專利名稱：圖像處理方法、程序、記錄媒介物及投影機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像的變形操作生成顯示用的輸出圖像數(shù)據(jù)的圖像處理方法、在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行此圖像處理方法的程序、記錄此程序的記錄媒介物以及投影機(jī)。
背景技術(shù)：
在投影機(jī)等投影型顯示裝置中，為了與斜向投影等引起的顯示的變形相對應(yīng)，設(shè)置梯形失真校正功能，通過使輸入圖像預(yù)先變形，可以使正確的矩形形狀的圖像顯示在投影面上。
另外，在投影型顯示裝置以外的直視型的圖像顯示裝置中也對輸入圖像進(jìn)行放大變形、縮小變形等使圖像顯示。
然而，在進(jìn)行這種變形操作時(shí)，有時(shí)相對輸入圖像、顯示的輸出圖像的品質(zhì)嚴(yán)重劣化。比如，在輸入圖像數(shù)據(jù)中包括高空間頻率的數(shù)據(jù)且由于變形使此高頻分量進(jìn)一步向高頻側(cè)移動(dòng)時(shí)，有時(shí)這將超過顯示器件的顯示能力。
在這種情況下，高空間頻率分量，按照顯示元件的乃奎斯特(Nyquist)頻率向低頻側(cè)返回，觀察者看到莫爾(moire)條紋，輸出圖像的品質(zhì)嚴(yán)重劣化。
這樣，莫爾波紋發(fā)生的理由比較單純，在實(shí)際應(yīng)用情況下，事前檢測莫爾波紋的發(fā)生、將像質(zhì)劣化抑制為最小限度是非常困難的。
就是說，為了事前檢測莫爾波紋的發(fā)生，必須計(jì)算實(shí)施的變形操作、輸入圖像數(shù)據(jù)、顯示裝置的特性的全部空間頻率響應(yīng)特性，但存在計(jì)算量非常大，不實(shí)用的問題。
作為對這種莫爾波紋發(fā)生進(jìn)行判定的簡便判定法，提出了，比如，在固定像素型的拍攝元件中，比較焦點(diǎn)對合時(shí)的圖像和散焦時(shí)的圖像，在焦點(diǎn)對合時(shí)即包括高空間頻率的數(shù)據(jù)的場合的圖像和散焦時(shí)即不包括高空間頻率的數(shù)據(jù)的場合的圖像之間發(fā)生很大差別時(shí)，可以自動(dòng)判定有莫爾波紋發(fā)生的方法(比如，參照專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2)。
于是，在專利文獻(xiàn)1記載的技術(shù)中，在判定為發(fā)生莫爾波紋的場合，進(jìn)行從焦點(diǎn)對合數(shù)據(jù)減去莫爾波紋分量的處理。具體言之，從包括莫爾波紋的焦點(diǎn)對合位置圖像減去散焦圖像，假設(shè)其為莫爾分量，進(jìn)行從焦點(diǎn)對合位置圖像減去此莫爾分量的處理達(dá)到莫爾波紋的減少。
另一方面，在專利文獻(xiàn)2記載的技術(shù)中，在判定為發(fā)生莫爾波紋的場合，進(jìn)行在頻率區(qū)域中從焦點(diǎn)對合數(shù)據(jù)減去相對莫爾分量的低頻分量的處理。具體言之，使用低頻限制濾波器、頻帶限制濾波器進(jìn)行減去莫爾波紋的頻率分量的處理達(dá)到莫爾波紋的減少。
另外，在對灰度等級(jí)圖像進(jìn)行網(wǎng)點(diǎn)變換時(shí)，為了檢出在網(wǎng)點(diǎn)化之際是否發(fā)生莫爾波紋，進(jìn)行兩個(gè)網(wǎng)點(diǎn)化處理，在其一中，使網(wǎng)點(diǎn)和數(shù)據(jù)的對應(yīng)只錯(cuò)開半個(gè)相位進(jìn)行網(wǎng)點(diǎn)化，對其進(jìn)行比較(比如，參照專利文獻(xiàn)3)。假設(shè)發(fā)生莫爾波紋，通過此處理其相位變動(dòng)大，在兩個(gè)圖像中出現(xiàn)很大差別。比較是對進(jìn)行散焦處理、進(jìn)行網(wǎng)點(diǎn)的平均值化之后的圖像進(jìn)行，從而檢出莫爾波紋的發(fā)生。
專利文獻(xiàn)1日本專利特開平6-197260號(hào)公報(bào)(第 段、圖7)專利文獻(xiàn)2日本專利特開平10-276350號(hào)公報(bào)(第 段、圖4)專利文獻(xiàn)3日本專利特開2001-86355號(hào)公報(bào)(第 ～ 段、圖6)然而，在以進(jìn)行投影型顯示裝置等的變形操作作為前提，將在上述專利文獻(xiàn)1～專利文獻(xiàn)3中記載的技術(shù)應(yīng)用于圖像顯示裝置時(shí)，存在以下這樣的問題。
就是說，在這些現(xiàn)有的技術(shù)中，莫爾波紋發(fā)生圖像和目的圖像基本上大小相同、形狀相同，容易取得對于目的圖像的莫爾波紋的位置、大小的對應(yīng)，可以很容易應(yīng)用從目的圖像減去所發(fā)生的莫爾分量的方法。
與此相對，投影型顯示裝置等圖像顯示裝置的莫爾波紋，是作為變形的結(jié)果而發(fā)生的，取得所發(fā)生的莫爾波紋的位置、大小和輸入圖像數(shù)據(jù)的對應(yīng)非常困難。因此，從輸入圖像數(shù)據(jù)減去所發(fā)生的莫爾分量的處理非常困難。
