專(zhuān)利名稱(chēng)：圖像投影系統(tǒng)和圖像幾何校正裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像投影系統(tǒng)，用于將由多個(gè)圖像投影裝置投影的部分圖像在一個(gè)屏幕上連接合并而顯示為一個(gè)圖像，本發(fā)明還涉及一種對(duì)各部分圖像執(zhí)行幾何校正，以便使由多個(gè)圖像投影裝置投影的部分圖像之間的重疊部分平滑地相連接的圖像幾何校正裝置。
背景技術(shù)：
在將多個(gè)圖像投影裝置的投影圖像在一個(gè)屏幕上連接合并而顯示為一個(gè)圖像的圖像投影系統(tǒng)中，為了使投影圖像之間的重疊部分平滑地連接，必需要么移動(dòng)投影圖像的位置，要么使投影圖像變形。這種移動(dòng)處理或變形處理一般被稱(chēng)為幾何校正。
在實(shí)施這樣的幾何校正時(shí)，由于必需要把握由多個(gè)圖像投影裝置投影的圖像在屏幕上的位置、多個(gè)投影圖像間的重疊狀況等，因此圖像攝影裝置要對(duì)由多個(gè)圖像投影裝置投影的圖像進(jìn)行拍攝。
但是，以往的圖像幾何校正裝置為了拍攝實(shí)際重合狀態(tài)下的圖像以求得多個(gè)投影圖像間的重疊，還為了正確求取圖像幾何校正量，必須將無(wú)失真的全屏圖像拍攝為一幅圖像。
為此，需要設(shè)定圖像攝影裝置以使能夠通過(guò)一次拍攝而拍攝全屏的位置與屏幕正對(duì)(例如，參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1特開(kāi)2000-350230號(hào)公報(bào)由于以往的圖像投影系統(tǒng)是如上構(gòu)成的，因此存在以下問(wèn)題在所有的圖像投影裝置都投影圖像的狀態(tài)下，在將全屏獲取為一幅圖像時(shí)，需要嚴(yán)格地將圖像攝影裝置配置到預(yù)定位置上。
本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而作出的，其目的在于提供一種圖像投影系統(tǒng)和圖像幾何校正裝置，它能夠無(wú)須嚴(yán)格地在預(yù)定位置上配置圖像投影裝置，而將整個(gè)屏幕分成多個(gè)圖像進(jìn)行拍攝，之后，對(duì)投影圖像進(jìn)行幾何校正。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的圖像投影系統(tǒng)為圖像幾何校正裝置統(tǒng)一由多個(gè)圖像攝影裝置拍攝的圖像的座標(biāo)系，并以基于統(tǒng)一后的座標(biāo)系的圖像投影范圍為基準(zhǔn)，對(duì)由多個(gè)圖像投影裝置投影的圖像進(jìn)行幾何校正。
因此，具有以下效果能夠不必嚴(yán)格地在預(yù)定位置上配置圖像攝影裝置，而將整個(gè)屏幕分為多個(gè)圖像進(jìn)行拍攝，之后，對(duì)投影圖像進(jìn)行幾何校正。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式1的圖像投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示圖像投影裝置以及圖像幾何校正裝置的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是表示存儲(chǔ)部?jī)?nèi)所保存的圖像和變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)的說(shuō)明圖。
圖4是表示屏幕上的投影范圍E的說(shuō)明圖。
圖5是表示經(jīng)變形移動(dòng)后的圖像的說(shuō)明圖。
圖6是表示圖像的變形移動(dòng)的說(shuō)明圖。
圖7是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2的圖像投影系統(tǒng)的圖像投影裝置以及圖像幾何校正裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖8是表示存儲(chǔ)部?jī)?nèi)所保存的圖像和變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)的說(shuō)明圖。
圖9是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式3的圖像投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖10是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式4的圖像投影裝置以及圖像幾何校正裝置的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)圖。
