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JP2007279643A - Color correction method of dlp projector - Google Patents

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JP2007279643A
JP2007279643A JP2006109573A JP2006109573A JP2007279643A JP 2007279643 A JP2007279643 A JP 2007279643A JP 2006109573 A JP2006109573 A JP 2006109573A JP 2006109573 A JP2006109573 A JP 2006109573A JP 2007279643 A JP2007279643 A JP 2007279643A
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color
screen
image
dlp projector
rgb
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JP2006109573A
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Japanese (ja)
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Atsutada Nakatsuji
敦忠 中辻
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NEC Engineering Ltd
Original Assignee
NEC Engineering Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To correct the difference in color characteristic among respective DLP (Digital Light Processing) projectors by photographing images projected on screens, by a camera to obtain binary images and obtaining a correction area on the basis of their upper, lower, right, and left sides. <P>SOLUTION: In The color correction method, respective screens are lit to pick up images by a camera 1, and the correction area is determined from their binary images on the basis of lateral and vertical ends. Next, an image of a test pattern is projected and is picked up by the camera, and difference between average RGB and reference RGB of the correction area is used as an evaluation function, and a setting parameter of a color having the largest absolute value of difference of RGB is changed in a reverse direction so that a sum of squares of the difference is minimized. The color setting parameter meeting a convergence condition is set to DLP projectors. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、DLP(Digital Light Processing:米国TI社の登録商標)プロジェクタにおける色補正方法に関する。   The present invention relates to a color correction method in a DLP (Digital Light Processing: a registered trademark of TI, USA) projector.

DLPプロジェクタは、DMD(Digital Micro-mirror Device)等の反射型光スイッチパネルを用いたディジタルの光変調技術を利用する。DMDは極小サイズの鏡(マイクロミラー)がマトリクス状に敷き詰められた構造の半導体デバイスであり、画像フレームにおける画素とマイクロミラーが対応する。各マイクロミラーの傾斜角度は駆動データ(イメージ符号)に応じてON/OFF制御され、その結果、光源ランプ光はマイクロミラーで反射され投影レンズを通してスクリーンに投影され、またはアブソーバに吸収される。カラー画像を投影するには、RGB3色に分離したカラーホイールでの色切替えを通して光源ランプ光が照射される。このようにして、イメージ符号による画像をスクリーンに映し出す(例えば、特許文献1参照)。   The DLP projector uses digital light modulation technology using a reflective optical switch panel such as DMD (Digital Micro-mirror Device). The DMD is a semiconductor device having a structure in which extremely small size mirrors (micromirrors) are spread in a matrix, and the pixels in the image frame correspond to the micromirrors. The tilt angle of each micromirror is ON / OFF controlled according to drive data (image code). As a result, the light source lamp light is reflected by the micromirror and projected onto the screen through the projection lens or absorbed by the absorber. In order to project a color image, light source lamp light is irradiated through color switching by a color wheel separated into RGB three colors. In this way, an image based on the image code is displayed on the screen (see, for example, Patent Document 1).

ところで、DLPプロジェクタの設置にあたっては、機器設置・使用環境(スクリーン特性,室内照明の影響等)やプロジェクタの経年変化よる投射画質の差異を少なくして適切な画像投射を行なうために所定の調整作業を行なう必要がある。しかし、この作業に人為的な介入があると客観化できず工数も嵩む。   By the way, when installing a DLP projector, predetermined adjustment work is performed to reduce the difference in projection image quality due to equipment installation / use environment (screen characteristics, influence of room lighting, etc.) and aging of the projector, and to perform appropriate image projection. It is necessary to do. However, if there is human intervention in this work, it cannot be made objective and man-hours increase.

また、自然動画の色再現の点で従来からのCRT方式のテレビモニターとの対比において劣りがちである。更に、複数のPLDプロジェクタ装置を組み合わせたマルチスクリーン装置の大型表示盤は、各DLPの色特性が異なると、色設定パラメータの設定値が同じであっても表示される色や輝度が異なってしまうので、スクリーン全体を人間の目で見たときに不自然になってしまう。   Also, it tends to be inferior in comparison with conventional CRT television monitors in terms of color reproduction of natural moving images. In addition, a large display panel of a multi-screen device combining a plurality of PLD projector devices has different color characteristics of each DLP, and the displayed color and brightness differ even when the color setting parameter setting values are the same. Therefore, it becomes unnatural when the entire screen is viewed with human eyes.

そこで、DLPでは光源の光量を上限して、そこから光量ゼロの黒までの一定の範囲を元に色再現を行なうものであることに鑑み、マイクロミラーがOFF時のネガ画像を拾うセンサーを設けて、センサーで得られる画像情報により、色再現上極めて重要な光量最大時の白の色補正(ホワイトバランス)をすることにより、自然動画の色再現の改善を図っている(例えば、特許文献2参照)。   Therefore, DLP has a sensor that picks up the negative image when the micromirror is OFF, considering that the upper limit of the light quantity of the light source and color reproduction based on a certain range from there to black with zero light quantity. Thus, the color reproduction of a natural moving image is improved by performing white color correction (white balance) at the maximum light amount, which is extremely important for color reproduction, based on image information obtained by the sensor (for example, Patent Document 2). reference).

