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JP5779071B2 - Multiple projection brightness adjustment method, multiple projection brightness adjustment apparatus, computer program, and recording medium - Google Patents

Multiple projection brightness adjustment method, multiple projection brightness adjustment apparatus, computer program, and recording medium Download PDF

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JP5779071B2 JP2011224920A JP2011224920A JP5779071B2 JP 5779071 B2 JP5779071 B2 JP 5779071B2 JP 2011224920 A JP2011224920 A JP 2011224920A JP 2011224920 A JP2011224920 A JP 2011224920A JP 5779071 B2 JP5779071 B2 JP 5779071B2
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Description

本発明は、マルチプロジェクタシステムを使って複数のプロジェクタからの投影像をカメラで観測するとき、各画素の観測輝度値が所定の値となるようにプロジェクタからの出力輝度値を自動的に補正する多重投影輝度調整技術に関する。   The present invention automatically corrects the output luminance value from the projector so that the observed luminance value of each pixel becomes a predetermined value when observing the projected images from a plurality of projectors with a camera using a multi-projector system. The present invention relates to multiple projection brightness adjustment technology.

プロジェクタ・カメラシステムは、様々な用途に利用されている。例えば、会議や、学会発表でのプレゼンテーションにプロジェクタを利用する以外に、ヒューマンインタラクションや、拡張現実感の表示システムとしても利用できる。さらに、複数のプロジェクタを使うと、各プロジェクタからの画像を繋ぎ合わせて巨大な画像(タイリング)を生成でき、近年では、HDR(High Dynamic Range)画像を表示するアプリケーションとしても期待されている。   Projector / camera systems are used in various applications. For example, in addition to using a projector for a conference or presentation at an academic conference presentation, it can also be used as a display system for human interaction or augmented reality. Furthermore, if a plurality of projectors are used, images from the projectors can be connected to generate a huge image (tiling), and in recent years, it is also expected as an application for displaying HDR (High Dynamic Range) images.

例えば、遠隔会議システムなどのアプリケーションによっては、単体のプロジェクタから画像を投影して、単体のカメラにより、その投影像を観測するとき、そのカメラが所定の輝度を観測するように、原画像の輝度を調整する必要がある。従来から、この技術は、輝度補正と呼ばれており、プロジェクタからのRGB輝度値とカメラで観測されたRGB輝度値との間の相関関係に着目し、カラー混合行列(Color Mixing Matrix)と呼ばれる3×3の行列Vを使って、所定のRGB輝度値C=(C,C,C)を、カメラが観測するようにプロジェクタからのRGB出力値P=(P,P,P)を補正する。このシステムにおいて、観測した画像の輝度値Cと各プロジェクタからの出力輝度Pとの間には、次式(1)が成り立つ。 For example, in some applications such as a teleconferencing system, when projecting an image from a single projector and observing the projected image with a single camera, the brightness of the original image is observed so that the camera observes a predetermined brightness. Need to be adjusted. Conventionally, this technique is called luminance correction, and it is called a color mixing matrix by focusing on the correlation between RGB luminance values from a projector and RGB luminance values observed by a camera. Using the 3 × 3 matrix V, the RGB output values P = (P R , P G ,...) From the projector so that the camera observes a predetermined RGB luminance value C = (C R , C G , C B ). P B ) is corrected. In this system, the following expression (1) is established between the luminance value C of the observed image and the output luminance P from each projector.

Figure 0005779071
Figure 0005779071

Vは、プロジェクタのカラー混合行列であり、F=(F,F,F)は、プロジェクタ以外の光源からの照明を含む環境光である(物体表面の反射率は一定と考える)。非特許文献1によれば、4枚のサンプル画像が用意できれば、カラー混合行列と環境光を求めることができる。 V is a color mixing matrix of the projector, and F = (F r , F g , F b ) is ambient light including illumination from a light source other than the projector (considering the reflectance of the object surface is constant). According to Non-Patent Document 1, if four sample images can be prepared, a color mixing matrix and ambient light can be obtained.

上記の輝度補正は、N台のプロジェクタと1台のカメラとから構成されるマルチプロジェクタシステムに拡張すると、次式(2)の関係になる。   When the above luminance correction is extended to a multi-projector system composed of N projectors and one camera, the relationship of the following equation (2) is obtained.

Figure 0005779071
Figure 0005779071

はj番目のプロジェクタの輝度であり、Vはj番目のプロジェクタの輝度とカメラ観測による輝度とを結び付けたカラー混合行列である。j番目のプロジェクタ以外のN−1台のプロジェクタに黒画像をセットした状態にすると、このマルチプロジェクタシステムは、数式(1)に示した従来のプロジェクタ・カメラシステムとなる。よって、このシステムにおいて、非特許文献1の方法を用いて、カラー混合行列Vを得ることができる。 P j is the luminance of the j-th projector, and V j is a color mixing matrix that combines the luminance of the j-th projector and the luminance obtained by camera observation. When a black image is set on N-1 projectors other than the j-th projector, the multi-projector system becomes a conventional projector / camera system represented by Expression (1). Therefore, in this system, the color mixing matrix V j can be obtained using the method of Non-Patent Document 1.

マルチプロジェクタシステムの輝度補正については、非特許文献2が公知である。これは、全てのプロジェクタの輝度補正パラメータを共有させて、オリジナルの輝度をN台のプロジェクタで均等に配分して、各プロジェクタの輝度を決定する方法である。カラー混合行列を用いた輝度補正に輝度均等方式を採用すると、各プロジェクタの輝度は、次式(3)により補正することできる。   Regarding the luminance correction of the multi-projector system, Non-Patent Document 2 is known. This is a method of determining the brightness of each projector by sharing the brightness correction parameters of all the projectors and distributing the original brightness equally among the N projectors. When the luminance equalization method is adopted for luminance correction using the color mixing matrix, the luminance of each projector can be corrected by the following equation (3).

Figure 0005779071
Figure 0005779071

但し、Nは、プロジェクタの重複数であり、N台のプロジェクタがその画素を多重投影すれば、N=Nとし、1台のプロジェクタのみがその画素を投影する場合には、N=1とセットする。 However, N j is the number of overlapping projectors, and if N projectors project the pixel in multiple, N j = N, and if only one projector projects the pixel, N j = Set to 1.

K. Fujii, M. D. Grossberg, and S. K. Nayar: “A Projector-Camera System with Real-Time Photometric Adaptation for Dynamic Environments”, Proc. of IEEE Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), vol.1, pp.814-821, 2005.K. Fujii, MD Grossberg, and SK Nayar: “A Projector-Camera System with Real-Time Photometric Adaptation for Dynamic Environments”, Proc. Of IEEE Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), vol.1, pp.814-821 , 2005. O. Bimber, A. Emmerling, and T. Klemmer: “Embedded Entertainment with Smart Projec-tors”, IEEE Computer, vol. 38, no. 1, pp. 48-55, 2005.O. Bimber, A. Emmerling, and T. Klemmer: “Embedded Entertainment with Smart Projec-tors”, IEEE Computer, vol. 38, no. 1, pp. 48-55, 2005.

図11は、プロジェクタに与えた入力輝度(あるカラーチャネル)をカメラで観測した輝度出力の特性(トーンカーブ)の典型例を示す概念図である。マルチプロジェクタシステムの輝度補正は、数式(2)に示したように、各プロジェクタ輝度の線形和を仮定している。しかしながら、プロジェクタの入力輝度とカメラの観測輝度との入出力特性では、図11のようなトーンカーブが得られる場合が多い。低階調ではプロジェクタの入力輝度に対して緩やかな応答特性を示し、中間階調ではほぼ線形な特性となり、高階調では再び緩やかな応答特性となる。よって、中間階調と比べると、輝度が低い応答レベル、または高い応答レベルでは線形特性から逸脱する。加えて、図11の低階調で示したように、プロジェクタの輝度値が0でも、カメラ観測ではブラックオフセット(完全な黒を観測しない)が存在する。   FIG. 11 is a conceptual diagram showing a typical example of a luminance output characteristic (tone curve) obtained by observing input luminance (a certain color channel) given to a projector with a camera. The luminance correction of the multi-projector system assumes a linear sum of the projector luminances as shown in Equation (2). However, in many cases, a tone curve as shown in FIG. 11 is obtained in the input / output characteristics of the projector input luminance and the camera observation luminance. The low gradation shows a gentle response characteristic with respect to the input luminance of the projector, the intermediate gradation becomes a substantially linear characteristic, and the high gradation becomes a gentle response characteristic again. Therefore, it deviates from the linear characteristic at a response level having a low luminance or a high response level as compared with the intermediate gradation. In addition, as shown by the low gradation in FIG. 11, even when the brightness value of the projector is 0, there is a black offset in camera observation (complete black is not observed).

1台のプロジェクタと1台のカメラ間のトーンカーブにおいても、このような非線形な特性を有しているため、複数台のプロジェクタと1台のカメラ間においても、より複雑なトーンカーブとなる。よって、マルチプロジェクタシステムにおいては、各プロジェクタからの輝度の線形和で輝度補正するには、その適用範囲に限界がある。例えば、数式(3)に従った輝度補正では、プロジェクタの台数が増えるにつれて、分配輝度値は、反比例するため、カメラの応答特性は、図11の低階調の特性に近づく。よって、マルチプロジェクタシステムでは、一層、非線形な応答特性が顕著になるため、輝度を単純に等分配するだけでは、十分な補正ができる保証はない。   The tone curve between one projector and one camera also has such a non-linear characteristic, so that a more complicated tone curve is obtained between a plurality of projectors and one camera. Therefore, in the multi-projector system, there is a limit to the application range in correcting the luminance with the linear sum of the luminance from each projector. For example, in the luminance correction according to Equation (3), as the number of projectors increases, the distributed luminance value is inversely proportional, so the response characteristic of the camera approaches the low gradation characteristic of FIG. Therefore, in the multi-projector system, the non-linear response characteristic becomes more prominent, and there is no guarantee that sufficient correction can be made by simply equally distributing the luminance.