另外，使用在專利文獻(xiàn)2中采用的低頻限制濾波器或頻帶限制濾波器的方法，不能區(qū)別在輸入圖像數(shù)據(jù)中本來包括的頻率分量和莫爾分量，反而可能產(chǎn)生像質(zhì)劣化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供可以改善在圖像顯示裝置中進(jìn)行輸出圖像的變形操作的場合的像質(zhì)劣化，特別是莫爾波紋引起的像質(zhì)劣化的圖像處理方法、圖像處理程序、記錄媒介物及投影機(jī)。
本發(fā)明的圖像處理方法，是對輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像的變形操作生成顯示用的輸出圖像數(shù)據(jù)的圖像處理方法，其特征在于，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下步驟取得輸入圖像數(shù)據(jù)的輸入圖像數(shù)據(jù)取得步驟；關(guān)于相應(yīng)于提供變形操作的變形參數(shù)所設(shè)定的多個(gè)變形處理，對所取得的輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行各個(gè)變形處理，生成與變形處理相應(yīng)的變形圖像數(shù)據(jù)的變形圖像數(shù)據(jù)生成步驟；對所生成的變形圖像數(shù)據(jù)，按與輸入圖像數(shù)據(jù)相應(yīng)的形狀實(shí)施逆變形而生成逆變形圖像數(shù)據(jù)的逆變形圖像數(shù)據(jù)生成步驟；將所生成的逆變形圖像數(shù)據(jù)及上述輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，對由各變形處理引起的圖像的劣化進(jìn)行判定的劣化判定步驟；根據(jù)劣化判定的結(jié)果，從上述多個(gè)變形處理之中，選擇對上述變形操作為最優(yōu)的變形處理的變形處理選擇步驟；以及根據(jù)所選擇的最優(yōu)變形處理，進(jìn)行對上述輸入圖像數(shù)據(jù)的變形操作，生成輸出圖像數(shù)據(jù)的輸出圖像數(shù)據(jù)生成步驟。
采用本發(fā)明，因?yàn)橥ㄟ^劣化判定步驟，判定輸入圖像數(shù)據(jù)和使變形圖像數(shù)據(jù)逆變形的逆變形圖像數(shù)據(jù)的劣化程度，可以通過與作為本來的正確圖像的輸入圖像數(shù)據(jù)的對比來比較其變化的程度。所以，通過變形處理選擇步驟，可以選擇劣化最小的變形處理，即使進(jìn)行梯形失真校正、倍率變換等變形操作，也可以將由莫爾波紋等的發(fā)生引起的像質(zhì)的劣化限制為最小。
在本發(fā)明中優(yōu)選在逆變形圖像數(shù)據(jù)生成步驟之后，執(zhí)行將輸入圖像數(shù)據(jù)及所生成的逆變形圖像數(shù)據(jù)分割為多個(gè)區(qū)域圖像數(shù)據(jù)的區(qū)域分割步驟，對在上述區(qū)域分割步驟所分割的各區(qū)域圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行劣化判定步驟及變形處理選擇步驟。
采用本發(fā)明，因?yàn)閷υ趨^(qū)域分割步驟中所分割的每個(gè)區(qū)域圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行劣化判定及變形處理選擇，可以根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)的部分性的像質(zhì)劣化的程度選擇變形處理，可以將作為圖像整體的像質(zhì)的劣化抑制為最低限度。
在本發(fā)明中優(yōu)選劣化判定步驟包括計(jì)算輸入圖像數(shù)據(jù)中的像素的輝度值和與上述像素相對應(yīng)的逆變形圖像數(shù)據(jù)中的像素的輝度值的誤差的步驟以及對全部像素的輝度值的誤差進(jìn)行累計(jì)的步驟；變形處理選擇步驟選擇在劣化判定步驟中所算出的輝度值的誤差最小的變形處理作為最優(yōu)變形處理。
采用本發(fā)明，因?yàn)橐暂x度的誤差這一簡單方法進(jìn)行變形處理的選擇，可以減輕進(jìn)行圖像處理的計(jì)算機(jī)等的圖像處理裝置的處理負(fù)擔(dān)。
本發(fā)明，不僅作為上述的圖像處理方法，而且作為使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述圖像處理方法的圖像處理程序以及作為計(jì)算機(jī)可讀的記錄媒介物也成立，通過將圖像處理程序安裝到計(jì)算機(jī)，可以達(dá)到與上述作用及效果同樣的作用及效果。