また、全画面白から全画面黒まで連続的に変化させる映像をスクリーンに投影して撮影レンズで取り込み、その光をスペクトラム分解した光を撮像素子で撮影し、その出力から各波長の強度を検出、解析することにより、ライトバブルの出力を補正することにより、DLPプロジェクタの経年変化よる投射画質の差異を少なくするようにしている(例えば、特許文献3参照)。   In addition, images that continuously change from full-screen white to full-screen black are projected onto the screen, captured by the photographic lens, and the spectrum-resolved light is captured by the image sensor, and the intensity of each wavelength is detected from the output. By analyzing, the output of the light bubble is corrected to reduce the difference in projection image quality due to the secular change of the DLP projector (for example, see Patent Document 3).

特開2004-163876号公報(第4頁−第5頁、図11)Japanese Patent Laid-Open No. 2004-163876 (pages 4-5, FIG. 11) 特開2005-123841号公報(第6頁−第8頁、図1)JP 2005-123841 (pages 6-8, FIG. 1) 特開2005-099478号公報(第4頁−第5頁、図1)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-099478 (pages 4-5, FIG. 1)

しかしながら、上述した特許文献2記載の技術では、ホワイトを自動に補正する方法であり、ホワイト以外の色は補正できないという第1の問題点がある。また、マルチスクリーン装置の場合はスクリーン単位に画像センサーを実装する必要があり、センサーのばらつきが想定されるので、これをも補正する必要が生じるという第2の問題点がある。   However, the technique described in Patent Document 2 described above is a method for automatically correcting white, and has a first problem that colors other than white cannot be corrected. In addition, in the case of a multi-screen device, it is necessary to mount an image sensor in units of screens, and there is a second problem that it is necessary to correct this because variations in sensors are assumed.

更に、スクリーンの内の補正領域はセンサーの取り付け位置に依存し、外光等の外部環境ないしはDLPプロジェクタの設置位置に応じて補正領域を変更するのは容易でないいう第3の問題点がある。   Furthermore, there is a third problem that the correction area in the screen depends on the mounting position of the sensor, and it is not easy to change the correction area according to the external environment such as external light or the installation position of the DLP projector.

また、上述した特許文献3記載の技術では、スクリーンに投影された映像を撮影レンズで取り込んでライトバブルの出力を補正するのに使用しており、これはマルチスクリーン装置における各DLPプロジェクタの色特性の違いを補正するものではない。   In the technique described in Patent Document 3 described above, the image projected on the screen is captured by the photographing lens and used to correct the output of the light bubble. This is the color characteristic of each DLP projector in the multi-screen device. It does not correct the difference.

本発明の目的は、上述のすべての問題点を解消し、マルチスクリーン装置における各DLPプロジェクタの色特性の違いを補正する方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve all the above-mentioned problems and to provide a method for correcting a difference in color characteristics of each DLP projector in a multi-screen device.

本発明のDLPプロジェクタにおける色補正方法は、マルチスクリーン構成のDLPプロジェクタにおける色補正方法において、スクリーン毎に少なくとも一つの補正領域を求める第1段階と、マルチスクリーンにテストパターンを投射する第2段階と、補正領域におけるテストパターンの画像をカメラで読み取る第3段階と、カメラで読み取った画像のRGBそれぞれの平均値をスクリーン対応に算出する第4段階と、平均値とRGBそれぞれの基準値との差の二乗の和が最小となるように第2段階〜第4段階の手順をスクリーン対応に繰り返す第5段階と、所定の収束条件を満たしたときのRGBそれぞれの色設定パラメータを各DLPプロジェクタに設定する第6段階を有することを特徴とする。   The color correction method for a DLP projector according to the present invention is a color correction method for a DLP projector having a multi-screen configuration, a first stage for obtaining at least one correction area for each screen, and a second stage for projecting a test pattern on the multi-screen. The third step of reading the test pattern image in the correction area with the camera, the fourth step of calculating the RGB average values of the image read by the camera in correspondence with the screen, and the difference between the average value and the RGB reference values Repeat step 2 to step 4 for each screen so that the sum of the squares of the two is minimized, and set each RGB color setting parameter for each DLP projector when a predetermined convergence condition is met. And a sixth stage.

前記第5段階は、平均値と基準値との差を補正領域についてスクリーン対応に加算する第1ステップと、加算した値が最大の色に対する設定パラメータを差が縮まる方向に変化させる第2ステップを有する。   The fifth step includes a first step of adding the difference between the average value and the reference value in correspondence with the screen for the correction region, and a second step of changing the setting parameter for the color having the largest added value in a direction in which the difference is reduced. Have.

また、前記第5段階は、平均値とRGBそれぞれの基準値との差の二乗の和をメモリに蓄える第1ステップと、Rの色設定パラメータを所定の範囲で変えながら第1ステップを繰り返す第2ステップと、Gの色設定パラメータを所定の範囲で変えながら第1ステップを繰り返す第3段階と、Bの色設定パラメータを所定の範囲で変えながら第1ステップを繰り返す第4ステップと、第2ステップ〜前記第4ステップを繰り返す第5ステップを有するようにしてもよい。   In the fifth step, the first step of storing the sum of squares of the difference between the average value and the RGB reference values in the memory and the first step while changing the R color setting parameter within a predetermined range are repeated. 2 steps, a third stage in which the first step is repeated while changing the G color setting parameter in a predetermined range, a fourth step in which the first step is repeated while changing the B color setting parameter in a predetermined range, and a second step You may make it have the 5th step which repeats the said step-the said 4th step.

