具有分辨率变换功能的显示图像生成装置

摘要

本发明涉及具有分辨率变换功能的显示图像生成装置，使用投影仪投影由书画摄像机摄影的高分辨率的摄影图像(G2)等。若对投影中的显示图像(G3)进行放大操作，则不需要对根据投影仪的分辨率缩小的显示图像(G3)的图像数据进行放大，而将原摄影图像(G2)中被请求的与放大倍率对应大小的显示范围(Q)内的图像数据进行缩小，并基于此对作为显示图像的放大图像(G4)进行投影。

说明书

技术领域

本发明涉及具有分辨率变换功能的显示图像生成装置。

背景技术

近年来，在演出或会议等中，使用投影仪在屏幕上放大投影用个人电脑(以下，略称为PC)制作的文档。投影仪具有这样的结构：通过液晶或微镜阵列(Micromirror Array)等图像变换器件，将作为映像信号从PC等输入的图像信号变换为投影光的结构。在这样的投影仪中，有的具有这样的功能：将从PC发送来的图像通过数据处理放大并投影的放大显示功能(以下称为数字缩放功能)。

而且，除所述图像以外还使用书画摄像机，作为用于通过投影仪对例如手持的书面资料(报纸、杂志的报道、手写的原稿)或、立体资料进行投影的装置。书画摄像机一般具有将通过CCD或MOS型摄像器件拍摄的图像数据经由PC或直接传送到投影仪的结构。

从而，在使用上述书画摄像机的情况下，在放大书面资料或立体资料来对任意范围进行投影时，采取将书画摄像机接近书画资料，或如果书画摄像机具有光学透镜，则采用提高其放大倍率的方法或者使用所述投影仪的放大显示功能的方法。在此情况下，在所述方法中必需具有使书画摄像机的摄像范围与书面资料等放大投影部分对准的操作，由于操作烦杂，在使用具有数字缩放功能的投影仪时，采用使用此功能的、后一方法的情况较多。

但是，在使用投影仪具有的上述数字缩放功能的情况下，存在以下问题，即：投影仪能够投影的画面的分辨率由设备种类确定，但一般为SVGA(800×600像素)～SXGA(1,024×1,024像素)，例如在从PC向投影仪发送图像数据时，进行使该分辨率预先与投影仪的分辨率相匹配的处理。

因此，利用所述数字缩放功能对图像的任意范围进行放大并投影时，与该放大率成比例地降低放大后的图像的分辨率。即投影仪的分辨率在SVGA中放大率为1.25倍时，通过对640×480像素的图像数据进行像素内插，生成800×600像素的图像数据，并基于此对图像进行投影。特殊地，在对使用书画摄像机拍摄的书画资料等图像的任意区域进行放大时，因为其为自然图像，存在放大后的投影图像的图像质量显著下降的问题。

发明内容

本发明是鉴于这样的现有的问题，具有：图像输入单元(51)，输入以第1分辨率形成的第1图像数据；图像输出单元(25)，输出以第2分辨率形成的第2图像数据；变换单元(53)，将从所述图像输入单元输入的所述第1图像数据中的、被指定的切出区域的图像数据，依次变换为所述第2分辨率，并将经所述变换生成的上述第2图像数据，通过上述图像输出单元依次输出；变更请求单元(54)，输入针对由所述图像输出单元输出的所述第2图像数据的、输出区域变更请求；控制单元(55)，确定所述第1图像数据内的切出区域，该切出区域与由所述变更请求单元所输入的所述输出区域变更请求对应，将该确定的切出区域指定为所述变换单元进行分辨率变换的切出区域。

从而，在所输入的图像数据的分辨率与为显示而输出的图像数据的分辨率相比，具有充分高的分辨率的情况下，在为显示而输出的图像数据中即使变更显示区域，如果该显示范围的变更在一定范围内，则也能够维持与变更显示区域前相同的图像质量。

附图说明

图1为表示本发明的摄像投影系统的系统结构图。

图2为在该系统中以投影仪和PC的电结构为主的示意框图。

图3为表示内置图像放大处理功能的投影仪的结构的框图。

图4为表示摄像装置的电结构的框图。

图5为表示摄像投影系统的基本操作的流程图。

图6为表示用PC进行的切出处理的内容的说明图。

图7为表示用PC进行的与图像显示和输出相关的操作内容的流程图。

图8为表示切出处理后的摄像图像的纵横比、PC监视器的纵横比的图。

图9为表示切出处理后的摄影图像、PC监视器的显示画面和投影图像之间的关系的图。

图10为表示用PC进行的与图像放大处理相关的操作内容的流程图。

图11为表示该放大处理的内容的说明图。

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明的一种实施方式。图1为表示本发明的摄像投影系统的系统结构图。