另外，本發(fā)明作為投影機(jī)也成立，具體言之，是下述投影機(jī)，其具有將從光源射出的光束根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制的光調(diào)制裝置，將由上述光調(diào)制裝置所調(diào)制的光束放大投影的投影光學(xué)裝置和進(jìn)行上述輸入圖像數(shù)據(jù)的圖像處理的圖像處理裝置，其特征在于，上述圖像處理裝置具有指示對上述輸入圖像數(shù)據(jù)的變形操作的變形操作單元；取得輸入圖像數(shù)據(jù)的輸入圖像數(shù)據(jù)取得單元；關(guān)于相應(yīng)于提供上述變形操作的變形參數(shù)所設(shè)定的多個(gè)變形處理，對所取得的輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行各個(gè)變形處理，生成與變形處理相應(yīng)的變形圖像數(shù)據(jù)的變形圖像數(shù)據(jù)生成單元；對所生成的變形圖像數(shù)據(jù)，按與輸入圖像數(shù)據(jù)相應(yīng)的形狀實(shí)施逆變形而生成逆變形圖像數(shù)據(jù)的逆變形圖像數(shù)據(jù)生成單元；將所生成的逆變形圖像數(shù)據(jù)及輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，對由各變形處理引起的圖像的劣化進(jìn)行判定的劣化判定單元；根據(jù)劣化判定的結(jié)果選擇對上述變形操作為最優(yōu)的變形處理的變形處理選擇單元；以及根據(jù)所選擇的最優(yōu)的變形處理，對上述輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行變形操作，生成輸出圖像數(shù)據(jù)的輸出圖像數(shù)據(jù)生成單元。
在本發(fā)明中，上述投影機(jī)優(yōu)選，具有將輸入圖像數(shù)據(jù)以及所生成的逆變形圖像數(shù)據(jù)分割為多個(gè)區(qū)域圖像數(shù)據(jù)的區(qū)域分割單元，劣化判定單元及變形處理選擇單元對利用上述區(qū)域分割單元所分割的各區(qū)域圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行劣化判定及變形處理選擇。
采用這些發(fā)明，即使是進(jìn)行梯形失真修正等的變形操作，也可以制成不產(chǎn)生由于上述的作用產(chǎn)生莫爾波紋的像質(zhì)劣化的投影機(jī)。


圖1為表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的投影機(jī)的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2為用于說明上述實(shí)施方式的作用的流程圖。
圖3為用于說明上述實(shí)施方式的作用的流程圖。
圖4為用于說明上述實(shí)施方式的作用的曲線圖。
圖5為表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的投影機(jī)的構(gòu)造的示意圖。
圖6為用于說明上述實(shí)施方式的作用的流程圖。
附圖標(biāo)記說明1...投影機(jī)；21...光源燈；23...光調(diào)制裝置；24...投影透鏡；3...圖像處理裝置；6...變形操作單元；32...輸入圖像數(shù)據(jù)取得單元；33...變形圖像數(shù)據(jù)生成單元；34...逆變形圖像數(shù)據(jù)生成單元；35...劣化判定單元；36...變形處理選擇單元；37...輸出圖像數(shù)據(jù)生成單元；81...區(qū)域分割單元
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
在圖1中示出作為本發(fā)明的實(shí)施方式的投影型顯示裝置的投影機(jī)1。此投影機(jī)1由光學(xué)裝置2及圖像處理裝置3構(gòu)成。
光學(xué)裝置2的結(jié)構(gòu)光學(xué)裝置2的構(gòu)成包括光源燈21、聚光透鏡、鏡體(mirror)等光學(xué)元件22、作為光調(diào)制元件的3個(gè)液晶面板23、十字分色棱鏡等色合成光學(xué)元件24以及投影透鏡25。從光源燈21射出的光束由光學(xué)元件22進(jìn)行射出光的面內(nèi)輝度分布均勻化、RGB的三色光的色分離，按每種色光供給各液晶面板23，在由各液晶面板23進(jìn)行與輸入圖像數(shù)據(jù)相應(yīng)的調(diào)制之后，由色合成光學(xué)元件24合成各色，由投影透鏡25放大投影到屏幕SC上。
光源燈21，具有超高壓水銀燈等放電發(fā)光管211及反射器212，從放電發(fā)光管211放射的光束由反射器212使方向一致而被射出。
光學(xué)元件22，由照明光學(xué)元件221、分色鏡222、223以及反射鏡224構(gòu)成。
照明光學(xué)元件221，是使發(fā)自光源燈21的射出光的面內(nèi)輝度分布均勻、在成為被照明區(qū)域的液晶面板23的圖像形成區(qū)域上重疊的元件，其構(gòu)成具有多個(gè)小透鏡以平面方式排列成為矩陣形狀、將發(fā)自光源燈21的照明光分割為多個(gè)部分光束的多透鏡陣列，及將由多透鏡陣列分割的部分光束聚光使其在液晶面板23的圖像形成區(qū)域上重疊的聚光透鏡等。