圖11是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式5的圖像投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖12是說(shuō)明存儲(chǔ)部?jī)?nèi)所保存的圖像和變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
以下，將參照附圖來(lái)說(shuō)明用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式，以更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施方式1圖1是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式1的圖像投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。在圖中，圖像投影裝置1-1將作為部分圖像的圖像2-1投影到屏幕3的左側(cè)，圖像投影裝置1-2將作為部分圖像的圖像2-2投影到屏幕3的中央。另外，圖像投影裝置1-3將作為部分圖像的圖像2-3投影到屏幕3的右側(cè)。
圖像攝影裝置4-1對(duì)包含由圖像投影裝置1-1、1-2投影的圖像2-1、2-2的圖像攝影范圍5-1進(jìn)行拍攝，圖像攝影裝置4-2對(duì)包含由圖像投影裝置1-2、1-3投影的圖像2-2、2-3的圖像攝影范圍5-2進(jìn)行拍攝。
圖像幾何校正裝置6對(duì)圖像攝影裝置4-1、4-2所拍攝的圖像的座標(biāo)系進(jìn)行統(tǒng)一，并以基于統(tǒng)一后的座標(biāo)系的圖像投影范圍為基準(zhǔn)，對(duì)由圖像投影裝置1-1、1-2、1-3投影的圖像執(zhí)行幾何校正。
圖2是表示圖像投影裝置和圖像幾何校正裝置內(nèi)部的結(jié)構(gòu)圖。在圖中，圖像幾何校正裝置6的指示部11具有例如鍵盤(pán)等人機(jī)接口，在設(shè)定圖像投影裝置和圖像攝影裝置的對(duì)應(yīng)關(guān)系的同時(shí)，指定由圖像投影裝置1-1、1-2、1-3所投影的圖像在屏幕3上的位置等。
圖像幾何校正裝置6的控制部12除控制全部處理外，還實(shí)施利用由變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)生成部14生成的變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)，統(tǒng)一由圖像攝影裝置4-1、4-2拍攝的圖像的座標(biāo)系，并設(shè)定基于統(tǒng)一后的座標(biāo)系的圖像投影范圍等處理。
圖像幾何校正裝置6的存儲(chǔ)部13保持由圖像攝影裝置4-1、4-2拍攝的圖像、由變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)生成部14生成的變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)等。
圖像幾何校正裝置6的變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)生成部14根據(jù)由圖像攝影裝置4-1、4-2拍攝的圖像，生成圖像投影裝置1和圖像攝影裝置4之間的變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)。
另外，控制部12和變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)生成部14構(gòu)成了座標(biāo)系統(tǒng)一單元，而且控制部12構(gòu)成了投影范圍設(shè)定單元。
圖像幾何校正裝置6的投影狀態(tài)設(shè)定部15控制圖像投影裝置1-1、1-2、1-3的圖像變形移動(dòng)部21，以使由圖像攝影裝置4-1、4-2拍攝的圖像的投影范圍與由控制部12設(shè)定的圖像投影范圍相一致。另外，投影狀態(tài)設(shè)定部15構(gòu)成了幾何校正單元。
圖像投影裝置1-1、1-2、1-3的圖像變形移動(dòng)部21在投影狀態(tài)設(shè)定部15的指示下，實(shí)施對(duì)由圖像投影部22投影的圖像的變形處理或移動(dòng)處理。
圖像投影裝置1-1、1-2、1-3的圖像投影部22將經(jīng)圖像變形移動(dòng)部21處理后的圖像2-1、2-2、2-3投影到屏幕3上。
