述修正用信息生成装置根据表示该峰值位置的信息、前述端点位置信息和前述投影距离信息，生成前述临时修正用信息。
另外，在前述图像处理方法中，也可以是前述明亮度指标值分布信息包括表示前述拍摄图像内的投影图像中最明亮的峰值位置的信息；根据表示该峰值位置的信息、前述端点位置信息和前述投影距离信息，生成前述临时修正用信息。
由此，图像处理系统等就可以根据峰值位置来判定图像的畸变。
另外，本发明的图像处理系统以及投影机，其特征在于，包括：为了调整图像的畸变而修正图像信号的修正装置；具有焦距控制功能，根据前述图像信号投影图像的图像投影装置；以与前述图像投影装置的光轴不一致的光轴拍摄所投影的投影图像、生成拍摄信息的拍摄装置；根据该拍摄信息，生成表示拍摄图像内的投影图像的明亮度指标值的分布的明亮度指标值分布信息的图像分析装置；以及根据表示前述图像投影装置的焦距状态的焦距状态信息生成表示投影距离的投影距离信息，并且根据该投影距离信息和前述明亮度指标值分布信息，生成用于修正前述图像信号的修正用信息的修正用信息生成装置；前述修正用信息生成装置，根据前述明亮度指标值分布信息生成临时修正用信息，同时根据前述投影距离信息，修正前述临时修正用信息以成为前述拍摄装置的光轴与前述图像投影装置的光轴一致的状态的修正用信息，从而生成前述修正用信息；前述修正装置根据前述修正用信息修正前述图像信号。
另外，本发明的图像处理方法，是使用了计算机的图像处理方法，其特征在于，前述计算机：用具有焦距控制功能的图像投影部向规定的投影对象物投影规定的校准图像；用拍摄部以与前述图像投影部的光轴不一致的光轴拍摄所投影的投影图像而生成拍摄信息；根据该拍摄信息，生成表示拍摄图像内的投影图像的明亮度指标值的分布的明亮度指标值分布信息；根据表示前述图像投影部的焦距状态的焦距状态信息，生成表示投影距离的投影距离信息；根据前述明亮度指标值分布信息，生成临时修正用信息；根据前述投影距离信息，修正前述临时修正用信息以成为前述拍摄部的光轴与前述图像投影部的光轴一致的状态的修正用信息，从而生成修正用信息；为了调整图像的畸变，根据前述修正用信息，修正图像投影用的图像信号。
根据本发明，图像处理系统等可以根据明亮度指标值的分布判定图像的畸变。特别是，在图像投影装置的光轴与拍摄装置的光轴不一致的情况下，根据投影距离不同，拍摄装置所摄像的投影图像的明亮度指标值的分布会变化。
根据本发明，图像处理系统等可以根据明亮度指标值的分布暂时生成临时修正用信息，根据投影距离修正临时修正用信息而生成修正用信息，再根据该修正用信息修正图像信号以调整图像的畸变。
如以上所说，根据本发明，图像处理系统等，通过进行基于明亮度指标值的分布的图像处理，不必使用有关投影对象物的形状的信息即可修正投影图像的横向的畸变。而且，图像处理系统等还可以通过根据投影距离生成修正用信息，而更正确地修正投影图像的横向的畸变。
进而，根据本发明，图像处理系统等可以利用焦距状态信息生成投影距离信息。再者，在此，焦距状态信息是表示例如根据投影透镜等的自动调焦或手动调焦调整的焦距值等的值。
另外，在前述图像处理系统以及前述投影机中，也可以是前述图像投影装置具有视场角(视角)控制功能；前述修正用信息生成装置根据表示前述图像投影装置的变焦状态的变焦状态信息，调整基于前述修正用信息的前述图像信号的修正量。
另外，在前述图像处理方法中，也可以是前述图像投影部具有视场角控制功能；前述计算机根据表示前述图像投影部的变焦状态的变焦状态信息，调整基于前述修正用信息的前述图像信号的修正量。
由此，图像处理系统等可以通过根据图像投影部的变焦状态(视场角)调整图像信号，而更正确地修正图像的畸变。
另外，在前述图像处理系统以及前述投影机中，也可以是前述明亮度指标值分布信息包括表示前述拍摄图像内的投影图像中最明亮的峰值位置的信息；前述图像分析装置生成表示前述拍摄图像内的投影图像的规定的端点的位置的端点位置信息；前述修正用信息生成装置根据表示前述峰值位置的信息、前述端点位置信息和前述投影距离信息，生成前述临时修正用信息。