前記第1段階は、各スクリーンを外周は黒で縁取りして逐次的に白表示させる第1ステップと、画像をカメラで読み取る第2ステップと、読み取った画像の2値化を行い該2値化画像の内で他のスクリーンと隣接する上下左右を基準として所定の領域を検出領域として抽出する第3ステップと、検出領域の中央部の所定領域を補正領域とする第4ステップとする。   The first stage includes a first step in which each screen is blacked on the outer periphery and sequentially displayed in white, a second step in which an image is read with a camera, and binarization of the read image by binarization. A third step of extracting a predetermined area as a detection area on the basis of up, down, left, and right adjacent to another screen in the image, and a fourth step of setting a predetermined area at the center of the detection area as a correction area.

本発明の第1効果は、マルチスクリーンを構成するスクリーン毎に点灯させ、スクリーンに投射される画像をカメラで撮影して2値化画像を得、その上下左右を基準に補正領域を求めることとしたため、外部環境ないしはDLPプロジェクタの設置位置に依存することなく、マルチスクリーン装置における各DLPプロジェクタの色特性の違いを補正することができるということである。   The first effect of the present invention is to turn on each screen constituting a multi-screen, take an image projected on the screen with a camera to obtain a binarized image, and obtain a correction area based on the upper, lower, left, and right sides. Therefore, the difference in the color characteristics of each DLP projector in the multi-screen device can be corrected without depending on the external environment or the installation position of the DLP projector.

本発明の第2効果は、補正領域は指定することにより容易に変更できるので、様々なマルチスクリーン(大型表示盤)構成に対応することができるということである。   The second effect of the present invention is that the correction area can be easily changed by designating, so that various multi-screen (large display panel) configurations can be supported.

本発明の第3効果は、各DLPプロジェクタの色設定パラメータの非線形特性や、ばらつきに依存しない色の最適化ができるということである。DLPプロジェクタの色設定パラメータは非線形であるため、通常の最小二乗法(勾配法やニュートン法などの逐次的最適化手法)では正確な最適化をすることができないし、アニーリング法なども利用できるが計算コストが膨大で実用的ではない。   The third effect of the present invention is that it is possible to optimize colors that do not depend on nonlinear characteristics of color setting parameters and variations of each DLP projector. Since the color setting parameters of DLP projectors are non-linear, accurate optimization is not possible with ordinary least squares methods (sequential optimization methods such as the gradient method and Newton method), and annealing methods can also be used. The calculation cost is huge and impractical.

しかし、本発明では、補正領域のテストパターンに対する画像をカメラで撮影して求めた平均RGB値と基準RGB値との差を評価関数として、その差の絶対値が最も大きいDLPプロジェクタの色設定パラメータを補正して、評価関数が最小となるときの色設定パラメータを採用することとしたため、DLPプロジェクタから出力される色が設定値に対して線形ではなくても正確な補正をすることができるのである。   However, in the present invention, the color setting parameter of the DLP projector having the largest absolute value of the difference as an evaluation function using the difference between the average RGB value obtained by taking an image of the correction area test pattern with the camera and the reference RGB value. Since the color setting parameter when the evaluation function is minimized is adopted, the color can be accurately corrected even if the color output from the DLP projector is not linear with respect to the set value. is there.

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。1つのスクリーン画面内でムラが大きい場合、マルチスクリーンの色補正を行う。図1は、本発明のDLPプロジェクタにおける色補正方法を実行するための装置を示す。この装置は、n個のDLPプロジェクタで構成されるマルチスクリーン装置において、n個のDLPプロジェクタ#1〜#nの色特性の違いを補正するのに使用される。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. When unevenness is large in one screen screen, multi-screen color correction is performed. FIG. 1 shows an apparatus for executing a color correction method in a DLP projector according to the present invention. This apparatus is used to correct a difference in color characteristics of n DLP projectors # 1 to #n in a multi-screen apparatus composed of n DLP projectors.

DLPプロジェクタとスクリーンは1対1対応であるので、n個のDLPプロジェクタによってn個のスクリーンに画像が投射される。スクリーンの前面にはカメラ1が対向して設置され、全スクリーン上の画像を撮影することができる。DLPプロジェクタ#1〜#nおよびカメラ1はパーソナルコンピュータ(PC)2に接続され制御される。すなわち、PC2は、DLPプロジェクタ#1〜#nとカメラ1の動作を制御してスクリーンに補正用の画像を投射させ、カメラ1から画像を取得して演算処理を施し、その結果によりDLPプロジェクタ#1〜#nに補正用のパラメータを設定する。   Since the DLP projector and the screen have a one-to-one correspondence, images are projected onto the n screens by the n DLP projectors. A camera 1 is installed in front of the screen so that images on the entire screen can be taken. The DLP projectors # 1 to #n and the camera 1 are connected to a personal computer (PC) 2 and controlled. That is, the PC 2 controls the operations of the DLP projectors # 1 to #n and the camera 1 to project a correction image on the screen, obtains an image from the camera 1, performs a calculation process, and based on the result, the DLP projector # The correction parameters are set to 1 to #n.

図2は、この色補正方法の手順を示すフローチャートである。先ず、カメラ1を所定の位置にセットし、PC2をDLPプロジェクタ#1〜#nに接続して色補正動作の準備をする(図2のステップS1)。ここで、色補正を行うためには、スクリーンのどの部分を見て補正するかという大きな問題がある。この点に関し、スクリーンの境界部分で色/輝度の差があった場合、人間の視覚が感じ易いということが知られている。そこで、各スクリーンの境界付近の領域(検出領域という)を検出し、検出領域の内の中央部を補正領域とする。   FIG. 2 is a flowchart showing the procedure of this color correction method. First, the camera 1 is set at a predetermined position, and the PC 2 is connected to the DLP projectors # 1 to #n to prepare for the color correction operation (step S1 in FIG. 2). Here, in order to perform color correction, there is a big problem of which part of the screen is to be corrected. In this regard, it is known that when there is a color / brightness difference at the boundary of the screen, human vision is easy to feel. Therefore, an area near the boundary of each screen (referred to as a detection area) is detected, and the center of the detection area is set as a correction area.

