影像處理裝置和使用它的投影儀裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于對畫面整體或一部分的視認(rèn)性低的影像提高其視認(rèn)性的影像處 理裝置，特別涉及在投影顯示影像的影像顯示裝置中，進(jìn)行適于投影面的影像修正的影像 處理裝置和使用它的投影儀裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，投影儀的小型化正在發(fā)展，由此，例如在視聽室和大廳等固定設(shè)置的對屏 幕進(jìn)行投影的投影儀變得能夠攜帶搬運(yùn)，能夠自由地移動設(shè)置。作為這樣的攜帶型的投影 儀的用途，有在會議室中利用白板或墻壁簡便地投影影像這樣的業(yè)務(wù)需求，使用場景正在 多樣化。
[0003] 此外，作為本發(fā)明的【背景技術(shù)】，已知以下的專利文獻(xiàn)。即，該專利文獻(xiàn)1中，公開了 對于梯形畸變修正時的放大/縮小操作的幾何模糊，用銳化處理使其減少的技術(shù)。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2011-77971號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明要解決的課題
[0008] 此處，可攜帶的投影儀中，因為可以自由改變其設(shè)置位置，所以投影的影像的畫質(zhì) 發(fā)生問題。
[0009] 即，該問題之一在于投影儀與投影面的位置關(guān)系。
[0010] 在從投影儀對屏幕等投影影像時，光線相對于投影面垂直，即相對于投影儀的光 軸垂直地投影的影像，一般成為矩形影像，但是例如加上仰角投影的影像成為梯形畸變的 影像。
[0011] 于是，在投影儀中，進(jìn)行稱為梯形畸變修正（或者keystone修正）的幾何變換，將 投射的影像從梯形影像修正為矩形影像。此時，因各影像位置而發(fā)生分辨率劣化的弊病，因 此會在局部產(chǎn)生模糊。
[0012] 但是，上述梯形畸變修正時的幾何變換因為改變從投影儀對投影面照射的單位面 積的光束，所以也對投影的影像的對比度造成影響。結(jié)果，例如加上仰角投影的影像中，存 在影像的上部的對比度降低的課題。
[0013] 此外，實現(xiàn)減少模糊并且提高對比度的技術(shù)時，產(chǎn)生電路規(guī)模增大、成本增大和影 響基板的小型化設(shè)計這樣的不適于可攜帶的投影儀的課題。
[0014] 用于解決課題的技術(shù)方案
[0015] 本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中的課題而達(dá)成的，具體而言，目的在于提供一種適 當(dāng)?shù)匾种颇：蛯Ρ榷冉档偷挠跋裉幚硌b置和使用它的投影儀裝置。
[0016] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明例如提供一種影像處理裝置，包括將輸入影像信號輸 入的輸入部和修正所述輸入影像信號的影像修正部，所述影像修正部利用共用的電路進(jìn)行Retinex處理的一部分和分辨率復(fù)原（反卷積）處理的一部分。其中，在該結(jié)構(gòu)中，基于使 用了對輸入影像信號實施鏡面反射成分（specular成分）濾波后的第一輸出、實施漫反射 成分（diffuse成分）濾波后的第二輸出和實施環(huán)境光成分（ambient成分）濾波后的第三 輸出的運(yùn)算結(jié)果來進(jìn)行所述Retinex處理，通過至少基于所述第一輸出和所述第二輸出的 運(yùn)算處理來進(jìn)行所述分辨率復(fù)原（反卷積）處理。