また、非特許文献2で公知の輝度補正方法は、補正パラメータを全てのプロジェクタで共有した上で、それらのパラメータを用いて均等配分された輝度を算出する。つまり、全てのプロジェクタの補正パラメータを用いないと、全てのプロジェクタの輝度補正ができない。これにより、マルチプロジェクタシステムが上記のような非線形な特性を有する場合には、この方法を容易に適用することができないという問題がある。さらに、プロジェクタの台数を変更する場合や、全体のシステム構成を変更する場合に応じて、補正パラメータの共有化を実装する必要がある。   In addition, in the brightness correction method known in Non-Patent Document 2, the correction parameters are shared by all projectors, and the equally distributed brightness is calculated using those parameters. That is, brightness correction for all projectors cannot be performed unless correction parameters for all projectors are used. As a result, there is a problem that this method cannot be easily applied when the multi-projector system has nonlinear characteristics as described above. Furthermore, it is necessary to implement correction parameter sharing in response to changing the number of projectors or changing the overall system configuration.

そのようなシステム変更が生じても柔軟に輝度補正に対応できることが、様々なアプリケーションにおける利便性の点で重要である。よって、マルチプロジェクタシステムにおいて数式(2)に示したプロジェクタ輝度の線形和が成り立たず、かつ、数式でモデル化できない非線形応答が存在するシステムにおいても、複数のプロジェクタから投影される輝度を補正できることが望まれる。   In view of convenience in various applications, it is important to be able to flexibly cope with luminance correction even if such a system change occurs. Therefore, even in a system in which the linear sum of the projector luminances shown in Equation (2) does not hold in the multi-projector system and there is a non-linear response that cannot be modeled by the equations, the luminance projected from a plurality of projectors can be corrected. desired.

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、複数プロジェクタによる多重投影システムにおいて非線形な応答を有していたとしても、複数のプロジェクタが投影した任意のコンテンツ画像がオリジナル画像とほぼ同等になるように、任意のコンテンツ画像の輝度を補正することができる技術を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to provide an arbitrary content image projected by a plurality of projectors, even if it has a non-linear response in a multiple projection system using a plurality of projectors. It is an object of the present invention to provide a technique capable of correcting the luminance of an arbitrary content image so that is substantially equal to the original image.

本発明の一態様は、N台のプロジェクタによって投影される画像を1台のカメラによって撮像するマルチプロジェクタシステムでの多重投影輝度調整方法であって、入力された同一のテスト画像を前記N台のプロジェクタによって重畳して投影した投影画像を、前記カメラで観測した観測画像として取得する観測画像取得ステップと、前記テスト画像と前記観測画像との差を表す輝度変動を検出する輝度変動検出ステップと、前記検出された輝度変動に基づいて前記N台のプロジェクタ各々に関して輝度を制御する輝度制御ステップと、前記輝度制御の結果に基づいて、前記N台のプロジェクタへ輝度を分配するための各画素の分配係数を算出する算出ステップと、コンテンツ画像を読み込み、該コンテンツ画像上の各画素の輝度値を、前記分配係数に基づいて、前記N台のプロジェクタ各々に対して割り当てられた輝度値として分配する分配ステップと、前記輝度値が分配された前記コンテンツ画像に対し、所定の平面上に投影されるように前記N台のプロジェクタ各々の位置に応じた射影変換を行う射影変換ステップと、前記射影変換がなされた各コンテンツ画像を、射影変換に応じた前記N台のプロジェクタから投影するステップとを含むことを特徴とする多重投影輝度調整方法である。 One aspect of the present invention is a multi-projection brightness adjustment method in a multi-projector system that captures images projected by N projectors using a single camera, and the same test image that has been input is input to the N projectors . An observation image acquisition step of acquiring a projection image superimposed and projected by a projector as an observation image observed by the camera; a luminance variation detection step of detecting a luminance variation representing a difference between the test image and the observation image; A luminance control step for controlling the luminance for each of the N projectors based on the detected luminance variation, and distribution of each pixel for distributing the luminance to the N projectors based on the result of the luminance control A calculation step of calculating a coefficient, reading a content image, and calculating a luminance value of each pixel on the content image Based on the distribution coefficient, the distribution step of distributing a luminance value assigned to the projector each of the N number, relative to the content image and the brightness value is distributed, so as to be projected onto a predetermined plane A projective conversion step of performing a projective transformation in accordance with the position of each of the N projectors; and a step of projecting each content image subjected to the projective transformation from the N projectors in accordance with the projective transformation. This is a characteristic feature of the multiple projection brightness adjustment method.

本発明の一態様は、上記の多重投影輝度調整方法であって、前記算出ステップは、前記テスト画像の各画素値が、前記輝度制御の後の前記輝度に基づいて得られる前記テスト画像の各画素値と線形結合で結び付けられた輝度分配モデルに基づいて前記分配係数を算出するステップであることを特徴とする。   One aspect of the present invention is the above-described multiple projection luminance adjustment method, wherein the calculating step includes calculating each pixel value of the test image obtained based on the luminance after the luminance control. It is a step of calculating the distribution coefficient based on a luminance distribution model associated with pixel values by linear combination.

本発明の一態様は、上記の多重投影輝度調整方法であって、前記観測画像取得ステップ、前記輝度変動検出ステップを繰り返し実行し、前記輝度制御ステップは、前記輝度変動が所定の許容値以上の場合には、前記N台のプロジェクタへ入力される輝度状態を制御した後、前記N台のプロジェクタから更新後の輝度に基づいて画像を再び投影するステップと、前記輝度変動が前記所定の許容値より小さい場合には、前記テスト画像に対する前記N台のプロジェクタの輝度の制御が完了したと判定する完了判定ステップと、を含むことを特徴とする。 One aspect of the present invention is the multiple projection luminance adjustment method described above, wherein the observation image acquisition step and the luminance variation detection step are repeatedly executed, and the luminance control step includes the luminance variation being a predetermined allowable value or more. In this case, after controlling the luminance state input to the N projectors, projecting an image again from the N projectors based on the updated luminance, and the luminance fluctuation is the predetermined allowable value. If it is smaller, a completion determination step for determining that the brightness control of the N projectors for the test image has been completed is included.

本発明の一態様は、N台のプロジェクタによって投影される画像を1台のカメラによって撮像するマルチプロジェクタシステムの多重投影輝度調整装置であって、入力された同一のテスト画像を前記N台のプロジェクタによって重畳して投影した投影画像を、前記カメラで観測した観測画像として取得する観測画像取得部と、前記テスト画像と前記観測画像との差を表す輝度変動を検出する輝度変動検出部と、前記検出された輝度変動に基づいて前記N台のプロジェクタ各々に関して輝度を制御する輝度制御部と、前記輝度制御の結果に基づいて、前記N台のプロジェクタへ輝度を分配するための各画素の分配係数を算出する算出部と、コンテンツ画像を読み込み、該コンテンツ画像上の各画素の輝度値を、前記分配係数に基づいて、前記N台のプロジェクタ各々に対して割り当てられた輝度値として分配する分配部と、前記輝度値が分配された前記コンテンツ画像に対し、所定の平面上に投影されるように前記N台のプロジェクタ各々の位置に応じた射影変換を行う射影変換部と、前記射影変換がなされた各コンテンツ画像を、射影変換に応じた前記N台のプロジェクタから投影する投影部とを含むことを特徴とする多重投影輝度調整装置である。 One aspect of the present invention is a multi-projection brightness adjustment apparatus for a multi-projector system that captures images projected by N projectors with a single camera, and the same test image input is input to the N projectors. An observation image acquisition unit that acquires a projection image superimposed and projected as an observation image observed by the camera, a luminance variation detection unit that detects a luminance variation representing a difference between the test image and the observation image, and A luminance control unit for controlling the luminance for each of the N projectors based on the detected luminance variation; and a distribution coefficient for each pixel for distributing the luminance to the N projectors based on the result of the luminance control And a calculation unit that calculates a luminance value of each pixel on the content image based on the distribution coefficient. Of a distribution unit for distributing a luminance value assigned to the projector each, relative to the content image and the brightness value is distributed to the N of projectors each position to be projected onto a predetermined plane A projection conversion unit that performs a corresponding projection conversion; and a projection unit that projects the content images subjected to the projection conversion from the N projectors according to the projection conversion. It is.

本発明の一態様は、上記の多重投影輝度調整方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムである。   One aspect of the present invention is a computer program that causes a computer to execute the above-described multiple projection luminance adjustment method.

本発明の一態様は、上記の多重投影輝度調整方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムを記録した記録媒体である。   One aspect of the present invention is a recording medium on which a computer program for causing a computer to execute the above-described multiple projection luminance adjustment method is recorded.

この発明によれば、複数プロジェクタによる多重投影システムにおいて、非線形な応答を有していたとしても、オリジナル画像とほぼ同等になるように、複数のプロジェクタが投影したコンテンツ画像の輝度を補正することができる。   According to the present invention, in the multiple projection system using a plurality of projectors, the brightness of the content images projected by the plurality of projectors can be corrected so as to be almost the same as the original image even if it has a non-linear response. it can.

本発明に係る第1実施形態の多重投影輝度調整装置1の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the multiple projection brightness adjustment apparatus 1 of 1st Embodiment which concerns on this invention. 本第1実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the operation | movement of this 1st Embodiment. 本第1実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the operation | movement of this 1st Embodiment. 本発明に係る第2実施形態の多重投影輝度調整装置1の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the multiple projection brightness adjustment apparatus 1 of 2nd Embodiment which concerns on this invention. 本第2実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the operation | movement of this 2nd Embodiment. 本第2実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the operation | movement of this 2nd Embodiment. 本発明に係る第3実施形態の多重投影輝度調整装置1の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the multiple projection brightness adjustment apparatus 1 of 3rd Embodiment which concerns on this invention. 本第3実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the operation | movement of this 3rd Embodiment. 本発明に係る第4実施形態の多重投影輝度調整装置1の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the multiple projection brightness adjustment apparatus 1 of 4th Embodiment which concerns on this invention. 本第4実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of this 4th Embodiment. プロジェクタに与えた入力輝度(あるカラーチャネル)をカメラで観測した輝度出力の特性(トーンカーブ)の典型例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the typical example of the characteristic (tone curve) of the luminance output which observed the input luminance (a certain color channel) given to the projector with the camera.