本实施方式的摄像投影系统由投影仪1、笔记本型个人电脑(以下，称为PC)2和摄像装置4构成。投影仪1和PC2经由RGB电缆和USB电缆200连接。PC2和书画摄像机4经由其它USB电缆201连接。各设备根据需要用连接器进行连接。并且，在本实施方式中，PC2为本发明的显示图像生成装置。

投影仪1的结构中，将容纳投影透镜等光学系统的投影部1a设置在主体正面，将与从PC发送的文档等图像对应的投射光从投影部1a投射到屏幕S(或者是白板等)。而且，在投影仪1中，附设有红外线遥控单元(以下，称为红外遥控器)5，通过红外遥控器5，能够在远离的场所操作投影仪1。

书画摄像机4由摄像机台4a和安装在未图示的安装部上的数字摄像机4c构成，所述安装部设置于在摄像机台4a上竖立设置的支柱4b的上端部，且该安装部可在上下左右方向上旋转自由。数字摄像机4c具有AE功能等一般规格，并且具有规定的摄影模式，该摄影模式是将通过摄像获得的图像数据进行输出的PC摄像功能。

从而，在摄像投影系统中，在如图所示的摄像机台4a上载置报纸、杂志报道、展示纸、书面原稿等书面资料A、或各种立体资料，通过数字摄像机4c对其进行摄影，并将所拍摄的图像经由PC2发送到投影仪1，由此能够将书面资料A等投影到屏幕S。

(投影仪的结构)

另一方面，图2为主要示出在上述摄像投影系统中以投影仪1和PC2的电结构的概略框图。投影仪1具有：CPU11、ROM12、RAM13、图像输入部14、显示部15、键输入部16、红外信号接收部17。

在图像输入部14上连接有输入端子18，该输入端子18上连接了所述RGB电缆100，根据从PC2输入的图像信号(RGB信号)，生成用于投影图像的显示信号，并向显示部15发送。显示部15包括：氪灯等光源；液晶或微镜阵列等图像变换器件(本发明的投影装置)，将光源的光变换为对应于输入信号的投影光；驱动电路，根据从图像输入部14发送的显示信号，驱动该图像变换器件；投影透镜等光学系统，设置在所述投影部1a中。显示部15根据从PC2发送的图像数据，将显示图像投影到屏幕S上。

CPU11按照在ROM12中存储的程序，对作为操作用存储器的RAM13进行操作，来控制投影仪1整体。键输入部16是用户为进行投影仪1的操作而准备的，由多个操作键构成，红外信号接收部17接收从所述红外遥控5发送的红外线，并将编码的操作信号解码之后发送到CPU11。而且，在CPU11上连接未图示的USB接口电路，其中设有USB端子19，USB端子19与所述USB电缆200连接。从而，在本实施方式中，从键输入部16的操作键或红外遥控5向CPU11发送的操作信号，根据需要发送到PC2。

(PC的结构)

另一方面，PC2具有：CPU21、RAM22、存储装置23、输入装置24、视频适配器25、VRAM26、显示装置27。而且，PC2具有二个USB端口，在连接到CPU21的未图示的USB接口电路上设有第1和第2USB连接端子29、30。所述USB电缆200连接到第1USB连接端子29，其它USB电缆201连接到第2USB连接端子30。

视频适配器25生成显示用视频信号(RGB信号)，输出到由LCD和其驱动电路等构成的所述显示装置27，VRAM26随时存储视频显示适配器25生成的显示用图像数据。而且，在视频适配器25中设有与所述RGB电缆100连接的RGB输出端子28，视频适配器25具有这样的功能：根据CPU21的命令，经由RGB电缆100向投影仪1输出显示用图像数据，该显示用图像数据与向显示装置输出的图像数据不同，是另外生成的。

输入装置24是在PC2主体上设置的多个键，或与主体相连接的鼠标等，存储装置23存储容量比较大的硬盘等。在存储装置23中存储：规定的展示·程序，用于进行展示的文档的制作·编辑；图像处理程序，用于对摄影图像进行后述的各种图像处理；显示用图像数据，在视频适配器25中，用于将上述文档或图像等在显示装置27中进行显示；图像显示程序，用于生成向投影仪1输出的图像数据。

从而，在PC2中，CPU21按照上述图像显示程序操作，由此，完成本发明的生成装置、放大控制单元的功能。

(数字摄像机的结构)