(1)検出領域の抽出と補正領域の設定
例えば、2×2のスクリーン構成の場合、図3に示すように、各スクリーンの斜線を施した部分A,B,C,Dを検出領域として、この領域を検出する(図2のステップS2)が、これはPC2におけるプログラムにより実行される。以下、その手順を詳述する。
(1) Extraction of detection area and setting of correction area For example, in the case of a 2 × 2 screen configuration, as shown in FIG. 3, hatched portions A, B, C, and D are used as detection areas. This area is detected (step S2 in FIG. 2), which is executed by a program in the PC2. The procedure will be described in detail below.

最初、スクリーンの番号#1〜#nに対応する変数x=1とし、DLPプロジェクタxの表示パターンを白(RGBの数値が全て255)、それ以外のDLPプロジェクタの表示パターンを黒(RGBの数値が全て0)に設定する。DLPプロジェクタは、このような表示パターンをスクリーンに投射するので、それをカメラ1で撮影してPC2に取り込む。この場合、ノイズや外交の影響を軽減するために5枚撮影して時間平均をとることとする。   First, the variable x = 1 corresponding to the screen numbers # 1 to #n is set, the display pattern of the DLP projector x is white (RGB numerical values are all 255), and the display pattern of the other DLP projectors is black (RGB numerical values). Are all set to 0). Since the DLP projector projects such a display pattern on the screen, the DLP projector takes a picture with the camera 1 and loads it into the PC 2. In this case, in order to reduce the influence of noise and diplomacy, five images are taken and the time average is taken.

色補正は表示パターンが白の画像について行なうが、その内でも良質な部分を採用することが望ましいから、画像の周辺部を排除するため、画像の上下左右の各辺につき5画素を黒にする。そして、画素毎にRGBの数値を次式により輝度値Yに変換する。   Color correction is performed on an image with a white display pattern, but it is desirable to use a high-quality portion of the image. Therefore, in order to eliminate the peripheral portion of the image, 5 pixels are made black on each of the upper, lower, left and right sides of the image. . Then, the RGB numerical value is converted into a luminance value Y by the following equation for each pixel.

Y=0.3R+0.59G+0.11B
次いで、輝度値Yを2値(0と255)化し、画像の内の画素の連結領域の最も大きな領域以外を消去する。これによりノイズを排除する。
Y = 0.3R + 0.59G + 0.11B
Next, the luminance value Y is binarized (0 and 255), and areas other than the largest connected area of pixels in the image are erased. This eliminates noise.

以上のようにして求めた2値化画像において、検出領域A,B,C,Dの重心を求める。先ず、u方向(画像の左から右への方向)座標の最大値と最小値を検出するために、2値化画像についてu方向を左(数字が小さいほう)から走査していき、u座標値における「255」の数をカウントする。そして、走査の一つ前との差分Dui(i=0〜width)を計算する。Widthはカメラ1画像の幅を表す。その結果、Duiが最大値となるu座標値を補正領域の最小値(min_u)、Duiが最小値となるu座標値を検出領域の最大値(max_u)とする。これは、水平方向において、画像が黒から白になる位置をmin_u、画像が白から黒になる位置をmax_uにするということである。   In the binarized image obtained as described above, the centroids of the detection areas A, B, C, and D are obtained. First, in order to detect the maximum value and the minimum value of the u direction (direction from the left to the right of the image), the u direction of the binarized image is scanned from the left (the smaller number), and the u coordinate Count the number of “255” in the value. Then, the difference Dui (i = 0 to width) from the previous scan is calculated. Width represents the width of the camera 1 image. As a result, the u coordinate value at which Dui is the maximum value is the minimum value (min_u) of the correction region, and the u coordinate value at which Dui is the minimum value is the maximum value (max_u) of the detection region. This means that in the horizontal direction, the position where the image goes from black to white is min_u, and the position where the image goes from white to black is max_u.

また、以上のようにして求めた2値化画像のv方向(画像の上から下への方向)座標の最大値と最小値を検出するために、2値化画像についてu方向を上(数字が小さいほう)から走査していき、v座標値における「255」の数をカウントする。そして、走査の一つ前との差分Dvi(i=0〜height)を計算する。heightはカメラ1画像の高さを表す。その結果、Dviが最大値となるv座標値を補正領域の最小値(min_v)、Duiが最小値となるv座標値を補正領域の最大値(max_v)とする。これは、垂直方向において、画像が黒から白になる位置をmin_v、画像が白から黒になる位置をmax_vにするということである。   Further, in order to detect the maximum value and the minimum value of the v direction (from the top to the bottom of the image) coordinates of the binarized image obtained as described above, the u direction of the binarized image is moved upward (numerical). And the number of “255” in the v coordinate value is counted. Then, a difference Dvi (i = 0 to height) from the previous scanning is calculated. height represents the height of the camera 1 image. As a result, the v coordinate value at which Dvi is the maximum value is the minimum value (min_v) of the correction region, and the v coordinate value at which Dui is the minimum value is the maximum value (max_v) of the correction region. This means that in the vertical direction, the position where the image goes from black to white is min_v, and the position where the image goes from white to black is max_v.