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

A.第1実施形態
本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、本発明に係る第1実施形態の多重投影輝度調整装置1の構成を示すブロック図である。図1において、多重投影輝度調整装置1は、N台のプロジェクタ10と1台のカメラ20とからなるマルチプロジェクタシステムに対する投影輝度自動調整方法を実現する。投影輝度自動調整装置1は、画像入力部2、画像変動検出部3、モード判定部4、輝度調整部5−1〜5−N、及び輝度分配部6−1〜6−Nを備えている。画像入力部2は、カメラ20から画像データを取得する。画像変動検出部3は、その画像入力部1から画像を取得し、その画像情報を用いて輝度変動を検出する。モード判定部4は、全てのプロジェクタを制御するための同期信号を送出し、輝度調整部5−1〜5−N、または輝度分配部6−1〜6−Nへの処理を指示する。輝度調整部5−1〜5−Nは、その画像変動検出部3にて得た輝度変動に応じてプロジェクタ10−1〜10−Nから出力する輝度を調整し、多重投影輝度補正に用いるための分配係数を算出する。輝度分配部6−1〜6−Nは、分配係数を用いて各プロジェクタの輝度を補正する。
A. First Embodiment A first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a multiple projection brightness adjustment apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a multiple projection brightness adjustment apparatus 1 realizes an automatic projection brightness adjustment method for a multi-projector system including N projectors 10 and one camera 20. The projection brightness automatic adjustment apparatus 1 includes an image input unit 2, an image fluctuation detection unit 3, a mode determination unit 4, brightness adjustment units 5-1 to 5-N, and brightness distribution units 6-1 to 6-N. . The image input unit 2 acquires image data from the camera 20. The image variation detection unit 3 acquires an image from the image input unit 1 and detects luminance variation using the image information. The mode determination unit 4 sends out a synchronization signal for controlling all projectors, and instructs the luminance adjustment units 5-1 to 5-N or the luminance distribution units 6-1 to 6-N to perform processing. The luminance adjustment units 5-1 to 5-N adjust the luminance output from the projectors 10-1 to 10-N according to the luminance variation obtained by the image variation detection unit 3, and are used for multiple projection luminance correction. Calculate the distribution coefficient. The luminance distribution units 6-1 to 6-N correct the luminance of each projector using the distribution coefficient.

本第1実施形態は、従来技術とは異なり、他のプロジェクタと連動しない。本第1実施形態では、各プロジェクタ10−1〜10−Nを制御する輝度調整部5−1〜5−N、輝度分配部6−1〜6−Nは、モード判定部4から送出される同期信号に従ってそれぞれ独立に動作する。本第1実施形態では、複数のプロジェクタ10−1〜10−Nによって投影した任意のコンテンツ画像がオリジナル画像とほぼ同等になるように、輝度調整部5−1〜5−Nで得た分配係数を用いて、他のプロジェクタと連動しないで、任意のコンテンツ画像の輝度を自動的に補正する。   Unlike the prior art, the first embodiment does not work with other projectors. In the first embodiment, the luminance adjustment units 5-1 to 5-N and the luminance distribution units 6-1 to 6-N that control the projectors 10-1 to 10-N are transmitted from the mode determination unit 4. Each operates independently according to the synchronization signal. In the first embodiment, the distribution coefficient obtained by the brightness adjusting units 5-1 to 5-N so that any content image projected by the plurality of projectors 10-1 to 10-N is substantially equal to the original image. Is used to automatically correct the luminance of an arbitrary content image without interlocking with other projectors.

この構成において、プロジェクタ10−1〜10−N、カメラ20は、必ずしも構成要素として接続している必要はなく、処理に必要なデータを取得すればよい。画像入力部2、画像変動検出部3、輝度調整部5−1〜5−N、輝度分配部6−1〜6−Nからそれぞれの矢印へのデータの流れは、ハードディスク、RAID装置、CD−ROMなどの記録媒体を利用する形態、または、ネットワークを介してリモートなデータ資源を利用する形態でもどちらでも構わない。   In this configuration, the projectors 10-1 to 10-N and the camera 20 do not necessarily have to be connected as constituent elements, and may acquire data necessary for processing. The data flow from the image input unit 2, the image fluctuation detection unit 3, the luminance adjustment units 5-1 to 5-N, and the luminance distribution units 6-1 to 6-N to the respective arrows includes a hard disk, a RAID device, and a CD- Either a form using a recording medium such as a ROM or a form using a remote data resource via a network may be used.

以下、各部の詳細について説明する。   Details of each part will be described below.

(モード判定部4)
モード判定部4は、起動されると、プロジェクタ10−1〜10−Nを制御するための状態を検出する。もし、初期状態において輝度補正を行うためのデータが何もないときは、状態の検出では「補正パラメータが無い」と判断し、モード選択において「輝度調整部の処理」を選択する。モード判定部4は、モードが調整モードである場合には、輝度調整部5−1〜5−Nの処理を実行させ、調整モードでない場合には、輝度分配部6−1〜6−Nの処理を実行させる。
(Mode determination unit 4)
When activated, mode determination unit 4 detects a state for controlling projectors 10-1 to 10-N. If there is no data for performing luminance correction in the initial state, it is determined that there is no correction parameter in the state detection, and “process of luminance adjustment unit” is selected in mode selection. When the mode is the adjustment mode, the mode determination unit 4 causes the luminance adjustment units 5-1 to 5-N to execute processing. When the mode is not the adjustment mode, the mode distribution unit 6-1 to 6-N Execute the process.

さらに、モード判定部4は、各プロジェクタを制御する輝度調整部5−1〜5−N、輝度分配部6−1〜6−Nに対して同期信号を送出する。この同期信号を輝度調整部5−1〜5−N、輝度分配部6−1〜6−Nが受信した時点で、補正した画像をプロジェクタ10−1〜10−Nに出力する。これにより、全てのプロジェクタ10−1〜10−Nは、タイムラグを発生することなく画像を投影することができる。   Further, the mode determination unit 4 sends a synchronization signal to the luminance adjustment units 5-1 to 5-N and the luminance distribution units 6-1 to 6-N that control the projectors. When the luminance adjustment units 5-1 to 5-N and the luminance distribution units 6-1 to 6-N receive this synchronization signal, the corrected images are output to the projectors 10-1 to 10-N. Thereby, all the projectors 10-1 to 10-N can project an image without generating a time lag.

(画像入力部2)
画像入力部2は、カメラ20等で撮像された画像を取得する手段であり、取得した画像データを、輝度調整部5−1〜5−N、または輝度分配部6−1〜6−Nに転送する。画像入力部2で取得する画像の例としては、スクリーン全体が隠れることなく写された画像、または、所定の領域を撮影した画像である。
(Image input unit 2)
The image input unit 2 is a unit that acquires an image captured by the camera 20 or the like, and sends the acquired image data to the luminance adjustment units 5-1 to 5-N or the luminance distribution units 6-1 to 6-N. Forward. An example of an image acquired by the image input unit 2 is an image captured without hiding the entire screen, or an image obtained by photographing a predetermined area.

(画像変動検出部3)
本第1実施形態では、各プロジェクタ10−1〜10−Nが所定の平面へ画像を投影し、その像をカメラ20が観測(撮影)するという形態で動作する。この形態において、画像変動検出部3は、画像入力部2からの観測した画像上の画素とオリジナル画像上の画素とを対応付けるための射影変換を行う。以下に、該射影変換方法について説明する。
(Image fluctuation detection unit 3)
In the first embodiment, each projector 10-1 to 10-N projects an image on a predetermined plane, and the camera 20 operates (observes) the image. In this embodiment, the image fluctuation detection unit 3 performs projective transformation for associating pixels on the image observed from the image input unit 2 with pixels on the original image. The projective transformation method will be described below.

あるプロジェクタ画面の点の2次元座標を(u,v)、その点がZ=0のXY平面上に投影されたときの3次元座標を(X,Y,0)、その投影点をカメラ20で観測したときの点の2次元座標を(x,y)とすると、あるプロジェクタ10−i(i=1〜N)と平面間の平面射影変換Hps、並びに平面とカメラ20間の平面射影変換Hscによって、次式(4)、(5)の計算により、各画素をそれぞれ対応付けることができる。 The two-dimensional coordinates of a point on a projector screen are (u, v), the three-dimensional coordinates (X, Y, 0) when the point is projected onto the XY plane with Z = 0, and the projected point is the camera 20. If the two-dimensional coordinates of the point when observed at (x, y) are (x, y), the plane projection transformation H ps between a certain projector 10-i (i = 1 to N) and the plane, and the plane projection between the plane and the camera 20 With the conversion H sc , each pixel can be associated with each other by calculation of the following equations (4) and (5).

Figure 0005779071
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Figure 0005779071
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さらに、プロジェクタ10−iから出力する画像の2次元座標(u,v)とオリジナル画像上の点の2次元座標(u′,v′)とは、次式(6)の計算により両画素を対応付けることができる。   Further, the two-dimensional coordinates (u, v) of the image output from the projector 10-i and the two-dimensional coordinates (u ′, v ′) of the point on the original image are calculated by calculating the following equation (6). Can be associated.

Figure 0005779071
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ipは、オリジナル画像とプロジェクタ画面間の平面射影変換である。よって、これらの平面射影変換が既知であると、v画像の2次元座標(u′,v′)とカメラ20で観測した2次元座標(x,y)との間、並びに、プロジェクタ画面上の2次元座標(u,v)とカメラ20で観測した2次元座標(x,y)との間を結び付けることができる。事前のキャリブレーション作業によって、それぞれのプロジェクタについて平面射影変換Hps、Hsc、Hipを得て、それらのデータを射影変換DB8に格納している。このキャリブレーションでは、公知となっている平面射影変換推定方法を利用することができる。 H ip is a planar projective transformation between the original image and the projector screen. Therefore, if these plane projective transformations are known, the two-dimensional coordinates (u ′, v ′) of the v image and the two-dimensional coordinates (x, y) observed by the camera 20 and on the projector screen are displayed. The two-dimensional coordinates (u, v) and the two-dimensional coordinates (x, y) observed by the camera 20 can be linked. Planar projection transformations H ps , H sc , and H ip are obtained for each projector by a pre-calibration operation, and these data are stored in the projection transformation DB 8. In this calibration, a known planar projective transformation estimation method can be used.

画像変動検出部3は、画像入力部2から観測画像を取得すると、射影変換DB8から上記平面射影変換のデータを読み込み、数式(6)に従ってオリジナル画像の画素の2次元座標値(u′,v′)から観測画像上の画素に該当する2次元座標値(x,y)を算出する。画像変動検出部3は、この座標計算を対象の画素全てに施して、観測画像を射影変換した画像を生成する。   When obtaining the observation image from the image input unit 2, the image fluctuation detection unit 3 reads the plane projection transformation data from the projection transformation DB 8 and follows the two-dimensional coordinate values (u ′, v) of the pixels of the original image according to Equation (6). The two-dimensional coordinate value (x, y) corresponding to the pixel on the observation image is calculated from '). The image fluctuation detection unit 3 applies this coordinate calculation to all the target pixels, and generates an image obtained by projective transformation of the observed image.