下面將就操作進(jìn)行說(shuō)明。
圖像幾何校正裝置6的指示部11設(shè)定圖像投影裝置1和圖像攝影裝置4的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
在圖1的例子中，設(shè)定圖像投影裝置1和圖像攝影裝置4的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以使由圖像攝影裝置4-1拍攝由圖像投影裝置1-1投影的圖像，由圖像攝影裝置4-1和圖像攝影裝置4-2拍攝由圖像投影裝置1-2投影的圖像，由圖像攝影裝置4-2拍攝由圖像投影裝置1-3投影的圖像。因此，在這種情況下，設(shè)定了圖像投影裝置1與圖像攝影裝置4的4種組合。
其中，圖像投影裝置1和圖像攝影裝置4的組合既可以預(yù)先組合，也可以由用戶(hù)操作指示部11來(lái)指定。
如上所述，在設(shè)定了圖像投影裝置1和圖像攝影裝置4的對(duì)應(yīng)關(guān)系后，圖像幾何校正裝置6的指示部11指定由圖像投影裝置1-1、1-2、1-3投影的圖像在屏幕3上的位置。在這種情況下，指定由圖像投影裝置1-1、1-2、1-3投影的圖像在屏幕3上的位置，以使由圖像投影裝置1-1投影的圖像2-1的范圍與由圖像投影裝置1-2投影的圖像2-2的范圍部分重疊，而且由圖像投影裝置1-2投影的圖像2-2的范圍與由圖像投影裝置1-3投影的圖像2-3的范圍部分重疊。
圖像幾何校正裝置6的投影狀態(tài)設(shè)定部15在經(jīng)由控制部12從指示部11接受了圖像投影裝置1-1、1-2、1-3所投影的圖像在屏幕3上的位置后，控制圖像投影裝置1-1、1-2、1-3，以使由圖像投影裝置1-1、1-2、1-3投影的圖像的位置與由指示部11指定的位置相一致。
其中，投影狀態(tài)設(shè)定部15執(zhí)行控制，以使得在該階段，圖像投影裝置1-1、1-2、1-3的圖像變形移動(dòng)部21不實(shí)施圖像的變形處理或移動(dòng)處理地由圖像投影部22將圖像2-1、2-2、2-3投影到屏幕3上。
由此，圖像投影裝置1-1、1-2、1-3的圖像投影部22在圖像幾何校正裝置6的控制下，如圖1所示地將圖像2-1、2-2、2-3投影到屏幕3上。
此時(shí)，由于若圖像投影裝置1-1、1-2、1-3的圖像投影部22同時(shí)將圖像2-1、2-2、2-3投影到屏幕3上，則圖像攝影裝置4-1、4-2的圖像處理精度會(huì)惡化，因此，圖像幾何校正裝置6的控制部12經(jīng)由投影狀態(tài)設(shè)定部15執(zhí)行控制，以針對(duì)圖像投影裝置1與圖像攝影裝置4的4種組合逐一進(jìn)行投影和拍攝，總共執(zhí)行4次投影和拍攝。
即，在圖像投影裝置1-1正在投影圖像時(shí)，圖像投影裝置1-2、1-3不投影圖像，圖像攝影裝置4-1拍攝圖像。
在圖像投影裝置1-2正在投影圖像時(shí)，圖像投影裝置1-1、1-3不投影圖像，圖像攝影裝置4-1和圖像攝影裝置4-2拍攝圖像。
在圖像投影裝置1-3正在投影圖像時(shí)，圖像投影裝置1-1、1-2不投影圖像，圖像攝影裝置4-2拍攝圖像。
這里，當(dāng)某個(gè)圖像投影裝置正在投影圖像時(shí)，其他圖像投影裝置不投影圖像，但是，若能構(gòu)筑其他圖像投影裝置執(zhí)行全黑顯示等、不會(huì)招致圖像攝影裝置4-1、4-2的圖像處理精度惡化的顯示狀況，則圖像投影裝置1-1、1-2、1-3也可以同時(shí)將圖像2-1、2-2、2-3投影到屏幕3上。
另外，由于圖像投影裝置1-1、1-2、1-3投影的圖像2-1、2-2、2-3在該階段是為了使變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)生成部14生成變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)而投影的圖像，因此，圖像幾何校正裝置6的投影裝置設(shè)定部15控制圖像投影裝置1-1、1-2、1-3，以投影例如校正圖案等的圖像。
圖像幾何校正裝置6的控制部12以在圖像投影裝置1-1、1-2、1-3順序投影校正圖案等的圖像2-1、2-2、2-3，且圖像攝影裝置4-1、4-2順序拍攝圖像后，將該圖像存儲(chǔ)到存儲(chǔ)部13內(nèi)。
如圖3所示，存儲(chǔ)部13將由圖像投影裝置1-1投影、圖像攝影裝置4-1拍攝的圖像保存為圖像(11)，將由圖像投影裝置1-2投影、圖像攝影裝置4-1拍攝的圖像保存為圖像(21)。
將由圖像投影裝置1-2投影、圖像攝影裝置4-2拍攝的圖像保存為圖像(22)，將由圖像投影裝置1-3投影、圖像攝影裝置4-2拍攝的圖像保存為圖像(32)。