いま、図3における長方形の検出領域の短辺をDT1、長辺をDT2、オフセット値をMgとすると、検出領域A,B,C,Dの重心の座標は以下のように表すことができる。なお、DT1,DT2およびMgの値は目視による評価により適正値に定める。   Now, assuming that the short side of the rectangular detection region in FIG. 3 is DT1, the long side is DT2, and the offset value is Mg, the coordinates of the center of gravity of the detection regions A, B, C, and D can be expressed as follows. Note that the values of DT1, DT2, and Mg are set to appropriate values by visual evaluation.

A:(uc1,vc1)=(max_u-Mg-DT1/2,vc)
B:(uc2,vc2)=(uc,min_v+Mg+DT1/2)
C:(uc3,vc3)=(min_u+Mg+DT1/2,vc)
D:(uc4,vc4)=(vc,max_v-Mg-DT1/2)
以上の結果、スクリーン#1について検出領域A,B,C,Dの重心の座標が求まったので、xを1つ増数して、x=nになるまで上記の処理を繰り返しスクリーン#2〜#4についても検出領域A,B,C,Dの重心の座標を求める。
A: (uc1, vc1) = (max_u-Mg-DT1 / 2, vc)
B: (uc2, vc2) = (uc, min_v + Mg + DT1 / 2)
C: (uc3, vc3) = (min_u + Mg + DT1 / 2, vc)
D: (uc4, vc4) = (vc, max_v-Mg-DT1 / 2)
As a result, since the coordinates of the center of gravity of the detection areas A, B, C, and D are obtained for the screen # 1, x is incremented by one and the above processing is repeated until x = n. Also for # 4, the coordinates of the center of gravity of the detection areas A, B, C, D are obtained.

図3はスクリーン#1における検出領域A,B,C,Dを検出した場合を示す。検出領域A,B,C,DにはID番号がつけられ、右端を基準とした反時計回りの順番になっている。これをスクリーン#2〜#4についても行う。2×2のスクリーン構成の場合、スクリーン#1における検出領域B,Cは他のスクリーンに接しておらず、前述のように、人間の視覚がスクリーンの境界部分の色/輝度の差に対して敏感な故に境界部分を検出領域とするという趣旨から外れるので、検出領域B,Cは排除する。このようにして求めた全スクリーンの最終的な検出領域を図4に示す。   FIG. 3 shows a case where detection areas A, B, C, and D are detected on the screen # 1. ID numbers are assigned to the detection areas A, B, C, and D, and the detection areas A, B, C, and D are in the counterclockwise order with the right end as a reference. This is also performed for screens # 2 to # 4. In the case of the 2 × 2 screen configuration, the detection areas B and C on the screen # 1 are not in contact with other screens, and as described above, human vision is not affected by the color / brightness difference at the boundary of the screen. Because it is sensitive and deviates from the idea of making the boundary part a detection area, the detection areas B and C are excluded. FIG. 4 shows the final detection area of all the screens thus obtained.

検出領域はスクリーン上で目視により確認する(図2のステップS3)。その結果、例えば、カメラ1の前を人が横切っていた場合等のように抽出状態が異常な場合はステップS1に戻って、ステップS2の補正領域検出処理をやり直す。抽出状態が正常であれば、各検出領域の中央部を補正領域とする。   The detection area is visually confirmed on the screen (step S3 in FIG. 2). As a result, for example, when the extraction state is abnormal, such as when a person crosses in front of the camera 1, the process returns to step S1 and the correction area detection process in step S2 is performed again. If the extraction state is normal, the center of each detection area is set as a correction area.

なお、1つのスクリーン画面内でムラが小さい場合は、図5に示すように、ステップS2の手順に習ってスクリーンの重心座標を求め、重心座標を中心とした所定の正方形領域a,b,c,dを検出領域とし、この検出領域a,b,c,dの中央部を補正領域としてマルチスクリーンの色補正を行う。図3の検出領域A,B,C,Dと図5の検出領域a,b,c,dはスクリーンの状態に応じて、例えばPC2のキー操作により切り替える。   If the unevenness in one screen is small, as shown in FIG. 5, the center of gravity coordinates of the screen are obtained by following the procedure of step S2, and predetermined square areas a, b, c centered on the center of gravity coordinates are obtained. , D are set as detection areas, and the center of the detection areas a, b, c, d is used as a correction area to perform multi-screen color correction. The detection areas A, B, C, and D in FIG. 3 and the detection areas a, b, c, and d in FIG. 5 are switched by, for example, key operation of the PC 2 according to the state of the screen.

(2)基準RGBの設定
さて、何を基準にして補正するか。基準RGBを定義し設定(図2のステップS4)して、各DLPプロジェクタを調整する。DLPプロジェクタは、映像の色合い,輝度,コントラストなどを変えるための設定パラメータをデフォルトとして有する。ここでは、スクリーンが明るい場合と暗い場合について、RGBそれぞれにつき各DLPプロジェクタのデフォルトの内で最も暗い色設定パラメータを基準値とする。これは、色を調整する場合、暗くすることは容易であるが、明るくすることはDLPの特性上難しいからである。例えば、2×2のDLPプロジェクタの場合、各DLPプロジェクタのRGBのデフォルトが下記のようであるとする。
(2) Setting the standard RGB Now what is the standard for correction? Reference RGB is defined and set (step S4 in FIG. 2), and each DLP projector is adjusted. A DLP projector has, as a default, setting parameters for changing the color, brightness, contrast, and the like of an image. Here, in the case where the screen is bright and dark, the darkest color setting parameter among the defaults of each DLP projector for each RGB is set as a reference value. This is because, when adjusting the color, it is easy to darken, but it is difficult to brighten due to the characteristics of DLP. For example, in the case of a 2 × 2 DLP projector, the default RGB of each DLP projector is as follows.