該射影変換画像の各画素は、オリジナル画像の対応する各画素に対応付けられるので、観測画像の画素値C′(t)とオリジナル画像上の画素値Cとを比較することができる。なお、本第1実施形態の動作が終了するまで、カメラ20から画像を逐次観測するため、状態t、あるいは時刻tでの観測画像の画素値をC′(t)と表すことにする。平面射影変換を用いてオリジナル画像と観測画像との各画素を対応付けしながら、各画素の輝度変動e(t)を次式(7)の計算によって算出する。   Since each pixel of the projective transformation image is associated with each corresponding pixel of the original image, the pixel value C ′ (t) of the observed image can be compared with the pixel value C on the original image. Since the images are sequentially observed from the camera 20 until the operation of the first embodiment is completed, the pixel value of the observed image at the state t or at the time t is represented as C ′ (t). The luminance fluctuation e (t) of each pixel is calculated by the following equation (7) while associating each pixel of the original image and the observed image using planar projective transformation.

Figure 0005779071
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画像変動検出部3は、逐次観測した画像について、数式(7)を用いてオリジナル画像との輝度変動を検出する。   The image fluctuation detection unit 3 detects a luminance fluctuation with respect to the original image by using Equation (7) for the sequentially observed images.

(輝度調整部5−1〜5−N)
輝度調整部5−1〜5−Nは、モード判定部4が輝度調整の処理を選択すると、処理を開始し、まず、テスト画像をセットする。テスト画像は、非特許文献1が用いている4種類の画像(グレー系画像、赤系画像、緑系画像、青系画像)を用いる。輝度調整部5−1〜5−Nでは、グレー系画像から処理を開始して、輝度補正がある程度まで完了した時点で、赤系画像、緑系画像、青系画像と順番に切り替えて処理する。
(Brightness adjustment unit 5-1 to 5-N)
When the mode determination unit 4 selects luminance adjustment processing, the luminance adjustment units 5-1 to 5-N start processing, and first set a test image. As the test image, four types of images (gray image, red image, green image, and blue image) used in Non-Patent Document 1 are used. In the luminance adjustment units 5-1 to 5 -N, processing is started from the gray image, and when the luminance correction is completed to some extent, the red image, the green image, and the blue image are sequentially switched and processed. .

以下では、あるテスト画像について処理を説明するが、他の画像も同様に行う。また、本発明は、全てのプロジェクタについても同様の処理を行うため、N台のプロジェクタ10−1〜10−Nのうち,j番目のプロジェクタ10−jについての輝度調整部5−jの処理として説明する。以下では、j番目であることを強調するため、下添え文字にjを付ける。   In the following, the processing is described for a certain test image, but the other images are similarly performed. Since the present invention performs the same process for all projectors, the brightness adjustment unit 5-j for the j-th projector 10-j out of the N projectors 10-1 to 10-N is the process. explain. In the following, j is added to the subscript to emphasize the j-th.

テスト画像がセットされた後、各時刻、または各状態において、輝度を制御するための状態方程式を初期化する。輝度状態の初期化では、各画素値を次式(8)とする。   After the test image is set, the state equation for controlling the brightness is initialized at each time or in each state. In the initialization of the luminance state, each pixel value is expressed by the following equation (8).

Figure 0005779071
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αはテスト画像のオリジナル輝度を各プロジェクタへ分配するための定数である。N台のプロジェクタ10−1〜10−Nを用いた場合、α=1/Nとする。   α is a constant for distributing the original luminance of the test image to each projector. When N projectors 10-1 to 10-N are used, α = 1 / N.

輝度調整部5−jは、テスト画像が所定の平面、または領域へ投影するように、射影変換DB8から平面射影変換のデータを取り出し、その平面射影変換のデータを用いて、そのテスト画像から投影用変換画像を生成する。平面射影変換のデータは、一度読み出してメモリ(図示略)に一時記憶して用いる。この平面射影変換については、前述した画像変動検出部3で説明しているので詳細を省略する。画像を観測するタイミングで、モード判定部4から同期信号が送出されるので、輝度調整部5−jは、その同期信号を受信した後、一定の時間を置いてから投影用変換画像をプロジェクタ10−jにセットし、テスト画像を平面へ投影する。   The luminance adjustment unit 5-j takes out the data of the plane projective transformation from the projective transformation DB 8 so that the test image is projected onto a predetermined plane or region, and projects the test image from the test image using the data of the plane projective transformation. A converted image is generated. The plane projection transformation data is read once and temporarily stored in a memory (not shown). Since this planar projective transformation has been described in the above-described image fluctuation detection unit 3, details thereof will be omitted. Since the synchronization signal is transmitted from the mode determination unit 4 at the timing of observing the image, the luminance adjustment unit 5-j receives the synchronization signal, and after a certain period of time, receives the projection conversion image from the projector 10. Set to j and project the test image onto a plane.

輝度調整部5−jは、画像変動検出部3で得た輝度変動e(t)から、全画素についての誤差の平均値(輝度誤差)を計算し、その輝度誤差が所定の許容値ε(例えば、ε=10に設定しておく)より小さい場合には、現時点で処理を停止し、次のテスト画像をセットする。一方、その輝度誤差が所定の許容値ε以上である場合には、状態t+1での各画素の輝度状態を、次式(9)に従って制御する。   The luminance adjustment unit 5-j calculates an average value (luminance error) of errors for all pixels from the luminance variation e (t) obtained by the image variation detection unit 3, and the luminance error is a predetermined allowable value ε ( For example, if ε = 10), the processing is stopped at the present time, and the next test image is set. On the other hand, when the luminance error is greater than or equal to the predetermined allowable value ε, the luminance state of each pixel in the state t + 1 is controlled according to the following equation (9).

Figure 0005779071
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この状態方程式では、Kはフィードバック制御におけるゲインパラメータの役割を担っており、本第1実施形態では、次式(10)で与えられる。   In this state equation, K plays a role of a gain parameter in feedback control, and is given by the following equation (10) in the first embodiment.

Figure 0005779071
Figure 0005779071

kの設定値については、例えば、2台のプロジェクタを用いた例では、k=0.7、3台のプロジェクタを用いた例では、k=0.5とする。次に、プロジェクタ10−jへの入力輝度とするため、次式(11)により輝度を変換する。   As for the set value of k, for example, k = 0.7 in an example using two projectors, and k = 0.5 in an example using three projectors. Next, in order to obtain the input luminance to the projector 10-j, the luminance is converted by the following equation (11).

Figure 0005779071
Figure 0005779071

はプロジェクタ10−jのカラー混合行列であり、Fは環境光ベクトルである。これらのパラメータは、非特許文献1を利用して事前に求めておく。 V j is the color mixing matrix of projector 10-j, and F is the ambient light vector. These parameters are obtained in advance using Non-Patent Document 1.

数式(9)を用いて輝度が更新された画素は、プロジェクタ10−jに次の状態として与えられる画像上の画素にセットされる。このとき、観測画像を射影変換したのと同様に、輝度調整部5−jは、射影変換DB8から取り出した平面射影変換のデータを用いて、投影用変換画像を生成する。投影用変換画像の画素は、プロジェクタ画面の画素である。テスト画像と同じ大きさの画像バッファを用意し、各画素が(u′,v′)に対応するため、数式(4)、(5)、(6)の平面射影変換の関係を利用して、プロジェクタ画面上の座標(u,v)を算出する。輝度が更新された画素は、その座標(u,v)の点にセットされる。全ての画素の輝度を更新した後、輝度調整部5−jは、この投影用変換画像をプロジェクタ10−jにセットし、更新画像を再び平面に投影する。   The pixel whose luminance is updated using Expression (9) is set to the pixel on the image given as the next state to the projector 10-j. At this time, similarly to the projection conversion of the observation image, the luminance adjustment unit 5-j generates a projection conversion image using the plane projection conversion data extracted from the projection conversion DB 8. The pixel of the conversion image for projection is a pixel of the projector screen. Since an image buffer having the same size as the test image is prepared and each pixel corresponds to (u ′, v ′), the relationship between the planar projection transformations of the equations (4), (5), and (6) is used. The coordinates (u, v) on the projector screen are calculated. The pixel whose luminance has been updated is set at the point of the coordinates (u, v). After updating the luminance of all the pixels, the luminance adjusting unit 5-j sets the projection conversion image on the projector 10-j and projects the updated image on the plane again.

数式(9)による輝度調整は、各状態tでの輝度変動に応じて行われ、輝度誤差が許容誤差εより小さくなるまで続けられる。各テスト画像について、輝度誤差が許容誤差εより小さくなった時点で、各テスト画像の輝度調整が完了したと判定し、作業用のメモリに一時確保しておく。上記の処理を、次々にテスト画像をセットして繰り返す。   The luminance adjustment according to Equation (9) is performed according to the luminance fluctuation in each state t, and is continued until the luminance error becomes smaller than the allowable error ε. For each test image, when the luminance error becomes smaller than the allowable error ε, it is determined that the luminance adjustment of each test image is completed, and is temporarily reserved in the working memory. The above processing is repeated by setting test images one after another.

全てのテスト画像の輝度を補正した後、分配係数の計算を実施する。上記の処理を繰り返して、グレー系画像、赤系画像、緑系画像、青系画像の輝度を調整し、最終的な輝度補正画像を得たとき、各画像上の各画素の輝度値がC j、 、C 、C であり、テスト画像上のそれぞれのオリジナルの画素の輝度値をC、C、C、Cであるとする。これらの輝度値について、次式(12)により関連付ける。 After correcting the luminance of all test images, the distribution coefficient is calculated. The above processing is repeated to adjust the brightness of the gray-based image, red-based image, green-based image, and blue-based image, and when the final brightness correction image is obtained, the brightness value of each pixel on each image is C It is assumed that W j, C R j , C G j , and C B j and the luminance values of the respective original pixels on the test image are C W , C R , C G , and C B. These luminance values are related by the following equation (12).