[0017] 此外，本發(fā)明提供一種投影儀裝置，包括光源、影像處理裝置和基于來自所述影像 處理裝置的顯示控制信號生成并投射影像的影像顯示裝置，所述影像處理裝置是上述記載 的影像處理裝置，在所述Retinex處理和反卷積處理中進(jìn)行所述投影儀進(jìn)行的梯形畸變修 正，根據(jù)所述梯形畸變修正中的影像幾何變換來調(diào)整Retinex處理和反卷積處理中的修正 強(qiáng)度。
[0018] 發(fā)明效果
[0019] 根據(jù)本發(fā)明，提供一種能夠同時實現(xiàn)提高視認(rèn)性的Retinex(視網(wǎng)膜大腦皮層理 論）處理和反卷積處理的小規(guī)模電路的影像處理裝置；和在梯形畸變修正的幾何變換中， 使用該影像處理裝置適當(dāng)?shù)匾种颇：蛯Ρ榷冉档偷挠跋耧@示裝置和使用它的投影儀裝 置。
[0020] 此外，上述以外的課題、結(jié)構(gòu)和效果將通過以下的實施方式的說明而說明。
【附圖說明】
[0021] 圖1是表示本發(fā)明的影像處理裝置和影像顯示裝置的結(jié)構(gòu)圖的一例的框圖。
[0022] 圖2是表示實施例1中的影像處理裝置的影像修正部的一例的框圖。
[0023] 圖3是說明高斯分布的圖。
[0024] 圖4是說明一般的Retinex部中的處理的功能框圖。
[0025]圖5是說明使用Phong反射模型的反射光的性質(zhì)的圖。
[0026]圖6是說明使用影像的亮度值的鏡面反射修正增益和漫反射修正增益的圖。
[0027] 圖7是說明使用Phong反射模型的Retinex部的處理的圖。
[0028] 圖8是說明實施例1中的分辨率復(fù)原部的功能框圖。
[0029] 圖9是表示實施例2中的影像處理裝置的影像修正部的一例的框圖。
[0030] 圖10是說明實施例2中的分辨率復(fù)原部的功能框圖。
[0031] 圖11是說明投影儀的內(nèi)部影像信號、使投影儀對與光軸垂直的平面投影的影像、 對投影儀的光軸加上仰角投影的影像的圖。
[0032] 圖12是說明進(jìn)行了梯形畸變修正后的投影儀的內(nèi)部影像信號、對投影儀應(yīng)用了 梯形畸變修正并投影的影像的圖。
[0033] 圖13是說明使投影儀對與光軸垂直的平面投影時的光線、對投影儀的光軸加上 仰角而投影時的光線的圖。
[0034] 圖14是說明加上仰角投影時的輪廓影像的像素、加上仰角投影時的輪廓影像的 亮度的圖。
[0035] 圖15是說明對與光軸垂直的平面投影時的像素位置和差、對光軸加上仰角而投 影時的像素位置和差的圖。
[0036] 圖16是說明實施例2中的調(diào)整增益計算部的功能框圖。
【具體實施方式】
[0037] 以下參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。但是，本發(fā)明不限定于這些實施方式， 此外，在以下說明實施方式的各圖中，對于相同的部件附加相同符號，省略其反復(fù)的說明。
[0038]【實施例1】
[0039] 本實施例（實施例1)對于能夠同時實現(xiàn)提高視認(rèn)性的Retinex(視網(wǎng)膜大腦皮層 理論）處理和分辨率復(fù)原（Deconvolution:反卷積）處理的小規(guī)模電路的影像處理裝置和 影像顯示裝置，用液晶投影儀的結(jié)構(gòu)作為其一例進(jìn)行說明。
[0040] 圖1是表示本實施例的液晶投影儀（即影像處理裝置和影像顯示裝置）的結(jié)構(gòu)的 一例的框圖，由圖中可知，影像裝置10包括用廣播信號或從PC輸出的影像輸入信號11作 為輸入來進(jìn)行影像信號系統(tǒng)的處理的影像處理裝置100 ;和用控制液晶面板的液晶的顯示 控制信號12作為輸入來進(jìn)行用于生成投射影像13的光學(xué)系統(tǒng)處理的影像顯示裝置200。