DLP1(RGB)=(100,85,75)
DLP2(RGB)=(120,95,85)
DLP3(RGB)=(150,45,150)
DLP4(RGB)=(110,23,184)
この場合、基準Rref,Gref,Brefは下記のようになる。
DLP1 (RGB) = (100,85,75)
DLP2 (RGB) = (120,95,85)
DLP3 (RGB) = (150,45,150)
DLP4 (RGB) = (110,23,184)
In this case, the reference Rref, Gref, and Bref are as follows.

Rref,Gref,Bref=100,23,75
このようにして定めた基準RGBは、例えばPC2のキー操作により入力しプログラムによって使用できるようにしておく。
Rref, Gref, Bref = 100,23,75
The reference RGB determined in this way is input by a key operation of the PC 2, for example, and can be used by a program.

(3)色補正の実行
次いで、テストパターンにより色補正を行なう(図2のステップS5〜S12)。PC2上で実行されるプログラムはマルチスクリーンにテストパターンを表示させる(図2のステップS5)。テストパターンはDLPプロジェクタから出力される固有のパターンであって、例えば、gray80というテストパターンは白に近い灰色の画像を表示し、gray50というテストパターンは略灰色の画像を表示する。ここでは、スクリーンが明るい場合のパラメータの最適化を図るためにgray80、スクリーンが暗い場合のパラメータの最適化を図るためにgray50を使用する。
(3) Execution of color correction Next, color correction is performed using a test pattern (steps S5 to S12 in FIG. 2). The program executed on the PC 2 displays a test pattern on the multi-screen (Step S5 in FIG. 2). The test pattern is a unique pattern output from the DLP projector. For example, the gray 80 test pattern displays a gray image close to white, and the gray 50 test pattern displays a substantially gray image. Here, gray80 is used to optimize the parameters when the screen is bright, and gray50 is used to optimize the parameters when the screen is dark.

カメラ1はマルチスクリーン全面に表示されているテストパターンgray80の画像を読み取ってPC2へ伝える。PC2では、色補正の制限回数を示す変数N=0とし(図2のステップS6)、各スクリーンに表示されている色を基準色に合わせるように色補正を行なう(図2のステップS7)。この色補正は各DLPプロジェクタ毎に並列して行なわれる。   The camera 1 reads the image of the test pattern gray 80 displayed on the entire multi-screen and transmits it to the PC 2. In PC2, a variable N = 0 indicating the number of times of color correction is set (step S6 in FIG. 2), and color correction is performed so that the color displayed on each screen matches the reference color (step S7 in FIG. 2). This color correction is performed in parallel for each DLP projector.

PC2で実行される色補正のプログラムには、色補正の最適化を図るために次式のような評価関数Jが定義されている。

Figure 2007279643
The color correction program executed on the PC 2 defines an evaluation function J as shown in the following equation in order to optimize the color correction.
Figure 2007279643

この式で、nは補正領域の数であり、図4の例なら2、図5の例なら1である。また、iは補正領域の番号、Ri,Gi,Biは補正領域iのR,G,Bの平均値であって、カメラ1から伝えられてくるgray80の画像の内から抽出され補正領域iについて演算により求められる。   In this equation, n is the number of correction regions, which is 2 in the example of FIG. 4 and 1 in the example of FIG. Further, i is the number of the correction area, Ri, Gi, and Bi are the average values of R, G, and B of the correction area i. The correction area i is extracted from the gray 80 image transmitted from the camera 1. It is obtained by calculation.

色補正は評価関数Jの値を最少化することにより最適化される。そのために、プログラムには、R,G,B毎に次式のような評価関数Jr,Jg,Jbが定義されている。

Figure 2007279643
Color correction is optimized by minimizing the value of the evaluation function J. For this purpose, evaluation functions Jr, Jg, and Jb are defined for each of R, G, and B in the program.

Figure 2007279643

上記の式により、評価関数Jr,Jg,Jbの絶対値を計算し、その内で最も大きい設定パラメータを変化させる。例えば、評価関数Jrの絶対値が最も大きい場合はRパラメータを変化させる。変化の方向は、評価関数Jrの符号と逆である。すなわち、Jr<0ならRパラメータを例えば+1し、Jr>0ならRパラメータを例えば−1する。±1の1は、1でなくともよく、少し大きな値から始めて収束近くになってから1としてもよい。次に、Jgの絶対値が最も大きくなると、Gパラメータについて上記のRパラメータに対する処理と同様な処理を行う。   The absolute values of the evaluation functions Jr, Jg, Jb are calculated by the above formula, and the largest setting parameter among them is changed. For example, when the absolute value of the evaluation function Jr is the largest, the R parameter is changed. The direction of change is opposite to the sign of the evaluation function Jr. That is, if Jr <0, the R parameter is incremented by 1 for example, and if Jr> 0, the R parameter is incremented by −1. 1 of ± 1 does not need to be 1, and may be 1 after starting from a slightly large value and becoming close to convergence. Next, when the absolute value of Jg becomes the largest, the same process as the process for the R parameter is performed for the G parameter.