分色鏡222、223是將發(fā)自光源燈21的射出光分離為R、G、B的各色光的色分離光學(xué)元件，比如，光路前級(jí)的分色鏡223使紅色光透射而使其他色的光反射，光路后級(jí)的分色鏡223反射綠色光而使藍(lán)色光透射。反射鏡224，使由分色鏡222、223分離的各色光彎曲，供給液晶面板23的圖像形成區(qū)域。另外，在圖示中省略，但由于圖1的左側(cè)的光路長度比其他的光路長度要長，通常在分色鏡223的后級(jí)中配置由透鏡等構(gòu)成的中繼光學(xué)系統(tǒng)。
3個(gè)液晶面板23，是按照圖像信息對由分色鏡222、223分離的各色光進(jìn)行調(diào)制的光學(xué)元件。
各液晶面板23，作為固定像素型的圖像生成器件構(gòu)成，由在圖像形成區(qū)域上以平面方式配置的多個(gè)固定像素構(gòu)成。固定像素，在圖示中省略，為以對一對透明基板中密閉封入的液晶施加電壓的TFT(薄膜晶體管)作為開關(guān)元件，通過利用TFT的開關(guān)使對各像素所施加的電壓改變，而使液晶的取向狀態(tài)改變，可以相應(yīng)于輸入圖像數(shù)據(jù)對入射光束進(jìn)行調(diào)制。
色合成光學(xué)元件24，是在平面上觀察時(shí)形成大致X形狀的波長選擇膜的光學(xué)元件，經(jīng)各液晶面板23調(diào)制的光束在此色合成光學(xué)元件24中合成而形成彩色圖像。
投影透鏡25，是將由液晶面板23調(diào)制的調(diào)制光束放大投影到屏幕SC上的光學(xué)部件，由配置在鏡筒內(nèi)的多組透鏡構(gòu)成。
圖像處理裝置3的結(jié)構(gòu)圖像處理裝置3，對從圖像信號(hào)輸入端子4輸入的輸入圖像數(shù)據(jù)實(shí)施圖像處理，根據(jù)圖像處理的結(jié)果，由顯示元件驅(qū)動(dòng)單元5驅(qū)動(dòng)液晶面板23，使與輸入圖像數(shù)據(jù)相應(yīng)的適當(dāng)圖像形成。
此圖像處理裝置3，在圖示中省略，由安裝在內(nèi)置于投影機(jī)1中的主板上的GPU(圖形處理單元)及存儲(chǔ)器等存儲(chǔ)裝置構(gòu)成，由作為在GPU上工作的程序的變形參數(shù)取得單元31、輸入圖像數(shù)據(jù)取得單元32、變形圖像數(shù)據(jù)生成單元33、逆變形圖像數(shù)據(jù)生成單元34、劣化判定單元35、變形處理選擇單元36、輸出圖像數(shù)據(jù)生成單元37以及圖像處理單元38構(gòu)成。另外，構(gòu)成各功能性單元的程序，既可以預(yù)先內(nèi)置于投影機(jī)中，比如，也可以另外購入記錄在CD-ROM等記錄媒介物等的程序，安裝在投影機(jī)1中。
變形參數(shù)取得單元31，是取得提供由變形操作單元6指定的圖像變形操作的變形參數(shù)的部分。變形操作單元6，由設(shè)置在投影機(jī)1的外裝殼體上的操作面板、遙控器上的開關(guān)構(gòu)成，作為變形操作，比如，有投影機(jī)1的斜向投影的梯形失真校正、使投影圖像的一部分放大、縮小的變形操作。將由此變形參數(shù)取得單元31取得的變形參數(shù)，輸出到變形圖像數(shù)據(jù)生成單元33。
輸入圖像數(shù)據(jù)取得單元32，是取得從設(shè)置于投影機(jī)1的外裝殼體的圖像信號(hào)輸入端子4所輸入的輸入圖像數(shù)據(jù)的部分，將所取得的輸入圖像數(shù)據(jù)輸出到變形圖像數(shù)據(jù)生成單元33。
變形圖像數(shù)據(jù)生成單元33，是根據(jù)由變形參數(shù)取得單元31所取得的變形參數(shù)對由輸入圖像數(shù)據(jù)取得單元32所取得的輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行變形處理的部分，在此變形圖像數(shù)據(jù)生成單元33中，預(yù)先相應(yīng)于變形參數(shù)準(zhǔn)備多個(gè)變形處理1、變形處理2、...、變形處理N。
作為為變形圖像數(shù)據(jù)生成單元33準(zhǔn)備的變形處理的算法，是作為放大、縮小位圖等的光柵數(shù)據(jù)之際的像素的內(nèi)插方法在GPU中一般使用的算法，比如，最近鄰法、雙線性(Bi-liner)法、雙三次(Bi-cubic)法等。
逆變形圖像數(shù)據(jù)生成單元34，是將由變形圖像數(shù)據(jù)生成單元33實(shí)施變形處理的變形圖像數(shù)據(jù)逆變形為和輸入圖像數(shù)據(jù)的形狀同等大小的部分。比如，在由變形圖像數(shù)據(jù)生成單元33實(shí)施預(yù)定的變形處理，由矩形圖像構(gòu)成的輸入圖像數(shù)據(jù)變形為梯形形狀時(shí)，逆變形圖像數(shù)據(jù)生成單元34將此梯形形狀的變形圖像數(shù)據(jù)逆變形為和輸入圖像數(shù)據(jù)相同大小的矩形形狀，生成逆變形圖像數(shù)據(jù)。
