投影仪、投影变换处理装置及投影仪中的图像处理方法

摘要

本发明涉及投影仪、投影变换处理装置及投影仪中的图像处理方法。该投影仪具有：帧图像存储部，其存储被输入到投影仪中的输入图像数据；块图像存储部，其以包含M×N(M，N≥2)个像素的块图像数据为单位，存储所述输入图像数据的一部分；校正处理部，其根据被存储在块图像存储部中的块图像数据进行校正处理，以校正被投影在被投影面上的图像的变形，并生成作为校正后的图像数据的校正后图像数据；块图像预测部，其在校正处理部对规定像素进行校正处理时，对随后被进行处理的像素的校正处理中所使用的块图像数据进行预测。

说明书

技术领域

本发明涉及将图像显示在被投影面的投影仪。

背景技术

在用投影仪将矩形的图像(下面也称原图像)显示在屏幕等投影面时，根据投影仪与投影面之间的相对位置关系，存在显示在投影面的图像(下面也称投影图像)会变形为梯形、平行四边形、其他四边形等情况。包括这样的梯形变形以外的投影变形，在本说明书中均被称为“梯形变形”。这样，当在投影图像中发生了梯形变形时，使用一种利用投影变换方法进行校正的梯形校正的技术，以使投影图像显示为矩形。

专利文献1：日本特开2002-278507号公报、

专利文献2：日本特开2003-29714号公报。

在利用液晶面板生成用于显示图像的图像光的投影仪中，在校正梯形变形时，在液晶面板上生成相对投影面上的投影图像向相反方向变形的图像(下面称为校正后图像)。校正后图像的像素值通过根据原图像的像素值进行像素插补而求出。在计算校正后图像的1像素的像素值时，例如，计算相当于校正后图像的像素的原图像的坐标，并使用其周围16个像素进行像素插补。即，在梯形变形校正处理中要进行大量的处理，因此期望该处理的高速化。

发明内容

本发明是为了解决上述问题的至少一部分而提出的，可以以下面的方式或适用例来实现。

(适用例1)一种投影仪，将图像投影在被投影面上来进行显示，具有：帧图像存储部，其存储被输入到所述投影仪的输入图像数据；

块图像存储部，其比所述帧图像存储部容量小但高速，并且以包含M×N(M，N≥2)个像素的块图像数据为单位，存储所述输入图像数据的一部分；

校正处理部，其根据被存储在所述块图像存储部中的所述块图像数据，进行校正校正处理，以校正被投影在所述被投影面上的图像的变形，并生成作为校正后的图像数据的校正后图像数据；

块图像预测部，其在所述校正处理部对规定像素进行校正处理时，对之后进行处理的像素的所述校正处理中所使用的所述块图像数据进行预测，在被预测出的块图像数据未被存储在所述块图像存储部中的情况下，从所述帧图像存储部中读出所述被预测出的块图像数据，并将其存储在所述块图像存储部中。

根据该构成，由于具有块图像预测部所以预先在块图像存储部中存储有像素插补所需的块图像，可以缩短进行像素插补时重新读出所需的块图像并使其存储的时间，从而可以实现梯形变形校正处理的高速化。

此外，根据本实施例，由于使用标签信息，从而可以容易地进行块图像数据的预测。

并且，根据本实施例，可以使x坐标的检索简化，并且可以使块图像数据的预测高速化。

此外，根据本实施例，即使进行块图像数据的预测，也可以在图像插补时所需的块图像数据未被存储在块图像存储部中的情况下，使所需的块图像数据存储在块图像存储部中。

并且，根据本实施例，通过使用标签信息，可以容易地进行判定。

另外，本发明可以以多种方式来实现。例如，可以使用投影变换处理装置、投影变换处理方法等方式来实现。

附图说明

图1是示意地表示梯形变形校正的说明图。

图2是示意地表示校正后图像数据的生成方法的说明图。

图3是示意地表示像素插补的方法的图。

图4是简略地表示作为本发明的一实施例的投影仪的构成的框图。

图5是表示梯形校正部120的构成的功能框图。

图6是示意性地表示校正后图像数据生成处理的流程的步骤图。

图7是表示校正后图像的1像素的像素值的计算中的各处理的时序的时序图。

图8是示意性地表示帧缓存器150与高速缓存块存储部122的关系的图。

图9是示意地表示高速缓存块存储部122与高速缓存块用标签信息存储部123的关系的图。

图10是表示高速缓存块与插补块间的关系的图。

图11是示意地表示先读请求发行部132中的先读判定的图。

图12是表示通过先读而存储在高速缓存块存储部122中的高速缓存块的变化的图。

图13是表示存储在高速缓存块存储部122中的高速缓存块的一个例子的说明图。

图14是表示使用了标签信息的命中判定的例子的说明图。

图15是示意地表示命中判定处理的步骤的步骤图。

图16是示意地表示命中判定处理的步骤的步骤图。

图中符号说明：

100…投影仪；102…高速总线；104…低速总线；110…图像输入部；112…IP变换部；114…分辨率变换部；116…图像合成部；120…梯形变形校正部；121…高速缓存块控制部；122…高速缓存块存储部；123…高速缓存块用标签信息存储部；124…插补块读出部；125…像素插补部；126…FIFO部；127…寄存器部；128…控制部；129…坐标变换部；130…滤波系数计算部；131…命中判定部；132…先读请求发行部；140…液晶面板驱动部；150…帧缓存器；152…照明光学系统；160…高速总线控制部；162…低速总线控制部；170…处理器部；180…摄像部；182…传感器部；190…照明光学系统；192…液晶面板部；194…投影光学系统。