圖像幾何校正裝置6的變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)生成部14根據(jù)由圖像攝影裝置4-1、4-2拍攝的圖像(11)、(21)、(22)、(32)，生成圖像投影裝置1和圖像攝影裝置4間的變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)。
具體而言，如下所述地生成變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)。
首先，變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)生成部14在生成例如圖像投影裝置1-1和圖像攝影裝置4-1間的變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)的情況下，指定由圖像投影裝置1-1投影的圖像2-1和由圖像攝影裝置4-1拍攝的圖像(11)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)。例如，指定雙方圖像的4個(gè)拐角點(diǎn)。
若視為由圖像投影裝置1-1投影的圖像2-1和由圖像攝影裝置4-1拍攝的圖像(11)都位于平面上，則變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)生成部14在指定了4個(gè)以上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)后，能夠通過(guò)平面投影變換H(Homography)來(lái)定義由圖像投影裝置1-1投影的圖像和由圖像攝影裝置4-1拍攝的圖像之間的關(guān)系，從而求出圖像投影裝置1-1和圖像投影裝置4-1之間的平面投影變換H。
這里，平面投影變換H如下所述是3×3的矩陣，由于具有恒定倍數(shù)的自由度，因此，該矩陣的自由度為8。因此，若能檢測(cè)出4個(gè)以上對(duì)應(yīng)點(diǎn)，則能夠求出圖像投影裝置1-1和圖像投影裝置4-1間的平面投影變換H。
H=a,b,cd,e,fg,h,l]]>
即，變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)生成部14若將圖像投影裝置1-1的座標(biāo)上的點(diǎn)設(shè)為(x，y)，將圖像拍攝裝置4-1的座標(biāo)上的點(diǎn)設(shè)為(X，Y)，則下述關(guān)系成立，且由于變量(a～h)為8個(gè)，因此，若指定4個(gè)以上對(duì)應(yīng)點(diǎn)(x1，y1)&(X1，Y1)，(x2，y2)&(X2，Y2)，(x3，y3)&(X3，Y3)，(x4，y4)&(X4，Y4)，則能夠求出平面投影變換H。
uvw=a,b,cd,e,fg,h,lxyl=ax+by+cdx+ey+fgx+hy+l]]>X=uw]]>Y=vw]]>如上所述，變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)生成部14在求出平面投影變換H后，將該平面投影變換H作為圖像投影裝置1-1和圖像攝影裝置4-1間的變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)(11)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)部13內(nèi)。
這里，假設(shè)由投影裝置1-1投影的圖像2-1和由圖像攝影裝置4-1拍攝的圖像(11)都位于平面上，但若將對(duì)應(yīng)點(diǎn)作為變換數(shù)據(jù)來(lái)求取，則即便這兩個(gè)圖像不在平面上，也同樣能夠求出圖像投影裝置1-1和圖像攝影裝置4-1間的變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)(11)。
另外，也同樣能夠求出其他圖像投影裝置1和圖像攝影裝置4間的變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)(21)、(22)、(32)。
接下來(lái)，圖像幾何校正裝置6的控制部12使用由變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)生成部14生成的變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)，來(lái)統(tǒng)一圖像攝影裝置4-1、4-2拍攝的圖像的座標(biāo)系。
具體而言，如下所述地統(tǒng)一圖像的座標(biāo)系。
首先，控制部12如圖4所示，為了指定屏幕3上的投影范圍E，例如用戶(hù)操作指示部11，輸入該投影范圍E的頂點(diǎn)A、B、C和D。