劣化判定單元35，將由輸入圖像數(shù)據(jù)取得單元32取得的輸入圖像數(shù)據(jù)和由逆變形圖像數(shù)據(jù)生成單元34生成的逆變形圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，判定像質(zhì)的劣化為何種程度。
像質(zhì)的劣化判定，在本實(shí)施方式中，進(jìn)行將由逆變形圖像數(shù)據(jù)的各像素的式(1)給出的輝度值的誤差e對逆變形圖像數(shù)據(jù)全部像素進(jìn)行累計(jì)，計(jì)算由式(2)求出的評(píng)價(jià)值E。
e＝0.299*r*r+0.587*g*g+0.144*b*b...(1)E＝∑e...(2)變形處理選擇單元36，是根據(jù)由劣化判定單元35得到的各變形處理的評(píng)價(jià)值E，選擇對于由變形操作單元6指定的變形操作為最優(yōu)的變形處理的部分，在本實(shí)施方式中，選擇評(píng)價(jià)值E最小的變形處理。
輸出圖像數(shù)據(jù)生成單元37，是基于由變形處理選擇單元36選擇的變形處理進(jìn)行變形處理生成輸出圖像數(shù)據(jù)的部分。
圖像處理單元38，是對由輸出圖像數(shù)據(jù)生成單元37生成的輸出圖像數(shù)據(jù)按液晶面板23的各像素進(jìn)行固有的輝度不勻、色不勻、V-Tγ特性等的校正的部分。校正，通過參照相應(yīng)于液晶面板23的各像素的個(gè)體差設(shè)定的LUT(查找表)進(jìn)行，將RGB各色8位的圖像信號(hào)，參照LUT變換為10～12位的信號(hào)，作為提供給各像素的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出到顯示元件驅(qū)動(dòng)單元5。
投影機(jī)1的作用下面根據(jù)圖2及圖3所示的流程圖對構(gòu)成上述投影機(jī)1的圖像處理裝置3的作用進(jìn)行說明。
(1)輸入圖像數(shù)據(jù)取得單元32，從圖像信號(hào)輸入端子4取得輸入的輸入圖像數(shù)據(jù)，將輸入圖像數(shù)據(jù)輸出到變形圖像數(shù)據(jù)生成單元33(S1)。接著，變形參數(shù)取得單元31，取得提供由觀察者對變形操作單元6的操作所選擇的梯形失真，部分的放大、縮小等的變形操作的變形參數(shù)，將變形參數(shù)輸出到變形圖像數(shù)據(jù)生成單元33(處理S2)。
(2)變形處理選擇單元36，將把所選擇的變形處理作為最優(yōu)變形處理提供的標(biāo)志值設(shè)置為未定(處理S3)。
(3)變形圖像數(shù)據(jù)生成單元33，既監(jiān)視由根據(jù)變形參數(shù)所設(shè)定的多個(gè)變形處理1、變形處理2、...、變形處理N的全部變形處理所得到的圖像變形數(shù)據(jù)的生成是否結(jié)束(處理S4)，又進(jìn)行與變形參數(shù)相應(yīng)的變形處理的選擇(處理S5)、進(jìn)行與變形處理相應(yīng)的變形圖像數(shù)據(jù)的生成(處理S6)。(4)逆變形圖像數(shù)據(jù)生成單元34，生成使變形圖像數(shù)據(jù)生成單元33生成的變形圖像數(shù)據(jù)成為和輸入圖像數(shù)據(jù)相同大小的逆變形圖像數(shù)據(jù)(處理S7)。
(5)生成逆變形圖像數(shù)據(jù)后，劣化判定單元35，進(jìn)行輸入圖像數(shù)據(jù)和逆變形圖像數(shù)據(jù)的像質(zhì)的對比(處理S8)。
具體言之，這一對比，如圖3所示的流程圖所示，首先，劣化判定單元35，進(jìn)行上述式(2)給出的評(píng)價(jià)值E的數(shù)據(jù)復(fù)位(處理S81)，從輸入圖像數(shù)據(jù)取出1像素的量的RGB數(shù)據(jù)(處理S82)，并且還從逆變形圖像數(shù)據(jù)取出與其相對應(yīng)的1像素的量的RGB數(shù)據(jù)(處理S83)。
之后，劣化判定單元35，計(jì)算兩像素的RGB值的誤差r、g、b(處理84)，根據(jù)誤差r、g、b，由式(1)計(jì)算輝度值的誤差e(處理S85)，將誤差e累計(jì)為評(píng)價(jià)值E(處理S86)。
劣化判定單元35，對輸入圖像數(shù)據(jù)的其他的像素重復(fù)地進(jìn)行誤差e的計(jì)算，進(jìn)行評(píng)價(jià)值E的更新，一直重復(fù)到全部像素的誤差e都被累計(jì)為止(處理S87)。
最后，算出累計(jì)了全部像素的誤差e的評(píng)價(jià)值E后，在存儲(chǔ)器等的存儲(chǔ)區(qū)域上存儲(chǔ)評(píng)價(jià)值E(處理S88)。