[0041] 影像處理裝置100包括：用影像輸入信號11作為輸入、例如通過壓縮影像信號的 解碼、IP變換、縮放、梯形畸變修正等將其變換為內(nèi)部影像信號102的輸入信號處理部101; 用內(nèi)部影像信號102作為輸入來生成提高視認(rèn)性的修正影像信號103的影像修正部300 ; 和用修正影像信號103作為輸入、對于修正影像信號基于顯示畫面的水平/垂直同步信號 生成顯示控制信號12的時序控制部104。
[0042] 影像顯示裝置200包括生成光線202的光源201;用上述影像處理裝置100輸出 的顯示控制信號12作為輸入、按每個像素調(diào)整來自上述光源的光線202的灰度等級而生成 投射影像的液晶面板203 ;和調(diào)整透過了液晶面板203的光線204的焦點(diǎn)的鏡頭205。
[0043] 圖2是說明本發(fā)明的影像處理裝置中的影像修正部300的圖。
[0044] 影像修正部300例如具有大小2種尺度（Scale)的濾波器，設(shè)其中小尺度的濾波 器為濾波器1部301，另一個大尺度的濾波器為濾波器2部302。
[0045] 此外，該影像修正部300包括用內(nèi)部影像信號102、濾波器1輸出信號303和濾波 器2輸出信號304作為輸入、按照Retinex理論進(jìn)行局部對比度修正而生成Retinex修正 信號305的Retinex部500 ;和用內(nèi)部影像信號102、上述Retinex修正信號305、用選擇器 310選擇濾波器1的輸出信號303或濾波器2的輸出信號304得到的濾波器信號306作為 輸入來進(jìn)行減少模糊和提高對比度的分辨率復(fù)原（反卷積）部600。
[0046] 接著，在說明Retinex部500的結(jié)構(gòu)之前，說明現(xiàn)有的基于Retinex理論的影像修 正處理。
[0047] 根據(jù)現(xiàn)有的對比度的修正方法，對于包括從低亮度至高亮度的區(qū)域的影像，在為 了以一部分亮度區(qū)域為對象提高視認(rèn)性而進(jìn)行修正的情況下，對象以外的某一個亮度區(qū)域 中，可能發(fā)生灰度等級損失。例如，拍攝了同時映出明亮的室外到陰暗的室內(nèi)的影像的情況 下，要通過對比度修正提高室內(nèi)拍攝到的被攝體的視認(rèn)性時，室外影像的亮度區(qū)域有損失。
[0048] 于是，作為解決該問題的方法有局部地對影像的對比度進(jìn)行修正的技術(shù)，作為其 中之一可以舉出Retinex理論。
[0049] 此處，Retinex理論是表示色彩恒常性和明亮度恒常性這樣的人眼的視覺特性 的理論。根據(jù)該理論，通過從影像分離照明光成分能夠抽出反射光成分。因此，通過基于 Retinex理論的影像修正處理，陰暗的室內(nèi)和明亮的逆光下的影像，都可以通過除去使該影 像中的被拍攝體看不清的原因的照明光成分的影響，抽出反射光成分，從而得到視認(rèn)性高 的影像。因此，能夠用數(shù)字灰度等級適當(dāng)?shù)貕嚎s為人觀看感覺自然的動態(tài)范圍的影像。
[0050] 此處，根據(jù)Retinex理論，影像I用照明光L與反射率r的積表達(dá)，所以能夠記作 I=L.r。C/SRetinex(Center/Sur;roundRetinex:中央/環(huán)繞Retinex)中，推測L符合 以影像中的關(guān)注像素為中心的高斯分布（GaussianDistribution)，通過對數(shù)空間中的高 斯分布與關(guān)注像素的差求出對數(shù)空間的反射光成分R。此處，設(shè)關(guān)注像素的亮度值為I(x， y)，高斯分布為F(x，y)時，用下式記載。
[0051]【式1】
[0052]
[0053] 數(shù)式1中，以二維空間中的原點(diǎn)為中心的標(biāo)準(zhǔn)差〇的高斯分布用下式記載（此處 標(biāo)