投影范圍E的頂點(diǎn)A、B、C、D中作為左上點(diǎn)的頂點(diǎn)A和左下點(diǎn)的頂點(diǎn)B具有基于圖像攝影裝置4-1的圖像攝影范圍5-1的座標(biāo)系的座標(biāo)，作為右上點(diǎn)的頂點(diǎn)C和右下點(diǎn)的頂點(diǎn)D具有基于圖像攝影裝置4-2的圖像攝影范圍5-2的座標(biāo)系的座標(biāo)。
因此，控制部12通過(guò)將頂點(diǎn)A、B的座標(biāo)系變換為頂點(diǎn)C、D的座標(biāo)系，或者，將頂點(diǎn)C、D的座標(biāo)系變換為頂點(diǎn)A、B的座標(biāo)系，來(lái)統(tǒng)一投影范圍E的座標(biāo)系。
控制部12例如在將頂點(diǎn)C、D座標(biāo)系變換為頂點(diǎn)A、B的座標(biāo)系的情況下，從圖像投影裝置1-1、1-2、1-3中檢索為圖像攝影裝置4-1和圖像攝影裝置4-2共用的圖像投影裝置1-2。
控制部12從保存在存儲(chǔ)部13中的變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)中讀入該檢索到的圖像投影裝置1-2與圖像攝影裝置4-2間的變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)(22)，并對(duì)該變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)(22)執(zhí)行逆變換。即，由于變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)(22)是3×3的矩陣(平面投影變換H)，因此，求取該平面投影變換H的逆矩陣HH-1。
控制部12如上所述在求出該平面投影變換H的逆矩陣H-1后，通過(guò)將頂點(diǎn)C、D的座標(biāo)乘以逆矩陣H-1，將頂點(diǎn)C、D的座標(biāo)系變換為圖像投影裝置1-2的座標(biāo)系。
接著，通過(guò)將該相乘結(jié)果乘以作為變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)(21)的平面投影變換H，而變換為圖像攝影裝置4-1的座標(biāo)系，即頂點(diǎn)A、B的座標(biāo)系。
由此，屏幕3上的投影范圍E表現(xiàn)為連結(jié)用基于圖像攝影范圍5-1的座標(biāo)系的座標(biāo)表示的頂點(diǎn)A、B、C、D的四邊形。
另外，在沒(méi)有實(shí)施統(tǒng)一圖像攝影范圍的座標(biāo)系的處理的情況下，由于頂點(diǎn)A、B和頂點(diǎn)C、D的座標(biāo)系不同，因此，不能連結(jié)頂點(diǎn)A和頂點(diǎn)C、頂點(diǎn)B和頂點(diǎn)D。因此，為了求出四邊形的邊，必須執(zhí)行以下處理要么求出屏幕3的邊緣，要么在補(bǔ)償由圖像攝影裝置4-1和圖像攝影裝置4-2拍攝的圖像的失真后，對(duì)一幅圖像進(jìn)行整形。
接著，控制部12設(shè)定由圖像投影裝置1-1、1-2、1-3投影的圖像2-1、2-2、2-3的變形移動(dòng)位置。
即，進(jìn)行設(shè)定以使由圖像投影裝置1-1、1-2、1-3投影的圖像2-1、2-2、2-3的變形移動(dòng)位置與屏幕3上的投影范圍E相一致。
在圖5的例子中，7-1表示將圖像2-1變形移動(dòng)后的圖像、7-2表示將圖像2-2變形移動(dòng)后的圖像、7-3表示將圖像2-3變形移動(dòng)后的圖像。
另外，變形移動(dòng)位置既可由用戶(hù)通過(guò)操作指示部11以對(duì)話(huà)的方式指定，也可以預(yù)先確定相對(duì)于屏幕3的投影位置。另外，雖然在此例中設(shè)定為各變形移動(dòng)后的投影位置重合，但是，也可以設(shè)定為各變形移動(dòng)后的投影位置相接，或設(shè)定為各變形移動(dòng)后的投影位置相互分離。
接著，控制部12將圖像投影裝置1-1、1-2、1-3應(yīng)投影的、變形移動(dòng)后的圖像7-1、7-2、7-3的位置變換為圖像投影裝置1-1、1-2、1-3的座標(biāo)系。
例如，在將變形移動(dòng)后的圖像7-1的位置變換為圖像投影裝置1-1的座標(biāo)系的情況下，控制部12從存儲(chǔ)部13中讀入變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)(11)，并對(duì)該變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)(11)執(zhí)行逆變換。即，由于變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)(11)是3×3的矩陣(平面投影變換H)，故求其平面投影變換H的逆矩陣H-1。