変数N=0について、以上の色補正を行なうと、N+1→Nとして(図2のステップS8)、収束条件を満たす(図2のステップS9)か、回数制限に達する(図2のステップS10)まで色補正(図2のステップS7)を繰り返す。すなわち、変化させた色設定パラメータによりマルチスクリーン全面に表示されているテストパターンgray80の画像を読み取ってPC2へ伝える。PC2では、各スクリーンに表示されている色を基準色に合わせるように評価関数Jr,Jg,Jbの絶対値を計算し、その内で最も大きい設定パラメータを変化させる。この過程において、その時々のRi,Gi,Biから評価関数Jの値を算出する。収束条件は評価関数Jの値が所定値以下になることである。   When the above color correction is performed for the variable N = 0, N + 1 → N (step S8 in FIG. 2), the convergence condition is satisfied (step S9 in FIG. 2), or the number limit is reached (step in FIG. 2). The color correction (step S7 in FIG. 2) is repeated until S10). That is, an image of the test pattern gray 80 displayed on the entire multi-screen is read according to the changed color setting parameter and transmitted to the PC 2. The PC 2 calculates absolute values of the evaluation functions Jr, Jg, and Jb so that the color displayed on each screen matches the reference color, and changes the largest setting parameter among them. In this process, the value of the evaluation function J is calculated from Ri, Gi, Bi at that time. The convergence condition is that the value of the evaluation function J is not more than a predetermined value.

以上は、テストパターンgray80による色補正の最適化であったが、テストパターンgray50についても同様な色補正を行なう(図2のステップS4〜S10)。そして、規定のテストパターン(いまの場合はgray80とgray50)すべてについて色補正を行なうと(図2のステップS11)、最終的に本当に色補正できたかを目視により確認し(図2のステップS12)、非なら基準色の設定(図2のステップS4)からやり直す。   The above is the optimization of the color correction by the test pattern gray80, but the same color correction is performed for the test pattern gray50 (steps S4 to S10 in FIG. 2). Then, when color correction is performed for all of the specified test patterns (in this case, gray80 and gray50) (step S11 in FIG. 2), it is finally visually confirmed whether color correction has been completed (step S12 in FIG. 2). If not, start again from the reference color setting (step S4 in FIG. 2).

(4)更なる色補正の実行
(3)に記載した色補正は、いずれかのテストパターンについて、R,G,Bの内のいずれか一つに注目しながら行なっているが、この色補正は、両方のテストパターンを総合して、より良質な色補正を行なうために、R,G,Bの内の複数の組合せについて実行する。
(4) Execution of further color correction The color correction described in (3) is performed while paying attention to any one of R, G, and B for any test pattern. Is performed for a plurality of combinations of R, G, and B in order to combine both test patterns and perform color correction with higher quality.

先ず、PC2で実行される色補正のプログラムは、テストパターンgray80を全DLPプロジェクタにロードし、Rパラメータを所定の範囲で変えていく。そして、その都度、マルチスクリーン全面に表示されているテストパターンgray80の画像はカメラ1で読み取られてPC2へ伝えられ、評価関数Jの値が算出される。この評価関数Jの値は全てがメモリに蓄えられる。   First, the color correction program executed on the PC 2 loads the test pattern gray80 to all DLP projectors and changes the R parameter within a predetermined range. Each time, the image of the test pattern gray80 displayed on the entire multi-screen is read by the camera 1 and transmitted to the PC 2, and the value of the evaluation function J is calculated. All the values of the evaluation function J are stored in the memory.

次に、テストパターンgray50をロードし、これについても上記と同様にRパラメータを所定の範囲で変えていき、評価関数Jの値を算出する。ここで算出された評価関数Jの値と上記のメモリに蓄えられている評価関数Jの値との和をとってメモリに上書き保存される。   Next, the test pattern gray50 is loaded, and the value of the evaluation function J is calculated by changing the R parameter within a predetermined range in the same manner as described above. The sum of the value of the evaluation function J calculated here and the value of the evaluation function J stored in the memory is taken and stored in the memory.

次に、テストパターンgray80を再度ロードしてGパラメータについて、Rパラメータについて行なったのと同様の処理を行い、上記メモリに上書き保存される。また、テストパターンgray50を再度ロードしてGパラメータについて、Rパラメータについて行なったのと同様の処理を行、メモリに上書き保存される。   Next, the test pattern gray80 is loaded again, the G parameter is subjected to the same processing as that performed for the R parameter, and is overwritten and saved in the memory. Also, the test pattern gray50 is loaded again, and the same processing as that performed for the R parameter is performed for the G parameter, and is overwritten and saved in the memory.

更に、テストパターンgray80を再度ロードしてBパラメータについて、RパラメータとGパラメータについて行なったのと同様の処理を行い、上記メモリに上書き保存される。また、テストパターンgray50を再度ロードしてBパラメータについて、RパラメータとGパラメータについて行なったのと同様の処理を行い、メモリに上書き保存される。   Further, the test pattern gray80 is loaded again, and the same processing as that performed for the R parameter and the G parameter is performed on the B parameter, and is overwritten and saved in the memory. Further, the test pattern gray50 is loaded again, and the same processing as that performed for the R parameter and the G parameter is performed on the B parameter, and is overwritten and saved in the memory.

以上の処理の過程において、評価関数Jの値が算出され、所定の充足条件を満たすか、制限回数に達するまで繰り返される。   In the process described above, the value of the evaluation function J is calculated, and the process is repeated until a predetermined satisfaction condition is satisfied or the limit number of times is reached.