Figure 0005779071
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は3×3の行列、dは3次元ベクトルであり、これらを本発明では、分配係数と称する。つまり、数式(12)の関係式を適用して、任意のコンテンツ画像の各画素を輝度補正する。Dとdは、数式(12)の連立方程式を解くことにより算出する。輝度調整部5−jは、各画素の分配係数D、dを算出すると、カラー分配DB7−jにそれらを格納し処理を終了する。 D j is a 3 × 3 matrix, and d j is a three-dimensional vector, which are referred to as distribution coefficients in the present invention. In other words, the luminance of each pixel of an arbitrary content image is corrected by applying the relational expression (12). D j and d j are calculated by solving simultaneous equations of Equation (12). When the luminance adjustment unit 5-j calculates the distribution coefficients D j and d j of each pixel, the luminance adjustment unit 5-j stores them in the color distribution DB 7-j and ends the process.

(輝度分配部6−1〜6−N)
輝度分配部6−1〜6−Nは、モード判定部4において、「輝度調整が完了した」という状態を検出すると、モードを「輝度分配モード」に変更する。モード判定部4が輝度分配部6−1〜6−Nの処理を選択すると、輝度分配部6−1〜6−Nは、輝度分配データのセットを実行する。カラー分配DB7−1〜7−Nから各画素のDとdをそれぞれ取り出し、一時メモリ(図示略)に記憶しておく。次に、コンテンツ画像DB9から任意の画像を読み込むと、その画像上の各画素の輝度値Cを、次式(13)、(14)により、各プロジェクタ10−jへの輝度値Pを算出して分配する。
(Luminance distribution units 6-1 to 6-N)
The luminance distribution units 6-1 to 6-N change the mode to “luminance distribution mode” when the mode determination unit 4 detects the state “luminance adjustment is completed”. When the mode determination unit 4 selects the processing of the luminance distribution units 6-1 to 6-N, the luminance distribution units 6-1 to 6-N execute setting of luminance distribution data. D j and d j of each pixel are extracted from the color distribution DBs 7-1 to 7-N and stored in a temporary memory (not shown). Next, when an arbitrary image is read from the content image DB 9, the luminance value C of each pixel on the image is calculated and the luminance value P j to each projector 10- j is calculated by the following equations (13) and (14). And distribute.

Figure 0005779071
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Figure 0005779071
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このとき、輝度調整部5−jにおいて投影用変換画像を生成したのと同様に、射影変換DB8から取り出した平面射影変換のデータを用いて、投影用変換画像を生成する。投影用変換画像の画素は、プロジェクタ画面の画素である。テスト画像と同じ大きさの画像バッファを用意し、各画素が(u′,v′)に対応するため、数式(4)、(5)、(6)の平面射影変換の関係を利用して、プロジェクタ画面上の座標(u,v)を算出する。新たな輝度値Pは、その座標(u,v)の点にセットされる。全ての画素をセットした後、モード判定部4からの同期信号を受信して、ある一定の時間(1秒以下の微小な時間)を置いて、その変換画像をプロジェクタ10−jへ出力する。これにより、輝度補正された画像が所定の平面に投影される。もし、同期信号を受信したとき、その信号が停止命令ならば、処理を終了する。 At this time, the projection conversion image is generated using the data of the plane projection conversion extracted from the projection conversion DB 8 in the same manner as the projection conversion image is generated in the luminance adjustment unit 5-j. The pixel of the conversion image for projection is a pixel of the projector screen. Since an image buffer having the same size as the test image is prepared and each pixel corresponds to (u ′, v ′), the relationship between the planar projection transformations of the equations (4), (5), and (6) is used. The coordinates (u, v) on the projector screen are calculated. The new luminance value P j is set at the point of the coordinates (u, v). After setting all the pixels, the synchronization signal from the mode determination unit 4 is received, and the converted image is output to the projector 10-j after a certain time (a minute time of 1 second or less). Thereby, the brightness corrected image is projected onto a predetermined plane. If the synchronization signal is received and the signal is a stop command, the process is terminated.

図2、及び図3は、本第1実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。モード判定部4は、起動されると、プロジェクタ10−1〜10−Nを制御するための状態を検出する(ステップS1)。次に、モード選択を実行する(ステップS2)。もし、初期状態において輝度補正を行うためのデータが何もないときは、ステップS1での状態検出では「補正パラメータが無い」と判断し、ステップS2でのモード選択において「輝度調整部5−1〜5−Nの処理」を選択する。次に、選択したモードが調整モードであるか否かを判断する(ステップS3)。そして、選択したモードが調整モードである場合には(ステップS3のYES)、輝度調整部5−1〜5−Nの処理を実行させる。   2 and 3 are flowcharts for explaining the operation of the first embodiment. When activated, mode determination unit 4 detects a state for controlling projectors 10-1 to 10-N (step S1). Next, mode selection is executed (step S2). If there is no data for performing luminance correction in the initial state, it is determined that “there is no correction parameter” in the state detection in step S1, and “luminance adjustment unit 5-1” is selected in the mode selection in step S2. Select "5-N Processing". Next, it is determined whether or not the selected mode is an adjustment mode (step S3). If the selected mode is the adjustment mode (YES in step S3), the processing of the luminance adjustment units 5-1 to 5-N is executed.

モード判定部4が輝度調整の処理を選択すると、輝度調整部5−1〜5−Nは、テスト画像をセットし(ステップS4)、調整が終了したか否かを判断する(ステップS5)。ここで、調整が終了していない場合には(ステップS5のNO)、プロジェクタ10にセットする画像の輝度状態(状態方程式)を初期化し(ステップS6)、テスト画像が所定の平面、または領域へ投影するように、射影変換DB8から平面射影変換のデータを取り出し、その平面射影変換のデータを用いて、そのテスト画像から投影用変換画像を生成する(ステップS12)。   When the mode determination unit 4 selects the luminance adjustment process, the luminance adjustment units 5-1 to 5-N set a test image (step S4) and determine whether or not the adjustment is completed (step S5). If the adjustment has not been completed (NO in step S5), the brightness state (state equation) of the image set on the projector 10 is initialized (step S6), and the test image is transferred to a predetermined plane or region. In order to perform projection, plane projection transformation data is extracted from the projection transformation DB 8, and a projection transformation image is generated from the test image using the plane projection transformation data (step S12).

次に、輝度調整部5−1〜5−Nは、画像を観測するタイミングで、モード判定部4から、その同期信号を受信したことを識別すると(ステップS13)、一定の時間を置いてから投影用変換画像をプロジェクタ10−1〜10−Nにセットし、テスト画像を平面へ投影する(ステップS14)。   Next, when the brightness adjustment units 5-1 to 5-N identify that the synchronization signal has been received from the mode determination unit 4 at the timing of observing the image (step S13), after a certain time has elapsed. The conversion image for projection is set on the projectors 10-1 to 10-N, and the test image is projected onto a plane (step S14).

画像入力部2では、カメラ20で観測(撮像)された、プロジェクタ10−1〜10−Nによりスクリーン(平面)上に投影された画像を取得し、輝度変動検出部3に転送する(ステップS7)。輝度変動検出部3では、射影変換DB8から平面射影変換のデータを取り出し、画像上の画素とオリジナル画像上の画素とを対応付けるための射影変換を行い、射影変換画像を生成する(ステップS8)。次に、輝度変動検出部3は、逐次観測した画像について、オリジナル画像との輝度変動e(t)を検出する(ステップS9)。   The image input unit 2 acquires an image observed (captured) by the camera 20 and projected on the screen (plane) by the projectors 10-1 to 10-N, and transfers the acquired image to the luminance variation detection unit 3 (step S7). ). The luminance fluctuation detection unit 3 takes out the data of the planar projection conversion from the projection conversion DB 8, performs the projection conversion for associating the pixels on the image with the pixels on the original image, and generates a projection conversion image (step S8). Next, the luminance variation detection unit 3 detects the luminance variation e (t) with the original image for the sequentially observed images (step S9).

輝度調整部5−1〜5−Nは、画像変動検出部3で得た輝度変動e(t)から、全画素についての誤差の平均値(輝度誤差)を計算し、その輝度誤差が所定の許容値ε(例えば、ε=10に設定しておく)より小さいか否かを判断する(ステップS10)。そして、その輝度誤差が所定の許容値ε以上である場合には、状態t+1での各画素の輝度状態を、数式(9)に従って制御する(ステップS11)。   The luminance adjustment units 5-1 to 5-N calculate an average value (luminance error) of errors for all pixels from the luminance variation e (t) obtained by the image variation detection unit 3, and the luminance error is a predetermined value. It is determined whether or not it is smaller than an allowable value ε (for example, ε = 10 is set) (step S10). If the luminance error is greater than or equal to the predetermined allowable value ε, the luminance state of each pixel in the state t + 1 is controlled according to Equation (9) (step S11).

次に、輝度調整部5−1〜5−Nは、観測画像を射影変換したのと同様に、射影変換DB8から取り出した平面射影変換のデータを用いて、投影用変換画像を生成し(ステップS12)、モード判定部4から同期信号を受信したことを識別すると(ステップS13)、全ての画素の輝度を更新した後、輝度調整部5−1〜5−Nは、この投影用変換画像をプロジェクタ10−1〜10−Nにセットし、更新画像を再び平面に投影する(ステップS14)。   Next, the luminance adjustment units 5-1 to 5-N generate a projection conversion image using the data of the plane projection transformation extracted from the projection transformation DB 8 in the same manner as the projection transformation of the observation image (Step S1). S12) When it is identified that the synchronization signal has been received from the mode determination unit 4 (step S13), after updating the luminance of all the pixels, the luminance adjusting units 5-1 to 5-N display the projection conversion images. The projectors 10-1 to 10-N are set, and the updated image is projected again on the plane (step S14).

上述したステップS7〜S14の輝度調整は、各状態tでの輝度変動に応じて行われ、輝度誤差が許容誤差εより小さくなるまで続けられる。そして、各テスト画像について、輝度誤差が許容誤差εより小さくなった時点で(ステップS10のYES)、次のテスト画像をセットし,上記の処理を繰り返す(ステップS4〜S14)。   The luminance adjustment in steps S7 to S14 described above is performed according to the luminance fluctuation in each state t, and is continued until the luminance error becomes smaller than the allowable error ε. Then, for each test image, when the luminance error becomes smaller than the allowable error ε (YES in step S10), the next test image is set and the above processing is repeated (steps S4 to S14).