(6)對預(yù)定的變形處理的像質(zhì)的對比評(píng)價(jià)結(jié)束后，變形處理選擇單元36，將新得到的評(píng)價(jià)值E與上次在存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)的評(píng)價(jià)值E進(jìn)行比較(處理S9)，在判定為此次的評(píng)價(jià)值E優(yōu)于上次時(shí)，就選擇此次的變形處理作為最優(yōu)變形處理進(jìn)行評(píng)價(jià)值E的更新(處理S10)，如判定上次的評(píng)價(jià)值E比較好，在保持上次的評(píng)價(jià)值E的狀態(tài)中重復(fù)進(jìn)行下一次的變形處理的處理S5～S9的處理。
(7)在處理S4中全部的變形處理結(jié)束后，變形處理選擇單元36，選擇提供最后剩余的評(píng)價(jià)值E的變形處理作為最優(yōu)變形處理，輸出圖像數(shù)據(jù)生成單元37，通過所選擇的最優(yōu)變形處理進(jìn)行變形處理，生成輸出圖像數(shù)據(jù)(處理S11)，圖像處理單元38，據(jù)此進(jìn)行圖像處理，進(jìn)行顯示元件驅(qū)動(dòng)單元5的驅(qū)動(dòng)，在液晶面板38上顯示形成對輸入圖像數(shù)據(jù)實(shí)施了變形操作的圖像。
參照圖4對上述的作用進(jìn)行更詳細(xì)的說明如下。
就是說，如圖4的曲線G1所示，在像素P1、P2、P3、...、P10中，在濃淡反復(fù)的條紋形狀輸入圖像數(shù)據(jù)輸入到圖像處理裝置3的狀態(tài)中，在利用變形操作單元6，實(shí)施使此輸入圖像數(shù)據(jù)向著空間頻率高的方向移動(dòng)的變形，即實(shí)施如曲線G2所示的在空間上成為比像素P1、P2、P3、...、P10的像素間距高的空間頻率的變形時(shí)，高于乃奎斯特頻率的頻率分量向低頻側(cè)折返，在像素P1、...、P10上實(shí)際顯示的數(shù)據(jù)如曲線G3所示。
逆變形圖像數(shù)據(jù)生成單元34，是使上述的數(shù)據(jù)變形為與輸入圖像相同大小的單元。然而，由此，上述G3的數(shù)據(jù)不返回到上述G1的數(shù)據(jù)，而是生成如使G3伸展的G4那樣的數(shù)據(jù)。在劣化判定單元35中，生成的G4的各像素P1、...、P10的誤差e被累計(jì)，作為評(píng)價(jià)值E。
于是，在變形處理選擇單元36中，因?yàn)檫x擇此評(píng)價(jià)值E為最小的處理作為最優(yōu)變形處理，所以即使實(shí)施變形操作，也可以使像質(zhì)劣化很小。
下面對本發(fā)明的實(shí)施方式2進(jìn)行說明。另外，在以下的說明中，對于與已經(jīng)說明的部分相同的部分，其說明省略。
在上述的實(shí)施方式1中，利用劣化判定單元35的判定和利用變形處理選擇單元36的最優(yōu)變形處理的選擇，是將輸入圖像數(shù)據(jù)全體與逆變形圖像數(shù)據(jù)全體進(jìn)行對比而進(jìn)行評(píng)價(jià)值E的計(jì)算。
與此相對，在實(shí)施方式2的投影機(jī)7中，如圖5所示，在圖像處理裝置8中設(shè)置區(qū)域分割單元81，利用劣化判定單元35的判定及利用變形處理選擇單元36的選擇，對以區(qū)域分割單元81所分割的每個(gè)區(qū)域進(jìn)行，這一點(diǎn)不同。以下以不同點(diǎn)為中心進(jìn)行詳述。
本實(shí)施方式的投影機(jī)7，如圖5所示，在逆變形圖像數(shù)據(jù)生成單元34的后級(jí)設(shè)置區(qū)域分割單元81。
區(qū)域分割單元81，具有將輸入圖像數(shù)據(jù)及逆變形圖像數(shù)據(jù)分割為多個(gè)區(qū)域的功能，在輸入圖像數(shù)據(jù)構(gòu)成為矩形形狀時(shí)，各區(qū)域圖像數(shù)據(jù)劃分為與此相似的矩形形狀的區(qū)域。
具有這種區(qū)域分割單元81的投影機(jī)7的作用，如圖6的流程圖所示，從取得輸入圖像數(shù)據(jù)的處理S1到生成逆變形圖像數(shù)據(jù)的處理S7，與實(shí)施方式1一樣，但其后的處理不同。
就是說，區(qū)域分割單元81，在逆變形圖像數(shù)據(jù)的生成后，將輸入圖像數(shù)據(jù)分割為多個(gè)區(qū)域圖像數(shù)據(jù)，并且也將逆變形圖像數(shù)據(jù)的區(qū)域，與此相對應(yīng)，分割為多個(gè)區(qū)域圖像數(shù)據(jù)(處理S12)。
接著，劣化判定單元35，選擇所分割的多個(gè)區(qū)域中的某一個(gè)(處理S13)，進(jìn)行選擇區(qū)域的輸入圖像數(shù)據(jù)及逆變形圖像數(shù)據(jù)的像質(zhì)的對比(處理S14)。另外，此時(shí)的像質(zhì)的對比判定，以與實(shí)施方式1的場合同樣的步驟進(jìn)行。
于是，變形處理選擇單元36，從在劣化判定單元35中得到的區(qū)域圖像數(shù)據(jù)的此次的評(píng)價(jià)值E和上次的評(píng)價(jià)值E，選擇提供更良好評(píng)價(jià)值E的變形處理(處理S16)。