另外，在前述图像处理方法中，也可以是前述明亮度指标值分布信息包括表示前述拍摄图像内的投影图像中最亮的峰值位置的信息；前述计算机，生成表示前述拍摄图像内的投影图像的规定的端点的位置的端点位置信息，根据表示前述峰值位置的信息、前述端点位置信息和前述投影距离信息，生成前述临时修正用信息。
由此，图像处理系统等可以根据峰值位置来判定图像的畸变。
附图说明
图1是表示图像投影时的状态的示意图。
图2是本实施形态的一例的投影机的功能框图。
图3是本实施形态的一例的投影机的硬件框图。
图4是表示拍摄面中的投影图像的一例的示意图。
图5是表示横向的像素位置和峰值位置的示意图。
图6是平面地表示投影状态的示意图。
图7是表示拍摄面中的投影图像和投影距离的关系的示意图。
图8是表示中点照相机坐标和投影距离的关系的图表的一例的图。
图9是表示拍摄面中的投影图像和变焦状态的关系的示意图。
图10是表示边的长度和半视场角的关系的图表的一例的图。
图11是表示临时修正用信息、投影距离和修正用信息的关系的图表的一例的图。
图12是表示本实施形态的一例的图像处理的流程的流程图。
图13是表示本实施形态的一例的投影距离判定处理的流程的流程图。
图14是表示本实施形态的一例的变焦状态判定处理的流程的流程图。
图15是本实施形态的另一例的投影机的功能框图。
具体实施方式
以下，以将本发明适用于进行图像的畸变修正的投影机的情况为例，参照附图进行说明。再者，以下所示的实施形态，对记载在权利要求的范围内的发明内容没有任何的限定。另外，并不一定是以下的实施形态所示的所有的结构都是作为记载在权利要求的范围内的发明的解决方案所必须的。
系统整体的说明
图1是表示图像投影时的状态的示意图。
作为图像处理系统的一种的投影机20，向作为投影对象物的一种的壁10投影图像。由此，投影图像12被显示在壁10上。
另外，在本实施例中，投影机20处于没有与壁10正对的状态。因此，出现了投影图像12的畸变(例如，所谓的梯形畸变等)。
另外，在本实施例中，作为拍摄装置的一部分的传感器60，拍摄包括投影图像12的区域。然后，投影机20根据来自于传感器60的拍摄图像(拍摄面)内的投影图像中的明亮度指标值的分布来判定图像的畸变。
在投影机20向屏幕投影图像的情况下，传感器60很容易捕捉住屏幕的框，但对于像壁10那样比投影图像大的投影对象物，就很难捕捉住壁10的框。
另外，如图1所示，投影机20的投影光的光轴和传感器60的光轴不一致。在这种情况下，传感器60拍摄的投影图像的明亮度指标值的分布会根据投影距离而变化。
因此，在本实施例中，投影机20不使用投影对象物的框的信息，而是根据明亮度指标值的分布暂时生成临时修正用信息，然后根据投影距离修正临时修正用信息并生成修正用信息，再根据该修正用信息进行修正图像信号的图像处理以调整图像的畸变。
由此，投影机20可以更准确地调整投影图像12的畸变。
功能框图的说明
其次，对用于安装这种功能的投影机20的功能框进行说明。
图2是本实施形态的一例的投影机20的功能框图。
投影机20的构成包括：输入图像信号的信号输入部110、修正所输入的图像信号以准确地调整图像的畸变的畸变修正部130、输出修正后的图像信号的信号输出部160、根据图像信号投影图像的图像投影部190和生成校准图像信息的校准图像信息生成部170。
另外，投影机20的构成包括：经由传感器60的拍摄面拍摄包括投影图像12在内的区域而生成拍摄信息的拍摄部180；根据拍摄信息，生成表示拍摄面中的投影图像(拍摄图像中的投影图像)的4角的位置的端点位置信息、和表示该投影图像中的亮度值的分布的明亮度指标值分布信息的图像分析部150；以及根据端点位置信息生成表示投影距离的投影距离信息、并且根据该投影距离信息和明亮度指标值分布信息生成用于修正图像信号的修正用信息的修正用信息生成部120。
另外，图像投影部190的构成包括空间光调制器192、驱动空间光调制器192的驱动部194、光源196和透镜198。
驱动部194根据来自于信号输出部160的图像信号，驱动空间光调制器192。然后，图像投影部190经由空间光调制器192以及透镜198投影来自于光源196的光。
另外，作为用于将上述投影机20的各部的功能安装在计算机上的硬件，例如，可以适用以下的装置。
图3是本实施形态的一例的投影机20的硬件框图。