一方、全てのテスト画像の輝度を補正が終了すると(ステップS5のYES)、輝度調整部5−1〜5−Nは、分配係数の計算を実施し、各画素の分配係数D、dを算出すると(ステップS15)、カラー分配DB7−1〜7−Nにそれらを格納し、ステップS1の状態検出へ戻る。 On the other hand, when the correction of the luminances of all the test images is completed (YES in step S5), the luminance adjusting units 5-1 to 5-N perform distribution coefficient calculation, and the distribution coefficients D j and d j of each pixel are calculated. Are calculated (step S15), they are stored in the color distribution DBs 7-1 to 7-N, and the process returns to the state detection in step S1.

一方、選択したモードが調整モードでない場合には(ステップS3のNO)、すなわち、モードが「輝度分配モード」である場合には、輝度分配部6−jの処理を実行させる。輝度分配部6−jは、カラー分配DB7−jから各画素のDとdをそれぞれ取り出し、輝度分配データをセットする(図3のステップS16)。次に、コンテンツ画像DB9から任意の画像を読み込み(ステップS17)、その画像上の各画素の輝度値Cを、各プロジェクタ10−jへの輝度値として分配する(ステップS18)。 On the other hand, when the selected mode is not the adjustment mode (NO in step S3), that is, when the mode is the “luminance distribution mode”, the process of the luminance distribution unit 6-j is executed. The luminance distribution unit 6-j extracts D j and d j of each pixel from the color distribution DB 7-j, and sets luminance distribution data (step S16 in FIG. 3). Next, an arbitrary image is read from the content image DB 9 (step S17), and the luminance value C of each pixel on the image is distributed as the luminance value to each projector 10-j (step S18).

次に、輝度分配部6−jは、射影変換DB8から取り出した平面射影変換のデータを用いて、投影用変換画像を生成し(ステップS19)、全ての画素をセットした後、モード判定部4からの同期信号を識別し(ステップS20)、該同期信号が処理終了(停止命令)であるか否かを判断する(ステップS21)。そして、該同期信号が処理終了(停止命令)でない場合には(ステップS21のNO)、ある一定の時間(1秒以下の微小な時間)を置いて、その変換画像をプロジェクタ10−jへ出力し、輝度補正された画像を所定の平面に投影する(ステップS22)。その後、図3のステップS1に戻る。一方、同期信号が処理終了(停止命令)である場合には(ステップS21のYES)、当該処理を終了する。   Next, the luminance distribution unit 6-j generates a projection conversion image using the plane projection conversion data extracted from the projection conversion DB 8 (step S19), sets all the pixels, and then sets the mode determination unit 4. Is identified (step S20), and it is determined whether or not the synchronization signal is the end of processing (stop command) (step S21). If the synchronization signal is not the end of processing (stop command) (NO in step S21), the converted image is output to the projector 10-j after a certain time (a minute time of 1 second or less). Then, the luminance corrected image is projected onto a predetermined plane (step S22). Then, it returns to step S1 of FIG. On the other hand, when the synchronization signal is the process end (stop command) (YES in step S21), the process ends.

上述した第1実施形態によれば、適当に与えたテスト画像から任意のコンテンツの画像を各プロジェクタへ輝度配分するための分配係数を保有することにより、全てのプロジェクタ間でパラメータ等を共有すること無く、柔軟にマルチプロジェクタシステムの輝度補正を行うことができる。さらに、分配係数は、コンテンツ画像に依存しないため、それぞれのプロジェクタにおいて一度保有するだけで、その分配係数を用いて任意のコンテンツ画像を補正することができる。   According to the first embodiment described above, the parameters and the like are shared among all the projectors by holding the distribution coefficient for distributing the luminance of the image of an arbitrary content from the appropriately given test image to each projector. The brightness correction of the multi-projector system can be performed flexibly. Furthermore, since the distribution coefficient does not depend on the content image, an arbitrary content image can be corrected by using the distribution coefficient only by holding the distribution coefficient once in each projector.

B.第2実施形態
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
図4は、本発明に係る第2実施形態の多重投影輝度調整装置1の構成を示すブロック図である。なお、図1に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。本第2実施形態では、任意のコンテンツ画像を投影している間に、照明などの環境に変化が発生したとき、その輝度変化に応じてプロジェクタ10−1〜10−Nの輝度を制御することを特徴としている。本第2実施形態は、上述した第1実施形態と同様の構成であるが、輝度調整部5−1〜5−Nと輝度分配部6a−1〜6a−Nの双方において画像変動検出部3で得た輝度変動を利用する。
B. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the multiple projection luminance adjustment apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention. It should be noted that portions corresponding to those in FIG. In the second embodiment, when a change occurs in an environment such as lighting while projecting an arbitrary content image, the brightness of the projectors 10-1 to 10-N is controlled according to the brightness change. It is characterized by. The second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment described above, but the image fluctuation detection unit 3 in both the luminance adjustment units 5-1 to 5-N and the luminance distribution units 6a-1 to 6a-N. Use the luminance fluctuation obtained in.

(輝度分配部6a−1〜6a−N)
モード判定部4が輝度分配部6a−1〜6a−Nの処理を選択すると、画像変動検出部3で得た状態tでの輝度誤差e(t)を輝度分配部6a−jへ渡す。輝度分配部6a−jは、カラー分配DB7−jから各画素の分配係数データDとdをセットした後、コンテンツ画像DB9から任意の画像を読み込むと、その画像上の各画素の輝度値Cを、次式(15)により、各プロジェクタ10−jへの輝度値Pを算出して分配する。
(Luminance distribution units 6a-1 to 6a-N)
When the mode determination unit 4 selects the processing of the luminance distribution units 6a-1 to 6a-N, the luminance error e (t) in the state t obtained by the image fluctuation detection unit 3 is passed to the luminance distribution units 6a-j. The luminance distribution unit 6a-j sets the distribution coefficient data D j and d j of each pixel from the color distribution DB 7-j, and then reads an arbitrary image from the content image DB 9, and the luminance value of each pixel on the image The luminance value P j is calculated and distributed to each projector 10-j by the following equation (15).

Figure 0005779071
Figure 0005779071

Kは、数式(10)を利用する(パラメータkの値を変更してもよい)。各画素において輝度誤差が発生したとき、数式(15)に従ったフィードバック制御により、その輝度変動を吸収して輝度補正することができる。   K uses Equation (10) (the value of parameter k may be changed). When a luminance error occurs in each pixel, it is possible to correct the luminance by absorbing the luminance variation by feedback control according to Equation (15).

図5、及び図6は、本第2実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。なお、第1実施形態での図2、図3と対応する部分には同一のステップを付け、説明を簡略化している。選択したモードが調整モードである場合には(ステップS3のYES)、前述した第1実施形態と同様に、ステップS4〜S14を繰り返し実行し、最終的に、全てのテスト画像の輝度を補正が終了すると(ステップS5のYES)、輝度調整部5−jは、分配係数の計算を実施し、各画素の分配係数D、dを算出し(ステップS15)、カラー分配DB7−jにそれらを格納し、ステップS1の状態検出へ戻る。 5 and 6 are flowcharts for explaining the operation of the second embodiment. In addition, the same step is given to the part corresponding to FIG. 2, FIG. 3 in 1st Embodiment, and description is simplified. If the selected mode is the adjustment mode (YES in step S3), steps S4 to S14 are repeatedly executed as in the first embodiment described above, and finally the luminance of all test images is corrected. When completed (YES in step S5), the luminance adjustment unit 5-j calculates the distribution coefficient, calculates the distribution coefficients D j and d j of each pixel (step S15), and stores them in the color distribution DB 7-j. And return to the state detection in step S1.

一方、選択したモードが輝度分配モードになると(ステップS3のNO)、前述した第1実施形態と同様に、カメラ20で観測(撮像)された、プロジェクタ10−1〜10−Nによりスクリーン(平面)上に投影された画像を画像入力部2で取得し(ステップS7)、輝度変動検出部3では、射影変換DB8から平面射影変換のデータを取り出し、画像上の画素とオリジナル画像上の画素とを対応付けるための射影変換を行い、射影変換画像を生成する(ステップS8)。次に、輝度変動検出部3は、逐次観測した画像について、オリジナル画像との輝度変動e(t)を検出する(ステップS9)。この場合、モードが「輝度分配モード」であるので(ステップS3のNO)、再び、上述したステップS16〜S22を実行する。   On the other hand, when the selected mode is the luminance distribution mode (NO in step S3), the screen (plane) is observed by the projectors 10-1 to 10-N observed (captured) by the camera 20 as in the first embodiment described above. The image input unit 2 obtains the image projected above (step S7), and the luminance fluctuation detection unit 3 takes out the data of the plane projective transformation from the projective transformation DB 8, and extracts the pixels on the image and the pixels on the original image. Projective transformation for associating with each other to generate a projective transformation image (step S8). Next, the luminance variation detection unit 3 detects the luminance variation e (t) with the original image for the sequentially observed images (step S9). In this case, since the mode is the “luminance distribution mode” (NO in step S3), the above-described steps S16 to S22 are executed again.

ここで、輝度分配部6a−1〜6a−Nは、ステップS18で、カラー分配DB7−jから各画素の分配係数データDとdをセットした後、コンテンツ画像DB9から任意の画像を読み込むと、その画像上の各画素の輝度値Cを、画像変動検出部3からの輝度誤差e(t)を用いて、数式(15)により、各プロジェクタ10−jへの輝度値Pを算出して分配する。そして、ステップS22で、変換画像をプロジェクタ10−jへ出力し、輝度補正された画像を所定の平面に投影する。その後、図5のステップS7へ戻り、上述した処理を同期信号が処理終了(停止命令)になるまで繰り返し実行し、同期信号が処理終了(停止命令)になると(ステップS21のYES)、当該処理を終了する。 Here, the luminance distribution section 6a-1~6a-N is a step S18, after setting the distribution coefficient data D j and d j of each pixel from the color distribution DB7-j, reads an arbitrary image from the content image DB9 And the luminance value C of each pixel on the image, using the luminance error e (t) from the image fluctuation detection unit 3, the luminance value P j for each projector 10- j is calculated according to Equation (15). And distribute. In step S22, the converted image is output to the projector 10-j, and the luminance-corrected image is projected onto a predetermined plane. Thereafter, the process returns to step S7 in FIG. 5, and the above-described processing is repeatedly executed until the synchronization signal reaches the end of processing (stop command). When the synchronization signal reaches the end of processing (stop command) (YES in step S21), the processing is performed. Exit.