劣化判定單元35，對由區(qū)域分割單元81所分割的全部區(qū)域進(jìn)行對比判定，并且變形處理選擇單元36，進(jìn)行基于此對比判定結(jié)果的變形處理選擇，對全部區(qū)域重復(fù)進(jìn)行評(píng)價(jià)值E的計(jì)算及變形處理選擇(處理S17)。
對全部區(qū)域、評(píng)價(jià)值E的計(jì)算及變形處理選擇結(jié)束后，進(jìn)行利用變形圖像數(shù)據(jù)生成單元33的下一個(gè)變形處理的變形圖像數(shù)據(jù)的生成、逆變形圖像數(shù)據(jù)的生成，重復(fù)上述的處理S13～處理S17的步驟。
利用變形處理選擇單元36進(jìn)行的全部區(qū)域圖像數(shù)據(jù)的最優(yōu)變形處理的選擇結(jié)束后，輸出圖像數(shù)據(jù)生成單元37，利用與各區(qū)域圖像數(shù)據(jù)相應(yīng)的變形處理進(jìn)行輸入圖像數(shù)據(jù)的變形處理，生成輸出圖像數(shù)據(jù)(處理S18)。
采用這種本實(shí)施方式，除了在上述實(shí)施方式1中敘述的作用及效果之外，還可以達(dá)到如下的作用及效果。
就是說，因?yàn)橛蓞^(qū)域分割單元81將輸入圖像數(shù)據(jù)分割為多個(gè)區(qū)域圖像數(shù)據(jù)，對每個(gè)區(qū)域圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行劣化判定及最優(yōu)變形處理的選擇，可以根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)的部分性的像質(zhì)劣化的程度選擇變形處理，可以將作為整個(gè)圖像的像質(zhì)劣化抑制到最低限度。
(實(shí)施方式的變形)另外，本發(fā)明，并不限定于上述的實(shí)施方式，也包括下面所示的變形。
上述實(shí)施方式，在投影機(jī)1中執(zhí)行本發(fā)明的圖像處理方法，但并不限定于此，也可以連接可進(jìn)行數(shù)字雙向通信的圖像處理裝置的計(jì)算機(jī)和投影機(jī)，由裝載在此計(jì)算機(jī)中的GPU執(zhí)行本發(fā)明的圖像處理方法。
另外，在上述實(shí)施方式中，作為形成圖像的顯示元件是液晶面板，但并不限定于此，本發(fā)明也可應(yīng)用于PDP、有機(jī)EL等自發(fā)光型的顯示元件及利用微鏡的DLP等的光調(diào)制元件。
此外，在上述實(shí)施方式中，計(jì)算輸入圖像數(shù)據(jù)及逆變形圖像數(shù)據(jù)之間的RGB的差，將此作為輝度值的誤差e累計(jì)求出評(píng)價(jià)值E，但并不限定于此，只要是可評(píng)價(jià)的特性值，也可以由其他特性值進(jìn)行評(píng)價(jià)。
此外，本發(fā)明的實(shí)施之際的具體的結(jié)構(gòu)及形狀等，在可以達(dá)到本發(fā)明的目的范圍內(nèi)，也可以是其他的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種圖像處理方法，其對輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像的變形探作，生成顯示用的輸出圖像數(shù)據(jù)，其特征在于，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下步驟取得輸入圖像數(shù)據(jù)的輸入圖像數(shù)據(jù)取得步驟；關(guān)于相應(yīng)于提供變形操作的變形參數(shù)所設(shè)定的多個(gè)變形處理，對所取得的輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行各個(gè)變形處理，生成與變形處理相應(yīng)的變形圖像數(shù)據(jù)的變形圖像數(shù)據(jù)生成步驟；對所生成的變形圖像數(shù)據(jù)，按與輸入圖像數(shù)據(jù)相應(yīng)的形狀實(shí)施逆變形而生成逆變形圖像數(shù)據(jù)的逆變形圖像數(shù)據(jù)生成步驟；將所生成的逆變形圖像數(shù)據(jù)及上述輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，對由各變形處理引起的圖像的劣化進(jìn)行判定的劣化判定步驟；基于劣化判定的結(jié)果，從上述多個(gè)變形處理之中，選擇對上述變形操作為最優(yōu)的變形處理的變形處理選擇步驟；以及基于所選擇的最優(yōu)變形處理，進(jìn)行對上述輸入圖像數(shù)據(jù)的變形操作，生成輸出圖像數(shù)據(jù)的輸出圖像數(shù)據(jù)生成步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于在上述逆變形圖像數(shù)據(jù)生成步驟之后，執(zhí)行將輸入圖像數(shù)據(jù)及所生成的逆變形圖像數(shù)據(jù)分割為多個(gè)區(qū)域圖像數(shù)據(jù)的區(qū)域分割步驟，對在上述區(qū)域分割步驟所分割的各區(qū)域圖像數(shù)據(jù)，執(zhí)行上述劣化判定步驟及變形處理選擇步驟。