控制部12通過(guò)將變形移動(dòng)后的圖像7-1的位置乘以變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)(11)的逆變換，而將變形移動(dòng)后的圖像7-1的位置變換為圖像投影裝置1-1的座標(biāo)系。
另外，在將變形移動(dòng)后的圖像7-2的位置變換為圖像投影裝置1-2的座標(biāo)系的情況下，控制部12從存儲(chǔ)部13中讀入變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)(21)，并對(duì)該變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)(21)執(zhí)行逆變換。即，由于變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)(21)是3×3的矩陣(平面投影變換H)，故求其平面投影變換H的逆矩陣H-1。
控制部12通過(guò)將變形移動(dòng)后的圖像7-2的位置乘以變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)(21)的逆變換，將變形移動(dòng)后的圖像7-2的位置變換為圖像投影裝置1-2的座標(biāo)系。
另外，在將變形移動(dòng)后的圖像7-3的位置變換為圖像投影裝置1-3的座標(biāo)系的情況下，控制部12從存儲(chǔ)部13中讀入變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)(21)，并對(duì)該變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)(21)執(zhí)行逆變換。
控制部12通過(guò)將變形移動(dòng)后的圖像7-3的位置乘以變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)(21)的逆變換，而將變形移動(dòng)后的圖像7-3的位置變換為圖像投影裝置1-2的座標(biāo)系。
接著，控制部12從存儲(chǔ)部13中讀入變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)(22)，通過(guò)將變換為圖像投影裝置1-2的座標(biāo)系的、變形移動(dòng)后的圖像7-3的位置乘以該變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)(22)，從而將變形移動(dòng)后的圖像7-3的位置變換為圖像攝影裝置4-2的座標(biāo)系。
接著，控制部12從存儲(chǔ)部13中讀入變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)(32)，并對(duì)該變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)(32)執(zhí)行逆變換。
控制部12通過(guò)將變換為圖像攝影裝置4-2的座標(biāo)系的、變形移動(dòng)后的圖像7-3的位置乘以變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)(32)的逆變換，從而將變形移動(dòng)后的圖像7-3的位置變換為圖像投影裝置1-3的座標(biāo)系。
在控制部12將變形移動(dòng)后的圖像7-1、7-2、7-3的位置變換為圖像投影裝置1-1、1-2、1-3的座標(biāo)系后，圖像幾何校正裝置6的投影狀態(tài)設(shè)定部15求取圖像2-1、2-2、2-3的變形移動(dòng)量，以使由圖像投影裝置1-1、1-2、1-3投影的圖像2-1、2-2、2-3與變形移動(dòng)后的圖像7-1、7-2、7-3相一致。
圖6顯示了將由圖像投影裝置1-1投影的圖像2-1變形移動(dòng)為圖像7-1的樣子，圖6中的→相當(dāng)于圖像2-1的變形移動(dòng)量。
由于變形移動(dòng)量可以使用公知技術(shù)求出，因此省略其詳細(xì)說(shuō)明，但圖像2-1的位置和變形移動(dòng)后的圖像7-1的位置是以同一座標(biāo)系來(lái)表示的，因此，能夠通過(guò)利用例如平面投影變換H來(lái)定義圖像2-1和圖像7-1的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，從而求出每個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的變形移動(dòng)量。