图4是表示构成摄像装置4的数字摄像机4c的电结构的框图。数字摄像机4c具有：作为摄像器件(本发明的摄像装置)的CCD41，经由未图示的透镜对所述书面资料A等进行拍摄；信号处理部42，在对从CCD41输出的模拟摄像信号实施各种信号处理后，作为数字图像信号输出。在本实施方式中，所述CCD41最好具有高分辨率，例如具有400万像素的有效像素。

在处于摄影待机状态时，从信号处理部42输出的图像信号发送到LCD43，作为被摄体图像进行显示。而且，在通常的摄影模式中，对应于摄影操作，用CCD41拍摄的图像数据通过CPU按照JPEG等规定格式压缩，存储到图像存储器45，另一方面，在所述规定摄影模式中，将用CCD41拍摄的图像数据从USB接口46，经由所述USB电缆5，向PC2输出。

由CPU44根据需要读出存储在图像存储器45中的压缩后的图像数据，并经扩展后，在LCD43中作为静止图像再现并显示。并且，所述图像存储器45是在数字摄像机4c中内置或自由装卸的闪速存储器等不挥发性存储器。而且，在数字摄像机4c中，设置：ROM47，存储CPU44控制上述图像数据的压缩·扩展和装置整体时所必需的各种控制程序；作为CPU44操作用存储器的RAM48；键输入部49，由快门或模式切换键等多个操作键组成。

(摄像投影系统的操作说明)

下面，说明下述情形下的动作，在该情形中，由以上结构组成的摄像投影系统，将图1所示的书面资料A等图像投影到屏幕S。

图5为表示本系统的基本操作的流程图。摄像机4(具体为数字摄像机4c)通过设定所述规定的摄影模式，拍摄任意的书面资料A等，并将所拍摄的文档的图像数据输出到PC2(步骤SA1)。而且，在PC2中，通过所述图像处理程序，对输入的图像数据进行变形校正处理、旋转处理、切出处理等各种图像处理，来校正摄影图像之后，通过显示程序向投影仪1输出处理后的图像数据(步骤SA2～SA5)。从而，投影仪1根据从PC2输入的图像数据将图像投射到屏幕S(步骤SA6)。

并且，根据需要对图像的一部分或全部实施利用PC2进行的上述图像处理。而且，在以下说明中，在所述切出处理中，如图6所示，从由书画摄像机4发送的图像G1(参考该图6A)，例如切出除去由用户指定的不要的外周部分的指定区域Ga(参考该图图6A和图6B)，向投影仪1输出仅由指定区域Ga构成的图像G2的图像数据。

图7为表示在上述操作中与PC2执行的图像的显示和输出相关的操作内容的流程图。并且，在以下的说明中，在显示装置27(以下，称为PC监视器)中设定的分辨率与投影仪1的分辨率相同。

PC2在显示所述图像处理中最终获得的图像(以下，称为摄影图像)G2时，首先获得该图像数据的纵横尺寸(像素值)(步骤SB1)，计算其纵横比(步骤SB2)。另外，获得在PC监视器中设定的分辨率(步骤SB3)，计算其纵横比(步骤SB4)。图7为表示上述处理中计算的图像数据(摄影图像)的纵横比(X1/Y1)、和PC监视器的纵横比(X2/Y2)的图。并且，PC监视器的纵横比为通常的3/4，若分辨率为XGA，则纵横尺寸为768×1,024像素(对于投影仪1也相同)。

接着，比较PC监视器的纵横比和图像数据的纵横比，对PC监视器确定图像数据(源图像G2)的长边(步骤SB5)。图9为此时确定结果的模式的示意图，确定结果为以下3种中的任意一个。

图9A…(X1/Y1)＞(X2/Y2)，横边(X1)较长。

图9B…(X1/Y1)＝(X2/Y2)，纵横比与PC监视器相同。

图9A…(X1/Y1)＜(X2/Y2)，纵边(X1)较长。

下面，对于确定的长边，根据PC监视器的相同边长的比，计算放大或缩小摄影图像G2的倍率(步骤SB6)，按照所计算的倍率即在图8(a)的模式中为(X2/X1)倍、在该图(b)和该图(a)的模式中为(Y2/Y1)倍(步骤SB7)，缩小摄影图像G2的数据。总之使摄影图像G2的分辨率变小。之后，使该中心位置与PC监视器的中心位置重合地、在PC监视器中显示缩小后的图像(显示图像)G3，同时向投影仪输出上述显示图像G3的数据(步骤SB8)。由此，在屏幕S上，显示在PC监视器侧显示的显示图像G3(这里总像素数相同)。