例如，作为信号输入部110，可以用例如A/D转换器930等；作为畸变修正部130，可以用例如图像处理电路970、RAM950、CPU910等；作为信号输出部160，可以用例如D/A转换器940等；作为修正用信息生成部120、图像分析部150以及校准图像信息生成部170，可以用例如图像处理电路970、RAM950等；作为拍摄部180，可以用例如CCD传感器、CMOS传感器、RGB传感器等；作为空间光调制器192，可以用例如液晶面板920等；作为驱动部194，可以用例如存储驱动液晶面板920的液晶光阀驱动程序的ROM960等，由此来进行安装。
再者，这些各部可以经由系统总线980相互交换信息。
另外，这些各部，可以将其一部分或全部像电路那样以硬件方式安装，也可以像程序那样以软件方式安装。
进而，也可以从存储有用于使计算机发挥作为图像分析部150等的功能的程序的信息存储介质900中读取程序，而将图像分析部150等的功能安装在计算机中。
作为这样的信息存储介质900，可以适用例如CD-ROM、DVD-ROM、ROM、RAM、HDD等，其程序的读取方式可以是接触方式，也可以是非接触方式。
另外，代替信息存储介质900，也可以通过将用于安装上述各功能的程序等经由传送线路从主机装置等下载而安装上述各功能。
对于图像处理的说明
其次，对于上述各部的功能进行更具体的说明。
首先，对图像分析部150的功能进行说明。
图4是表示拍摄面中的投影图像的一例的示意图。另外，图5是表示横向的像素位置和峰值位置的示意图。另外，图6是平面地表示投影状态的示意图。
图像分析部150，根据拍摄信息生成表示图4所示的投影图像的4个顶点ABCD的在拍摄面中的坐标位置的端点位置信息。另外，图像分析部150将图4所示的拍摄图像的各像素的亮度值沿纵向相加运算而生成图5所示的表示亮度值的分布的明亮度指标值分布信息。其结果是，明亮度指标值分布信息可以表示投影图像的水平方向的最明亮的位置、即峰值位置。由此，投影机20可以根据明亮度指标值分布信息来判定图像的横向的畸变。
但是，如图6所示，传感器60所捕捉的壁10上的峰值位置P1比实际的峰值位置P0靠左侧。这是由于传感器60的光轴比透镜198的光轴靠左侧的缘故。另外，峰值位置也根据投影距离而变动。
修正用信息生成部120生成反映这种差异的修正用信息。其次，对修正用信息生成部120的功能进行说明。
图7是表示拍摄面中的投影图像和投影距离的关系的示意图。另外，图8是表示中点照相机坐标和投影距离的关系的图表的一例的图。
例如，传感器60，如图7所示，与投影距离为1m的情况的投影图像220相比，会将投影距离为5m的情况的投影图像210捕捉得比较靠左。即，投影距离越近，传感器60捕捉的投影图像就越靠右。
修正用信息生成部120，根据来自于图像分析部150的端点位置信息，求取图4所示的投影图像ABCD的下边AD的中点的在拍摄面上的坐标位置X。在此，坐标位置X是表示传感器60的拍摄面中的投影图像的大小的投影图像尺寸信息的一种。然后，修正用信息生成部120利用图8所示的图表求得与坐标位置X相对应的投影距离。
再者，中点的坐标位置和投影距离的关系，只要由制造业者根据实验事先求得即可。另外，修正用信息生成部120，也可以代替图表而使用在输入了坐标位置X时就输出投影距离的函数。
这样一来，修正用信息生成部120就可以根据拍摄面中的投影图像的位置求取投影距离。
另外，修正用信息生成部120还根据透镜198的变焦状态来调整修正用信息。
图9是表示拍摄面中的投影图像和变焦状态的关系的示意图。另外，图10是表示边的长度和半视场角的关系的图表的一例的图。
在变焦状态为广角的情况下，传感器60捕捉到的投影图像240比变焦状态为长焦状态的投影图像230大。另外，由于图像投影部190是倾斜(如上仰)投影光学系统，因此如图9所示，无论变焦状态如何，拍摄面中的投影图像230、240的下边都在同一条线上。
例如，图4所示的投影图像ABCD的边AB+边CD的长度和表示变焦状态的透镜198的半视场角的关系，用图10所示的图表来表示。例如，在边AB+边CD的长度为665点的情况下，半视场角为22度，透镜198处于广角状态。另外，在AB+CD的长为459点的情况下，半视场角为15度，透镜198处于长焦状态。