圖像幾何校正裝置6的投影狀態(tài)設(shè)定部15在如上所述地求出圖像2-1、2-2、2-3的變形移動(dòng)量后，將該圖像2-1的變形移動(dòng)量輸出到圖像投影裝置1-1，將該圖像2-2的變形移動(dòng)量輸出到圖像投影裝置1-2。另外，該圖像2-3的變形移動(dòng)量輸出給圖像投影裝置1-3。
在圖像投影裝置1-1、1-2、1-3的圖像變形移動(dòng)部21從投影狀態(tài)設(shè)定部15接受了圖像2-1、2-2、2-3的變形移動(dòng)量后，根據(jù)該變形移動(dòng)量，來(lái)實(shí)施對(duì)圖像投影部22投影的圖像的變形處理或移動(dòng)處理。
圖像投影裝置1-1、1-2、1-3的圖像投影部22將圖像變形移動(dòng)部21處理后的圖像2-1、2-2、2-3，即圖像7-1、7-2、7-3投影到屏幕3上(參見(jiàn)圖5)。
由上可知，根據(jù)本實(shí)施方式1，由于構(gòu)成為圖像幾何校正裝置6對(duì)圖像攝影裝置4-1、4-2拍攝的圖像的座標(biāo)系執(zhí)行統(tǒng)一，并以基于統(tǒng)一后的座標(biāo)系的圖像投影范圍E為基準(zhǔn)，對(duì)圖像投影裝置1-1、1-2、1-3所投影的圖像進(jìn)行幾何校正，因此實(shí)現(xiàn)了以下效果不必嚴(yán)格地將圖像攝影裝置4-1、4-2配置在預(yù)定位置上，就能夠?qū)ν队皥D像進(jìn)行幾何校正。另外，由于圖像攝影裝置4-1和圖像攝影裝置4-2即使座標(biāo)系不同也沒(méi)有問(wèn)題，因此，還實(shí)現(xiàn)了以下效果即便分別從各自不同的拍攝位置執(zhí)行拍攝，也能夠單獨(dú)處理這些圖像，而不必將多張圖像合為一幅圖像，即可執(zhí)行位置連接合并。
另外，在本實(shí)施方式1中，顯示了配置了3臺(tái)圖像投影裝置1-1、1-2、1-3和2臺(tái)圖像攝影裝置4-1、4-2的情況，但不用說(shuō)也能任意設(shè)定圖像投影裝置和圖像攝影裝置的臺(tái)數(shù)。
實(shí)施方式2在上述實(shí)施方式1中，示出了設(shè)置有圖像投影裝置1-1、1-2、1-3和圖像攝影裝置4-1、4-2的情況，但如圖7所示，在追加了圖像投影裝置1-4、1-5和圖像攝影裝置4-3、4-4的情況下，圖像幾何校正裝置6的指示部11除了下述組合外，還設(shè)定了圖像投影裝置1-3和圖像攝影裝置4-3的組合圖像投影裝置1-4與圖像投影裝置4-3圖像投影裝置1-4與圖像投影裝置4-4圖像投影裝置1-5與圖像投影裝置4-3圖像投影裝置1-5與圖像投影裝置4-4在這種情況下，在圖像幾何校正裝置6的存儲(chǔ)部13內(nèi)，保存了圖8所示的圖像和變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)。
由此，實(shí)現(xiàn)了以下效果能夠平滑地顯示由已有的圖像投影裝置1-1、1-2、1-3投影的圖像、與由新設(shè)的圖像投影裝置1-4、1-5投影的圖像的重疊部分。
實(shí)施方式3在上述實(shí)施方式1中，示出了設(shè)置有2臺(tái)圖像攝影裝置4-1、4-2的情況，但在圖像攝影裝置4-1由可移動(dòng)的照相機(jī)等構(gòu)成的情況下，如圖9所示，也可以適當(dāng)移動(dòng)圖像攝影裝置4-1，使圖像攝影裝置4-1可以在圖像攝影范圍5-1和圖像攝影范圍5-2內(nèi)執(zhí)行拍攝。
在這種情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)與上述實(shí)施方式1相同的效果。另外，還實(shí)現(xiàn)了將系統(tǒng)成本降低了不要圖像攝影裝置4-2所對(duì)應(yīng)的部分的效果。
實(shí)施方式4在上述實(shí)施方式1中，示出了圖像投影裝置1-1、1-2、1-3全都安裝了圖像變形移動(dòng)部21和圖像投影部22的情況，但如圖10所示，圖像投影裝置1-2的圖像變形移動(dòng)部21也可以兼作圖像投影裝置1-1的圖像變形移動(dòng)部21。
實(shí)施方式5在上述實(shí)施方式1中，示出了圖像投影裝置1-1、1-2、1-3的投影范圍沿橫向延伸的情況，但也可以沿縱向或斜向等任意方向延伸。
圖11表示圖像投影裝置1-1、1-2、1-3、1-4的投影范圍沿著縱橫兩個(gè)方向延伸。
在這種情況下，在圖像幾何校正裝置6的存儲(chǔ)部13中保存了圖12所示的圖像和變形移動(dòng)變換數(shù)據(jù)。