3.如權(quán)利要求1或2所述的圖像處理方法，其特征在于上述劣化判定步驟包括計(jì)算上述輸入圖像數(shù)據(jù)中的像素的輝度值和與上述像素相對應(yīng)的逆變形圖像數(shù)據(jù)中的像素的輝度值的誤差的步驟，以及對全部像素的輝度值的誤差進(jìn)行累計(jì)的步驟；上述變形處理選擇步驟選擇在上述劣化判定步驟中所算出的輝度值的誤差最小的變形處理，作為最優(yōu)變形處理。
4.一種圖像處理程序，其使得在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行圖像處理方法，該方法中，對輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行變形操作，生成顯示用的輸出圖像數(shù)據(jù)，該程序的特征在于計(jì)算機(jī)執(zhí)行構(gòu)成權(quán)利要求1至3中的任何一項(xiàng)所述的圖像處理方法的各步驟。
5.一種計(jì)算機(jī)可讀記錄媒介物，其特征在于，記錄有權(quán)利要求4所述的圖像處理程序。
6.一種投影機(jī)，其具有將從光源射出的光束相應(yīng)于輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制的光調(diào)制裝置，將由上述光調(diào)制裝置所調(diào)制的光束放大投影的投影光學(xué)裝置和進(jìn)行上述輸入圖像數(shù)據(jù)的圖像處理的圖像處理裝置，其特征在于，上述圖像處理裝置具有指示對上述輸入圖像數(shù)據(jù)的變形操作的變形操作單元；取得輸入圖像數(shù)據(jù)的輸入圖像數(shù)據(jù)取得單元；關(guān)于相應(yīng)于提供上述變形操作的變形參數(shù)所設(shè)定的多個(gè)變形處理，對所取得的輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行各個(gè)變形處理，生成與變形處理相應(yīng)的變形圖像數(shù)據(jù)的變形圖像數(shù)據(jù)生成單元；對所生成的變形圖像數(shù)據(jù)，按與輸入圖像數(shù)據(jù)相應(yīng)的形狀實(shí)施逆變形而生成逆變形圖像數(shù)據(jù)的逆變形圖像數(shù)據(jù)生成單元；將所生成的各逆變形圖像數(shù)據(jù)及上述輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，對由各變形處理引起的圖像的劣化進(jìn)行判定的劣化判定單元；基于劣化判定的結(jié)果，選擇對上述變形操作為最優(yōu)的變形處理的變形處理選擇單元；以及基于所選擇的最優(yōu)的變形處理，進(jìn)行對上述輸入圖像數(shù)據(jù)的變形操作，生成輸出圖像數(shù)據(jù)的輸出圖像數(shù)據(jù)生成單元。
7.如權(quán)利要求6所述的投影機(jī)，其特征在于具有將上述輸入圖像數(shù)據(jù)以及所生成的逆變形圖像數(shù)據(jù)分割為多個(gè)區(qū)域圖像數(shù)據(jù)的區(qū)域分割單元，上述劣化判定單元及上述變形處理選擇單元，對利用上述區(qū)域分割單元所分割的各區(qū)域圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行劣化判定及變形處理選擇。
全文摘要
本發(fā)明提供能改善在圖像顯示裝置中進(jìn)行輸出圖像的變形操作時(shí)的像質(zhì)劣化，特別是莫爾波紋引起的像質(zhì)劣化的圖像處理方法。該方法執(zhí)行以下步驟取得輸入圖像數(shù)據(jù)的步驟(S1)；對相應(yīng)于變形操作預(yù)先設(shè)定的多個(gè)變形處理，對輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行各個(gè)變形處理，生成與變形處理相應(yīng)的變形圖像數(shù)據(jù)的步驟(S6)；對生成的變形圖像數(shù)據(jù)，實(shí)施逆變形生成逆變形圖像數(shù)據(jù)的步驟(S7)；將兩圖像數(shù)據(jù)對比，對由各變形處理引起的圖像的劣化進(jìn)行判定的步驟(S8、S9)；根據(jù)劣化判定結(jié)果，從多個(gè)變形處理中選擇對變形操作為最優(yōu)的變形處理的步驟(S10)；以及根據(jù)最優(yōu)變形處理，進(jìn)行對輸入圖像數(shù)據(jù)的變形操作，生成輸出圖像數(shù)據(jù)的步驟(S11)。
文檔編號(hào)G03B21/00GK101022506SQ20071007914
公開日2007年8月22日 申請日期2007年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月15日
發(fā)明者稻積滿廣 申請人:精工愛普生株式會(huì)社