上述した第2実施形態によれば、コンテンツ画像をプロジェクタ10−1〜10−Nで投射している間に、照明などの環境に変化が発生した場合であっても、カメラ20で撮影し、輝度変動検出部3でリアルタイムで輝度変動を検出し、輝度分配部6a−1〜6a−Nでプロジェクタ10−1〜10−Nに分配する輝度を制御するので、コンテンツ画像を投影しているその輝度変化に応じてプロジェクタ10−1〜10−Nの輝度を制御することができる。   According to the second embodiment described above, even when a change occurs in the environment such as lighting while the content image is projected by the projectors 10-1 to 10-N, the image is taken by the camera 20, Since the luminance variation is detected in real time by the luminance variation detecting unit 3 and the luminance distributed to the projectors 10-1 to 10-N is controlled by the luminance distributing units 6a-1 to 6a-N, the content image is projected. The brightness of the projectors 10-1 to 10-N can be controlled in accordance with the brightness change.

さらに、本第2実施形態によれば、全てのプロジェクタに対して補正パラメータを共有しないで輝度を補正するため、プロジェクタの台数や、配置を変更しても柔軟に輝度補正を行うことができる。   Furthermore, according to the second embodiment, since the brightness is corrected without sharing the correction parameter for all projectors, the brightness correction can be performed flexibly even if the number or arrangement of projectors is changed.

C.第3実施形態
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
システムの設定や、プロジェクタの台数と配置に変更が無い状況では、第1実施形態、または第2実施形態の輝度調整部5−1〜5−Nにおいて分配係数を算出する手間を省くことができる。本第3実施形態では、先のセットアップにおいてカラー配分DB7−1〜7−Nに分配係数を記憶しておき、該分配係数を用いて輝度補正を行う。
C. Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described.
In a situation where there is no change in the system settings or the number and arrangement of projectors, it is possible to save time and effort for calculating the distribution coefficient in the luminance adjustment units 5-1 to 5-N of the first embodiment or the second embodiment. . In the third embodiment, distribution coefficients are stored in the color distribution DBs 7-1 to 7-N in the previous setup, and brightness correction is performed using the distribution coefficients.

図7は、本発明に係る第3実施形態の多重投影輝度調整装置1の構成を示すブロック図である。なお、図1に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。図示するように、本第3実施形態では、画像入力部1、画像変動検出部3、モード判別部4、輝度調整部5−1〜5−Nを省いた構成となっている。   FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the multiple projection brightness adjustment apparatus 1 according to the third embodiment of the present invention. It should be noted that portions corresponding to those in FIG. As shown in the figure, in the third embodiment, the image input unit 1, the image variation detection unit 3, the mode determination unit 4, and the luminance adjustment units 5-1 to 5-N are omitted.

図8は、本第3実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。なお、図8に示すフローチャートは、前述した第1実施形態での図2のステップS3においてモード判定部4が輝度分配部6−1〜6−Nの処理を選択したときに実行される、図3に示すフローチャートと同じである。輝度分配部6−jは、カラー分配DB7−jから各画素のDとdをそれぞれ取り出し、輝度分配係数データをセットする(ステップS30)。次に、コンテンツ画像DB9から任意の画像を読み込み(ステップS31)、その画像上の各画素の輝度値Cを、各プロジェクタ10−jへの輝度値として分配する(ステップS32)。 FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the third embodiment. The flowchart shown in FIG. 8 is executed when the mode determination unit 4 selects the processing of the luminance distribution units 6-1 to 6-N in step S3 of FIG. 2 in the first embodiment described above. 3 is the same as the flowchart shown in FIG. The luminance distribution unit 6-j extracts D j and d j of each pixel from the color distribution DB 7-j, and sets the luminance distribution coefficient data (step S30). Next, an arbitrary image is read from the content image DB 9 (step S31), and the luminance value C of each pixel on the image is distributed as the luminance value to each projector 10-j (step S32).

次に、輝度分配部6−1〜6−Nは、射影変換DB8から取り出した平面射影変換のデータを用いて、投影用変換画像を生成し(ステップS33)、全ての画素をセットした後、モード判定部4からの同期信号が処理終了(停止命令)でない場合には(ステップS34のNO)、その変換画像をプロジェクタ10−jへ出力し、輝度補正された画像を所定の平面に投影する(ステップS35)。その後、ステップS31に戻り、次のコンテンツ画像に対して上述した処理を繰り返す。一方、同期信号が処理終了(停止命令)である場合には(ステップS34のYES)、当該処理を終了する。   Next, the luminance distribution units 6-1 to 6-N generate a projection conversion image using the plane projection conversion data extracted from the projection conversion DB 8 (step S33), and after setting all the pixels, If the synchronization signal from the mode determination unit 4 is not the end of processing (stop command) (NO in step S34), the converted image is output to the projector 10-j, and the luminance-corrected image is projected onto a predetermined plane. (Step S35). Then, it returns to step S31 and repeats the process mentioned above with respect to the next content image. On the other hand, when the synchronization signal is the process end (stop command) (YES in step S34), the process ends.

上述した第3実施形態によれば、システムの設定や、プロジェクタの台数と配置に変更が無い場合には、先のセットアップにおいてカラー配分DB7−1〜7−Nに分配係数を記憶しておき、該分配係数を用いて輝度補正を行うようにしたので、画像入力部1、画像変動検出部3、モード判別部4、輝度調整部5−1〜5−Nを省くことができ、また、分配係数を算出する手間を省くことができる。   According to the third embodiment described above, when there is no change in the system settings or the number and arrangement of projectors, the distribution coefficients are stored in the color distribution DBs 7-1 to 7-N in the previous setup, Since the luminance correction is performed using the distribution coefficient, the image input unit 1, the image fluctuation detection unit 3, the mode determination unit 4, and the luminance adjustment units 5-1 to 5-N can be omitted. The trouble of calculating the coefficient can be saved.

D.第4実施形態
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
上述した第3実施形態では、プロジェクタ以外の照明や、環境光に変化がない状況を想定していた。これに対して、本第4実施形態は、任意のコンテンツ画像を投影している間に照明などの環境に変化が発生したとき、その輝度変化に応じて輝度を制御することを特徴としている。
D. Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
In the above-described third embodiment, a situation is assumed in which there is no change in illumination other than the projector or ambient light. On the other hand, the fourth embodiment is characterized in that when a change occurs in an environment such as illumination while an arbitrary content image is projected, the luminance is controlled according to the luminance change.

図9は、本発明に係る第4実施形態の多重投影輝度調整装置1の構成を示すブロック図である。なお、図1に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。図示するように、本第4実施形態では、モード判別部4、輝度調整部5−1〜5−Nを省いた構成となっている。画像変動検出部3は、任意のコンテンツ画像を投影しているときに、画像入力部2からの画像に基づいて算出した、状態tでの輝度誤差e(t)を輝度分配部6a−1〜6a−Nへ渡す。輝度分配部6a−jは、カラー分配DB7−jから各画素の分配係数データDとdをセットした後、コンテンツ画像DB9から任意の画像を読み込むと、その画像上の各画素の輝度値Cを、数式(15)により、各プロジェクタ10−jへの輝度値Pを算出して分配する。 FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the multiple projection luminance adjustment apparatus 1 according to the fourth embodiment of the present invention. It should be noted that portions corresponding to those in FIG. As shown in the figure, in the fourth embodiment, the mode discriminating unit 4 and the luminance adjusting units 5-1 to 5-N are omitted. The image fluctuation detection unit 3 calculates the luminance error e (t) in the state t calculated based on the image from the image input unit 2 when an arbitrary content image is projected, as luminance distribution units 6a-1 to 6a-1. Pass to 6a-N. The luminance distribution unit 6a-j sets the distribution coefficient data D j and d j of each pixel from the color distribution DB 7-j, and then reads an arbitrary image from the content image DB 9, and the luminance value of each pixel on the image The luminance value P j is calculated and distributed to each projector 10-j according to Equation (15).

図10は、本第4実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。輝度分配部6−jは、カラー分配DB7−jから各画素のDとdをそれぞれ取り出し、輝度分配係数データをセットする(ステップS40)。次に、コンテンツ画像DB9から任意の画像を読み込み(ステップS41)、その画像上の各画素の輝度値Cを、各プロジェクタ10−jへの輝度値として分配する(ステップS42)。 FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation of the fourth embodiment. The luminance distribution unit 6-j extracts D j and d j of each pixel from the color distribution DB 7-j, and sets luminance distribution coefficient data (step S40). Next, an arbitrary image is read from the content image DB 9 (step S41), and the luminance value C of each pixel on the image is distributed as the luminance value to each projector 10-j (step S42).

次に、輝度分配部6−1〜6−Nは、射影変換DB8から取り出した平面射影変換のデータを用いて、投影用変換画像を生成し(ステップS43)、全ての画素をセットした後、モード判定部4からの同期信号を識別し(ステップS44)、同期信号が処理終了(停止命令)でない場合には(ステップS45のNO)、その変換画像をプロジェクタ10−jへ出力し、輝度補正された画像を所定の平面に投影する(ステップS46)。   Next, the luminance distribution units 6-1 to 6-N generate a projection conversion image using the planar projection conversion data extracted from the projection conversion DB 8 (step S43), and after setting all the pixels, The synchronization signal from the mode determination unit 4 is identified (step S44). If the synchronization signal is not the end of processing (stop command) (NO in step S45), the converted image is output to the projector 10-j, and brightness correction is performed. The obtained image is projected onto a predetermined plane (step S46).

画像入力部2では、カメラ20で観測(撮像)された、プロジェクタ10−1〜10−Nによりスクリーン(平面)上に投影された画像を取得し、輝度変動検出部3に転送する(ステップS47)。輝度変動検出部3では、射影変換DB8から平面射影変換のデータを取り出し、観測画像上の画素とオリジナル画像上の画素とを対応付けるための射影変換を行い、射影変換画像を生成する(ステップS48)。次に、輝度変動検出部3は、観測した画像について、オリジナル画像との輝度変動e(t)を検出する(ステップS49)。輝度分配部6−jでは、コンテンツ画像DB9から任意の画像を読み込み(ステップS41)、その画像上の各画素の輝度値Cを、各プロジェクタ10−jへの輝度値として分配する(ステップS42)。   The image input unit 2 acquires images projected (projected) on the screen (plane) by the projectors 10-1 to 10 -N, which are observed (captured) by the camera 20, and transfers them to the luminance variation detection unit 3 (step S 47). ). The luminance variation detection unit 3 takes out the data of the planar projective transformation from the projective transformation DB 8, performs the projective transformation for associating the pixels on the observed image with the pixels on the original image, and generates a projective transformed image (step S48). . Next, the luminance variation detection unit 3 detects a luminance variation e (t) with the original image for the observed image (step S49). The luminance distribution unit 6-j reads an arbitrary image from the content image DB 9 (step S41), and distributes the luminance value C of each pixel on the image as the luminance value to each projector 10-j (step S42). .