另一方面，图10为流程图，示出了以下内容：在用投影仪1投影所述显示图像G3时，通过所述操作键或所述红外遥控5的操作，在存在来自用户的显示图像G3的放大指示时，与PC2执行的图像放大处理相关的操作内容。并且，这里以所述的摄影图像G2的尺寸为1,500×2,000像素(纵横比为3∶4)、放大率为1.25倍的线性比的情况进行了说明。

PC2根据来自操作键或红外遥控5的放大指示，利用OSD功能等在所述显示图像G3中显示十字点(point)，用户使用操作键或红外遥控5可移动该十字点；并且，通过该十字点获得由用户指示的放大位置O(步骤SC1：参考图11A)。

下面，确定摄影图像G2中的、与显示图像G3的放大位置O对应的的放大位置P(形成与放大位置O相似的位置)后(步骤SC2)，在摄影图像G2中以获得的放大位置P为中心，并将与由用户指定的放大率对应的大小范围作为显示范围Q，获得该显示范围Q的图像数据(步骤SC3：参考图11B)。

并且，因为在此放大率为1.25倍，所以显示范围Q的纵横尺寸(Y3×X3)为将摄影图像G2的纵横尺寸(1,500×2,000单元)缩小80％后的尺寸(1,200×1,600)。而且，显示范围Q是显示图像G3中用十字点指示的区域，该区域以放大位置O为中心，并与应以上述放大率放大的范围相似。

接着，对获得的显示范围Q的图像数据进行与PC监视器即投影仪1的分辨率相匹配的处理(上述例子中为64％的缩小处理)后(步骤SC4：参考图11C)，根据处理后的图像数据，在PC监视器中显示图像即放大图像G4，并且由投影仪1投影到屏幕S(步骤SC5)。由此，完成放大显示图像G3。

并且，PC2在结束上述放大处理后，如果存在来自操作键或红外遥控5的用户进行的画面卷屏指示，则根据所被指示的方向和移动量，使摄影图像G2中的显示范围Q(参考图11B)的位置移动后，通过实施进行所述步骤SC3～SC5的处理的卷屏处理，更新放大图像G4。此后，每次卷屏指示时重复相关处理。另外，如果存在来自操作键或红外遥控器5的由用户进行的画面缩小指示，则在所述步骤SC3，通过缩小处理，来更新显示图像G3，所述缩小处理是将与摄影图像G2中的用户所指定的缩小率对应的大小区域作为显示区域Q(参考图11B)的处理。

如上所述，在本实施方式的摄影投影系统中，在书画摄像机4(数字摄像机4c)侧的分辨率(通过摄影获得的图像的像素数)超过投影仪1的分辨率(能够显示的像素数)时，通过投影仪1对所拍摄的图像进行投影时，即使对投影图像的任意区域进行，如果该放大率在一定的范围内，则投影的放大图像G4成为对所拍摄的图像(摄影图像G2)数据及进行了缩小处理之后的图像。由此，在放大后的投影图像中不产生图像质量降低的情况下，能够确保与放大前相同的图像质量。

并且，这样的效果并不限于对用书画摄像机4拍摄的图像实时地进行投影的情况，例如对在PC2的存储装置23中存储的图像进行投影时，即使该图像的像素数超过投影仪1能够显示的像素，也能够获得该效果。

而且，也可以将上述投影仪1的功能、上述PC2中的图像的放大处理功能和上述摄像机装置功能内置于一个装置中。图3是表示该情况下的结构的概略框图。涉及到各个部分的操作与上述摄影投影系统的操作相同。

而且，如果投影仪1所需要的CPU11的处理能力存在余量，则上述的PC2进行的图像放大处理也可以在投影仪侧进行。而且，如果构成书画摄像机4的数字摄像机4c具有的CPU44的处理能力有余量，则由所述的PC2进行的、向投影仪1的图像输出处理、图像放大处理，也可以在书画摄像机4侧进行。在此情况不需要PC2。但是，在用一个USB电缆连接投影仪1和书画摄像机4的结构中，在书画摄像机4侧进行由用户进行的投影图像的放大等指示。

另外，通过在所述投影仪1中设置CCD等摄像器件，来构成具有作为书画摄像机4的功能的结构时，作为摄像器件最好使用具有超过显示部15中的图像变换器件的像素数的器件，并且，如果在CPU11中进行由PC2进行的所述图像放大处理，则能够获得与本发明相同的效果。