上記(3)と(4)のいずれの手法であっても、処理が終結したときの評価関数Jの値を与えるRパラメータ,GパラメータおよびBパラメータが最適な色パラメータである。最適化された色パラメータは各DLPプロジェクタに保存され、実用時の符号データは、この色パラメータによってスクリーンに色表示される。前述のように、各DLPプロジェクタは同一の基準RGBの下に、それぞれの補正領域からカメラ1で採取されたRGB色により色補正されるので、各DLPプロジェクタに色特性の違いがあっても適正に補正され、人間の目で見て可能な限り不自然にならないようにすることができる。   In any of the methods (3) and (4), the R parameter, the G parameter, and the B parameter that give the value of the evaluation function J when the processing is completed are the optimum color parameters. The optimized color parameters are stored in each DLP projector, and the code data at the time of practical use is displayed in color on the screen by the color parameters. As described above, each DLP projector is color-corrected with the RGB color collected by the camera 1 from each correction area under the same reference RGB, so that even if each DLP projector has a difference in color characteristics, it is appropriate. So that it is not as unnatural as possible with the human eye.

本発明のDLPプロジェクタにおける色補正方法を実行するための装置を示す図The figure which shows the apparatus for performing the color correction method in the DLP projector of this invention 本発明の色補正方法の手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the procedure of the color correction method of this invention スクリーンにおける検出領域を例示する図Diagram illustrating the detection area on the screen マルチスクリーンにおける検出領域を例示する図The figure which illustrates the detection area in the multi-screen マルチスクリーンにおける検出領域を例示する他の図Another diagram illustrating a detection area in a multi-screen

符号の説明Explanation of symbols

1 カメラ
2 PC
A〜D 検出領域
1 Camera 2 PC
A to D detection area

Claims (4)

マルチスクリーン構成のDLPプロジェクタにおける色補正方法において、
スクリーン毎に少なくとも一つの補正領域を求める第1段階と、
マルチスクリーンにテストパターンを投射する第2段階と、
前記補正領域における前記テストパターンの画像をカメラで読み取る第3段階と、
前記カメラで読み取った画像のRGBそれぞれの平均値をスクリーン対応に算出する第4段階と、
前記平均値とRGBそれぞれの基準値との差の二乗の和が最小となるように前記第2段階〜第4段階の手順をスクリーン対応に繰り返す第5段階と、
所定の収束条件を満たしたときのRGBそれぞれの色設定パラメータを各DLPプロジェクタに設定する第6段階を有することを特徴とするDLPプロジェクタにおける色補正方法。
In the color correction method in a multi-screen DLP projector,
A first step for determining at least one correction area for each screen;
A second stage of projecting a test pattern on a multi-screen;
A third stage of reading an image of the test pattern in the correction area with a camera;
A fourth step of calculating an average value of each RGB of the image read by the camera in correspondence with the screen;
A fifth stage in which the procedures of the second stage to the fourth stage are repeated in correspondence with the screen so that the sum of the squares of the difference between the average value and the RGB reference values is minimized;
A color correction method for a DLP projector, comprising: a sixth step of setting each RGB color setting parameter in each DLP projector when a predetermined convergence condition is satisfied.
前記第5段階は、
前記平均値と前記基準値との差を前記補正領域についてスクリーン対応に加算する第1ステップと、
前記加算した値が最大の色に対する設定パラメータを前記差が縮まる方向に変化させる第2ステップを有することを特徴とする請求項1記載のDLPプロジェクタにおける色補正方法。
The fifth stage includes
A first step of adding a difference between the average value and the reference value for the correction area in correspondence with a screen;
2. The color correction method for a DLP projector according to claim 1, further comprising a second step of changing a setting parameter for the color having the maximum added value in a direction in which the difference is reduced.
前記第5段階は、
前記平均値とRGBそれぞれの基準値との差の二乗の和をメモリに蓄える第1ステップと、
Rの色設定パラメータを所定の範囲で変えながら前記第1ステップを繰り返す第2ステップと、
Gの色設定パラメータを所定の範囲で変えながら前記第1ステップを繰り返す第3段階と、
Bの色設定パラメータを所定の範囲で変えながら前記第1ステップを繰り返す第4ステップと、
前記第2ステップ〜前記第4ステップを繰り返す第5ステップを有することを特徴とする請求項1記載のDLPプロジェクタにおける色補正方法。
The fifth stage includes
A first step of storing in a memory a sum of squares of differences between the average value and the RGB reference values;
A second step of repeating the first step while changing the R color setting parameter within a predetermined range;
A third stage in which the first step is repeated while changing the G color setting parameter within a predetermined range;
A fourth step of repeating the first step while changing the color setting parameter of B within a predetermined range;
The color correction method for a DLP projector according to claim 1, further comprising a fifth step of repeating the second step to the fourth step.
前記第1段階は、
各スクリーンを外周は黒で縁取りして逐次的に白表示させる第1ステップと、
前記画像をカメラで読み取る第2ステップと、
前記読み取った画像の2値化を行い該2値化画像の内で他のスクリーンと隣接する上下左右を基準として所定の領域を検出領域として抽出する第3ステップと、
前記検出領域の中央部の所定領域を補正領域とする第4ステップとすることを特徴とする請求項1〜請求項3記載のDLPプロジェクタにおける色補正方法。
The first stage includes
A first step in which each screen is blacked on the outer periphery and sequentially displayed in white;
A second step of reading the image with a camera;
A third step of binarizing the read image and extracting a predetermined area as a detection area on the basis of upper, lower, left and right adjacent to another screen in the binarized image;
4. The color correction method for a DLP projector according to claim 1, wherein the fourth step is to set a predetermined area at the center of the detection area as a correction area.
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