进而，修正用信息生成部120，根据依据投影图像的大小求得的半视场角，生成临时修正用信息。在本实施例中，作为临时修正用信息以及修正用信息，采用横向的投影角度。
另外，修正用信息生成部120，根据临时修正用信息和投影距离生成修正用信息。
图11是表示临时修正用信息、投影距离和修正用信息的关系的图表的一例的图。
修正用信息生成部120用例如图11所示的图表生成修正用信息。
例如，如图6所示，假定传感器60捕捉的图像投影部190的横向的投影角度为θt，表示图像投影部190的变焦状态的角度为θz(变焦状态信息)，拍摄面中的投影图像的横宽为N，从传感器60到传感器60的光线与线段N的交点的长度为以拍摄面的点数表示的L，从线段N与连结传感器60和传感器60所捕捉的峰值位置P1的连线的交点到线段N的端点的长度为P。
在该情况下，tanθt＝(N/2-P)/L。另外，修正用信息生成部120，如图5所示，可以根据明亮度指标值分布信息求得N和P。另外，在此，如图6所示，tanθz＝(N/2)/L，因θz为已知，故可以求得L。
因而，由于修正用信息生成部120可以求得所有的变数(变量)N、P、L，因此作为临时修正用信息，可以求得传感器60所捕捉的图像投影部190的横向的投影角度θt。
并且，修正用信息生成部120根据θt和利用图8通过所说明的处理求得的投影距离，参照图11所示的图表求取图像投影部190的真正的横向的投影角度θ。
图像处理的流程的说明
其次，对使用了上述各部的图像处理的流程进行说明。
图12是表示本实施形态的一例的图像处理的流程的流程图。
投影机20的制造业者在投影机20的出货前，制作完成图8、图10、图11所示的各个图表并预先保存到投影机20的存储器内。
校准图像信息生成部170，生成用于表示全白图像(图像整体为白的校准图像)的图像信息，图像投影部190根据该图像信息，投影全白图像(步骤S1)。
传感器60拍摄壁10上的全白图像生成拍摄信息(步骤S2)。
校准图像信息生成部170生成用于表示全黑图像(图像整体为黑的校准图像)的图像信息，图像投影部190根据该图像信息，投影全黑图像(步骤S3)。
传感器60拍摄壁10上的全黑图像生成拍摄信息(步骤S4)。
图像分析部150根据全白图像的拍摄信息和全黑图像的拍摄信息的差分值选出拍摄面中的投影图像的区域(步骤S5)。
另外，图像分析部150生成表示该投影图像的4角的位置的端点位置信息和表示投影图像中的亮度值的分布的明亮度指标值分布信息。
然后，修正用信息生成部120进行投影距离判定处理(步骤S6)。
图13是表示本实施形态的一例的投影距离判定处理的流程的流程图。
修正用信息生成部120根据来自于图像分析部150的端点位置信息计算下边AD的中点的坐标位置(步骤S11)。
然后，修正用信息生成部120根据该坐标位置和图8所示的图表，生成表示投影距离的投影距离信息(步骤S12)。
然后，修正用信息生成部120进行变焦状态判定处理(步骤S7)。
图14是表示本实施形态的一例的变焦状态判定处理的流程的流程图。
修正用信息生成部120根据来自于图像分析部150的端点位置信息，计算边AB+边CD的长度(步骤S21)。
然后，修正用信息生成部120根据该长度和图10所示的图表，生成表示变焦状态(角度θz)的变焦状态信息(步骤S22)。
进而，修正用信息生成部120根据明亮度指标值分布信息和投影距离信息，用上述公式求取横向的投影角度θ(步骤S8)。
畸变修正部130根据该投影角度θ和变焦状态信息修正用于修正图像信号的图表。更具体的说，畸变修正部130，在变焦状态信息表示长焦状态的情况下，与表示广角状态的情况相比使该图表的修正量相对地减少。
然后，畸变修正部130将来自于信号输入部110的图像信号用该图表进行修正然后输出给信号输出部160(步骤S9)。
图像投影部190根据来自于信号输出部160的图像信号，投影准确地调整了畸变后的图像。
根据以上的步骤，投影机20可以投影准确地调整了投影图像12的畸变、尤其是投影图像12的横向的畸变的图像。