以上、コンテンツ画像をプロジェクタ10−1〜10−Nで投射しつつ、カメラ20で撮影し、輝度変動検出部3でリアルタイムで輝度変動を検出して、輝度分配部6−1〜6−Nでプロジェクタ10−1〜10−Nに分配する輝度を制御すべく、上述した処理を繰り返す。一方、同期信号が処理終了(停止命令)である場合には(ステップS45のYES)、当該処理を終了する。   As described above, the content image is captured by the camera 20 while being projected by the projectors 10-1 to 10-N, the luminance variation is detected in real time by the luminance variation detection unit 3, and the luminance distribution units 6-1 to 6-N are detected. The above-described processing is repeated to control the luminance distributed to the projectors 10-1 to 10-N. On the other hand, when the synchronization signal is the process end (stop command) (YES in step S45), the process ends.

上述した第4実施形態によれば、任意のコンテンツ画像を投影している間に照明などの環境に変化が発生したときであっても、その輝度変化に応じて輝度を制御することができる。   According to the fourth embodiment described above, even when a change occurs in an environment such as illumination while an arbitrary content image is projected, the luminance can be controlled according to the luminance change.

さらに、本第4実施形態によれば、全てのプロジェクタに対して補正パラメータを共有しないで輝度を補正するため、プロジェクタの台数や、配置を変更しても柔軟に輝度補正を行うことができる。   Furthermore, according to the fourth embodiment, since the brightness is corrected without sharing the correction parameter for all projectors, the brightness correction can be flexibly performed even if the number or arrangement of projectors is changed.

なお、本発明は、前述した第1乃至第4実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム、あるいは装置に供給し、そのシステム、あるいは装置のCPU(MPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても実現できる。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体、例えば、CD−ROM、DVD−ROM、CD−R、CD−RW、MO、HDD等は本発明を構成する。   In the present invention, a storage medium storing software program codes for realizing the functions of the first to fourth embodiments described above is supplied to a system or apparatus, and the CPU (MPU) of the system or apparatus is provided. It can also be realized by reading and executing the program code stored in the storage medium. In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiment, and a storage medium storing the program code, for example, a CD-ROM, DVD-ROM, CD-R , CD-RW, MO, HDD, etc. constitute the present invention.

1 多重投影輝度調整装置
2 画像入力部
3 輝度変動検出部
4 モード判別部
5−1〜5−N 輝度調整部
6−1〜6−N、6a−1〜6a−N 輝度分配部
7−1〜7−N カラー分配DB
6 射影変換DB
8 輝度補正DB
9 コンテンツ画像DB
10−1〜10−N プロジェクタ
20 カメラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multiple projection brightness adjustment apparatus 2 Image input part 3 Brightness fluctuation | variation detection part 4 Mode discrimination | determination part 5-1 to 5-N Brightness adjustment part 6-1 to 6-N, 6a-1 to 6a-N Brightness distribution part 7-1 ~ 7-N Color distribution DB
6 Projective transformation DB
8 Brightness correction DB
9 Content image DB
10-1 to 10-N Projector 20 Camera

Claims (6)

N台のプロジェクタによって投影される画像を1台のカメラによって撮像するマルチプロジェクタシステムでの多重投影輝度調整方法であって、
入力された同一のテスト画像を前記N台のプロジェクタによって重畳して投影した投影画像を、前記カメラで観測した観測画像として取得する観測画像取得ステップと、
前記テスト画像と前記観測画像との差を表す輝度変動を検出する輝度変動検出ステップと、
前記検出された輝度変動に基づいて前記N台のプロジェクタ各々に関して輝度を制御する輝度制御ステップと、
前記輝度制御の結果に基づいて、前記N台のプロジェクタへ輝度を分配するための各画素の分配係数を算出する算出ステップと、
コンテンツ画像を読み込み、該コンテンツ画像上の各画素の輝度値を、前記分配係数に基づいて、前記N台のプロジェクタ各々に対して割り当てられた輝度値として分配する分配ステップと、
前記輝度値が分配された前記コンテンツ画像に対し、所定の平面上に投影されるように前記N台のプロジェクタ各々の位置に応じた射影変換を行う射影変換ステップと、
前記射影変換がなされた各コンテンツ画像を、射影変換に応じた前記N台のプロジェクタから投影するステップと
を含むことを特徴とする多重投影輝度調整方法。
A multi-projection brightness adjustment method in a multi-projector system that captures an image projected by N projectors with a single camera,
An observation image acquisition step of acquiring a projection image obtained by superimposing and projecting the same input test image by the N projectors as an observation image observed by the camera;
A luminance fluctuation detecting step for detecting a luminance fluctuation representing a difference between the test image and the observed image;
A luminance control step for controlling the luminance for each of the N projectors based on the detected luminance variation;
A calculation step of calculating a distribution coefficient of each pixel for distributing the luminance to the N projectors based on the result of the luminance control;
A distribution step of reading a content image and distributing a luminance value of each pixel on the content image as a luminance value assigned to each of the N projectors based on the distribution coefficient;
A projective transformation step of performing a projective transformation in accordance with the position of each of the N projectors so that the content image to which the luminance value is distributed is projected onto a predetermined plane;
Projecting each content image that has undergone the projective transformation from the N projectors according to the projective transformation .
前記算出ステップは、
前記テスト画像の各画素値が、前記輝度制御の後の前記輝度に基づいて得られる前記テスト画像の各画素値と線形結合で結び付けられた輝度分配モデルに基づいて前記分配係数を算出するステップであることを特徴とする、請求項1に記載の多重投影輝度調整方法。
The calculating step includes:
Calculating the distribution coefficient based on a luminance distribution model in which each pixel value of the test image is linearly combined with each pixel value of the test image obtained based on the luminance after the luminance control. The multiple projection luminance adjustment method according to claim 1, wherein:
前記観測画像取得ステップ、前記輝度変動検出ステップを繰り返し実行し、
前記輝度制御ステップは、
前記輝度変動が所定の許容値以上の場合には、前記N台のプロジェクタへ入力される輝
度状態を制御した後、前記N台のプロジェクタから更新後の輝度に基づいて画像を再び投
影するステップと、
前記輝度変動が前記所定の許容値より小さい場合には、前記テスト画像に対する前記N
台のプロジェクタの輝度の制御が完了したと判定する完了判定ステップと、
を含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の多重投影輝度調整方法。
Repeatedly executing the observation image acquisition step and the luminance variation detection step;
The luminance control step includes
Projecting an image again from the N projectors based on the updated luminance after controlling the luminance state input to the N projectors when the luminance variation is greater than or equal to a predetermined allowable value; ,
If the brightness variation is less than the predetermined tolerance, the N for the test image
A completion determination step for determining that the brightness control of one projector has been completed;
The multi-projection luminance adjustment method according to claim 1 or 2, characterized by comprising:
N台のプロジェクタによって投影される画像を1台のカメラによって撮像するマルチプロジェクタシステムの多重投影輝度調整装置であって、
入力された同一のテスト画像を前記N台のプロジェクタによって重畳して投影した投影画像を、前記カメラで観測した観測画像として取得する観測画像取得部と、
前記テスト画像と前記観測画像との差を表す輝度変動を検出する輝度変動検出部と、
前記検出された輝度変動に基づいて前記N台のプロジェクタ各々に関して輝度を制御する輝度制御部と、
前記輝度制御の結果に基づいて、前記N台のプロジェクタへ輝度を分配するための各画素の分配係数を算出する算出部と、
コンテンツ画像を読み込み、該コンテンツ画像上の各画素の輝度値を、前記分配係数に基づいて、前記N台のプロジェクタ各々に対して割り当てられた輝度値として分配する分配部と、
前記輝度値が分配された前記コンテンツ画像に対し、所定の平面上に投影されるように前記N台のプロジェクタ各々の位置に応じた射影変換を行う射影変換部と、
前記射影変換がなされた各コンテンツ画像を、射影変換に応じた前記N台のプロジェクタから投影する投影部と
を含むことを特徴とする多重投影輝度調整装置。
A multi-projection brightness adjustment device for a multi-projector system that captures an image projected by N projectors with a single camera,
An observation image acquisition unit that acquires, as an observation image observed by the camera, a projection image obtained by superimposing and projecting the same input test image by the N projectors;
A luminance fluctuation detecting unit for detecting a luminance fluctuation representing a difference between the test image and the observed image;
A luminance control unit for controlling the luminance for each of the N projectors based on the detected luminance variation;
A calculation unit that calculates a distribution coefficient of each pixel for distributing luminance to the N projectors based on the result of the luminance control;
A distribution unit that reads a content image and distributes a luminance value of each pixel on the content image as a luminance value assigned to each of the N projectors based on the distribution coefficient;
A projective transformation unit that performs projective transformation in accordance with the position of each of the N projectors so that the content image to which the luminance value is distributed is projected onto a predetermined plane;
A projection unit for projecting each content image having undergone the projective transformation from the N projectors according to the projective transformation .
請求項1から3のいずれか一項に記載の多重投影輝度調整方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。 The computer program for making a computer perform the multiple projection brightness | luminance adjustment method as described in any one of Claim 1 to 3. 請求項1から3のいずれか一項に記載の多重投影輝度調整方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムを記録した記録媒体。 RECORDING MEDIUM computer program for executing the multi-projection luminance adjustment method according to the computer in any one of claims 1 3.
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JPH06105185A (en) * 1992-09-18 1994-04-15 Hitachi Denshi Ltd Brightness correction method
JPH07162743A (en) * 1993-12-03 1995-06-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Image processor for projector, and projector
JP2008020822A (en) * 2006-07-14 2008-01-31 Olympus Corp Image projection system
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