只要能變換為一個(gè)座標(biāo)系，就可以執(zhí)行圖像的位置連接合并，因此，能夠自由改變圖像投影裝置的位置或配置。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性如上所述，本發(fā)明的圖像投影系統(tǒng)適用于有必要顯示如下沒(méi)有不適感的大畫(huà)面的情況在將由多個(gè)圖像投影裝置投影的部分圖像連接合并在1個(gè)屏幕上并顯示1個(gè)圖像時(shí)，對(duì)各部分圖像執(zhí)行幾何校正以使由多個(gè)圖像投影裝置投影的部分圖像之間的重疊部平滑連接。
權(quán)利要求
1.一種圖像投影系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)圖像投影裝置，將要顯示在屏幕上的圖像的部分圖像投影到屏幕上；多個(gè)圖像攝影裝置，對(duì)由上述多個(gè)圖像投影裝置投影在屏幕上的圖像進(jìn)行拍攝；以及圖像幾何校正裝置，用于統(tǒng)一上述多個(gè)圖像攝影裝置所拍攝的圖像的座標(biāo)系，并以基于統(tǒng)一后的座標(biāo)系的圖像投影范圍為基準(zhǔn)，對(duì)由上述多個(gè)圖像投影裝置投影的圖像執(zhí)行幾何校正。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像投影系統(tǒng)，其特征在于，上述圖像幾何校正裝置包括座標(biāo)系統(tǒng)一單元，用于統(tǒng)一由多個(gè)圖像攝影裝置拍攝的圖像的座標(biāo)系；投影范圍設(shè)定單元，用于設(shè)定基于由上述座標(biāo)系統(tǒng)一單元統(tǒng)一后的座標(biāo)系的圖像投影范圍；以及幾何校正單元，對(duì)由上述多個(gè)圖像投影裝置投影的圖像執(zhí)行幾何校正，以使由上述多個(gè)圖像投影裝置投影的圖像的投影范圍與由上述投影范圍設(shè)定單元設(shè)定的圖像投影范圍相一致。
3.如權(quán)利要求2所述的圖像投影系統(tǒng)，其特征在于，座標(biāo)系統(tǒng)一單元將由多個(gè)圖像攝影裝置拍攝的圖像的位置變換為作為基準(zhǔn)的圖像攝影裝置的座標(biāo)系。
4.如權(quán)利要求2所述的圖像投影系統(tǒng)，其特征在于，幾何校正單元將由多個(gè)圖像投影裝置投影的圖像的位置變換為由投影范圍設(shè)定單元所設(shè)定的圖像投影范圍的位置。
5.如權(quán)利要求1所述的圖像投影系統(tǒng)，其特征在于，利用可移動(dòng)的1臺(tái)照相機(jī)來(lái)構(gòu)成多個(gè)圖像攝影裝置。
6.一種圖像幾何校正裝置，其特征在于，包括座標(biāo)系統(tǒng)一單元，用于統(tǒng)一由多個(gè)圖像攝影裝置拍攝的圖像的座標(biāo)系；投影范圍設(shè)定單元，用于設(shè)定基于由上述座標(biāo)系統(tǒng)一單元統(tǒng)一后的座標(biāo)系的圖像投影范圍；以及圖像幾何校正裝置，用于對(duì)由上述多個(gè)圖像投影裝置投影的圖像執(zhí)行幾何校正，以便使由上述多個(gè)圖像投影裝置投影的圖像的投影范圍與由上述投影范圍設(shè)定裝置設(shè)定的圖像投影范圍相一致。
7.如權(quán)利要求6所述的圖像幾何校正裝置，其特征在于，座標(biāo)系統(tǒng)一單元將由多個(gè)圖像攝影裝置拍攝的圖像的位置變換為作為基準(zhǔn)的圖像攝影裝置的座標(biāo)系。
8.如權(quán)利要求6所述的圖像幾何校正裝置，其特征在于，幾何校正單元將由多個(gè)圖像投影裝置投影的圖像的位置變換為由投影范圍設(shè)定單元設(shè)定的圖像投影范圍的位置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像投影系統(tǒng)和圖像幾何校正裝置，其中圖像幾何校正裝置(6)統(tǒng)一圖像攝影裝置(4－1、4－2)所拍攝的圖像的坐標(biāo)系，并以基于統(tǒng)一后的坐標(biāo)系的圖像投影范圍(E)為基準(zhǔn)，對(duì)圖像投影裝置(1－1、1－2、1－3)投影的圖像進(jìn)行幾何校正。由此，不用嚴(yán)格地將圖像攝影裝置(4－1、4－2)配置在預(yù)定位置上，就能夠?qū)ν队皥D像進(jìn)行幾何校正。
文檔編號(hào)H04N5/74GK101019423SQ20048004392
公開(kāi)日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2004年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月15日
發(fā)明者原田雅之 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社