如以上所说，根据本实施形态，投影机20可以根据明亮度指标值(亮度值)的分布来判定图像的畸变。特别是，在透镜198的光轴和传感器60的光轴不一致的情况下，传感器60所摄像的投影图像的明亮度指标值的分布会根据投影距离而变化。
根据本实施形态，投影机20可以根据明亮度指标值的分布暂时生成临时修正用信息，并根据投影距离修正临时修正用信息而生成修正用信息，再根据该修正用信息修正图像信号以调整图像的畸变。
如以上所说，根据本实施形态，投影机20通过根据明亮度指标值的分布进行图像处理，即便在不使用有关投影对象物的形状的信息(例如，投影对象物的形状、框的长度等)的情况下，也可以自动地修正投影图像12的横向的畸变。而且，投影机20通过根据投影距离生成修正用信息，可以更正确地修正投影图像12的横向的畸变。
即，根据本实施形态，不必使用壁10的4角就可以修正投影图像12的畸变。因而，根据本实施形态，作为投影对象物可以适用各种投影对象物(例如，白板、壁10、屏幕等)，可以进一步提高广泛使用性。再者，投影机20除了投影图像12的横向以外还可以修正纵向的畸变。
另外，根据本实施形态，投影机20通过根据图像投影时的变焦状态调整图像信号的修正用图表的修正量，可以更正确地修正图像的畸变。
另外，根据本实施形态，投影机20在投影距离和变焦状态的判定上并没有使用特别的硬件，根据图像处理就可以判定投影距离和变焦状态。
另外，根据本实施形态，投影机20可以根据峰值位置判定投影图像12的畸变。
另外，根据本实施形态，由于可以用1个传感器60来修正图像的畸变，因此与用多个CCD照相机等来检测投影图像的三维坐标的方法相比，可以给使用者提供一种能够以更简单的构造、且更低的成本制造的图像处理系统。
变形例
再者，本发明的适用不限定于上述实施例。
例如，投影机20也可以不根据图像处理来判定投影距离和变焦状态，而用硬件的信息来判定投影距离和变焦状态。
图15是本实施形态的另一例的投影机20的功能框图。
本实施形态的投影机20的图像投影部190，除上述构成之外，其构成还包括：控制透镜198的焦距、并具有表示随着该控制而变动的焦距值的焦距状态信息的焦距控制部197；以及控制透镜198的视场角(变焦状态)、并具有表示随着该控制而变动的改变焦距值的变焦状态信息的视场角控制部199。
另外，本实施例的修正用信息生成部120，被构成为在根据焦距控制部197的焦距状态信息生成表示投影距离的投影距离信息的同时，根据视场角控制部199的变焦状态信息调整基于修正用信息的图像信号的修正量。
根据这样的构成，投影机20可以用图像投影部190的硬件的信息来判定投影距离和变焦状态。再者，焦距控制部197、视场角控制部199的控制可以是自动控制，也可以是手动控制。
另外，在该情况下，由于是根据焦距状态信息生成投影距离信息，因此图像分析部150可以不生成端点位置信息。即，修正用信息生成部120，例如，可以从明亮度指标值分布信息来判别投影图像的形状等。
另外，例如，在上述实施例中，虽然作为端点位置信息，投影机20使用了表示拍摄面中的投影图像的4角的坐标位置的信息，但也可以用例如表示拍摄面中的投影图像的3个和其以下的顶点坐标位置的信息、或表示拍摄面中的投影图像的顶点间的中点的坐标位置的信息等。
另外，在上述实施例中，虽然作为明亮度指标值，投影机20使用了亮度值，但也可以用例如RGB值、Y值等图像信号值。
另外，在上述实施例中，虽然作为临时修正用信息以及修正用信息，投影机20使用了横向的投影角度，但也可以用例如修正系数、修正用参数值等。
另外，在上述实施例中，虽然作为图像处理系统使用了投影机20，但除投影机20以外，本发明在CRT(阴极射线管)、LED(发光二极管)、EL(场致发光)等显像用的图像处理系统上也有效。
另外，作为投影机20，也可以用例如液晶投影机、使用了DMD(数字微镜设备)的投影机等。此外，DMD是美国德州仪器公司的商标。
另外，上述投影机20的功能，例如，可以以投影机单体来安装，也可以以多个处理装置分散地(例如，用投影机和PC分散处理)安装。另外，传感器60除了作为上述投影机20的内置型的装置而构成以外，也可以作为与投影机20独立的单体的装置而构成。