具体实施方式

下面，根据实施例并按照下面的顺序对本发明的实施方式进行说明。

A.实施例：

A-1.梯形变形校正：

A-2.投影仪的构成：

A-3.梯形变形校正部：

A-4.先读判定：

A-5.命中判定：

A-6.实施例的效果

B.变形例：

A.实施例：

A-1.梯形变形校正：

作为本发明的一实施例的投影仪100投射用于显示图像的图像光，并使图像显示在屏幕SC等被投影面上。投影仪100在被输入了矩形的图像时，通过对显示在屏幕SC上的图像的梯形变形进行校正，能够显示矩形的图像。在对投影仪100的构成进行说明之前，对本实施例的投影仪100中的梯形变形校正进行简单的说明。

图1是示意地表示梯形变形校正的说明图。如图所示，在投影仪100相对于屏幕SC在水平方向(左右方向)以及垂直方向(上下方向)分别倾斜地进行配置的情况下，与在液晶面板部192显示的图像(校正前图像IG0)为矩形的情况相对，投影到屏幕SC的图像PIG0分别在水平方向及垂直方向产生梯形变形。并且，在图1中，为了便于说明，将包含在投影仪100内的液晶面板192拿到投影仪100外来表示。

因此，若使用投影变换的方法，使相对于被投影在屏幕SC上的图像向相反方向变形后的图像(校正后图像IG1)形成在液晶面板192上，则矩形的图像PIGI被显示在屏幕SC上(图1)。这样，将使发生了梯形变形的图像看起来为矩形(原本应该显示的图像的形状)的校正称之为梯形变形校正。本实施方式中的梯形变形校正处理相当于权利要求书中的校正处理。

图2是示意地表示校正后图像数据的生成方法的说明图。图2(a)表示校正前图像IG0，图2(b)表示校正后图像IG1。图2(b)中的虚线表示校正前图像IG0的外形。由于校正前图像IG0被实施处理，使其在液晶面板部192的框内全屏显示，所以图2(b)中的虚线即表示是液晶面板部192的框。

在本实施方式中，校正前图像IG0、校正后图像IG1的坐标是指校正前图像IG0、校正后图像IG1被显示在液晶面板部192中的情况下的像素坐标。下面，将校正后图像IG1被显示时的液晶面板部192的像素坐标称为校正后坐标。并且，液晶面板部192的像素坐标中、未显示校正后图像IG1的区域的像素坐标也称为校正后坐标。通过逆投影变换将校正后坐标变换为校正前图像IG0中的坐标位置(液晶面板的像素坐标)的坐标称为校正前坐标。

基于图2对表示校正后图像IG1的校正后图像数据的生成方法的概要进行说明。为了生成校正后图像数据，基于校正前图像IG0的像素值求出构成校正后图像IG1的全部的像素坐标的像素值(R、G、B的各值)。例如，对求出图2所示的校正后图像IG1的正中的正方形所包围的坐标P1(X、Y)的像素值的方法进行说明。

首先，将欲求出像素值的校正后坐标P1(X，Y)变换为校正前坐标P0(x，y)。由于校正前图像IG0和校正后图像IG1不成整数倍的对应关系，所以计算出的校正前坐标P0(x，y)含有小数。因此，为了求出校正后坐标P1(X，Y)的像素值，使用校正前坐标P0(x，y)的附近的16个坐标的像素值来推算校正前坐标P0(x，y)的像素值。将其称为像素插补。从而，基于变换后的校正前坐标P0(x，y)，读取出邻近的16个像素(下面称为“插补块”)并使用滤波系数进行像素插补。由此，求出校正后图像IG1的坐标P1(X，Y)的像素值。即，表示校正后图像IG1的校正后图像数据是通过对构成校正后图像IG1的全部的像素(坐标)的像素值，按照每1像素进行上述的像素插补而生成的。

图3是示意地表示图像插补的方法的图。在图3中，例示了通过图像插补求出对上述的校正后坐标P1(X，Y)进行变换得到校正前坐标P0(x，y)的像素值的方法。图中，将校正前坐标P0(x，y)使用带阴影的圆形标志来表示，将其周边16个坐标用白色圆形标志表示。由于校正前坐标P0(x，y)的像素值通过像素插补求得，所以将校正前坐标P0(x，y)的像素值称为“插补像素”，由于其周边16个坐标的像素值为校正前图像数据，是已知的，所以称为“已知像素”。

在图3中，将作为已知像素的16个像素的像素值表示为DATA[m][n](m＝0，1，2，3(x方向)；n＝0，1，2，3(y方向))。校正像素是通过该16个像素的像素值与滤波系数的卷积运算而求得的。滤波系数是考虑到插补像素与已知像素的距离(例如，DATA[1][1]的已知像素与插补像素的距离在x方向为dx，在y方向为dy)的影响的系数，是按照已知像素而规定的。在图3中，滤波系数表示为COEF[m][n](m＝0，1，2，3(x方向)；n＝0，1，2，3(y方向)。并且，在本实施方式中，虽然使用了2维滤波系数，还可以将滤波系数分解为1维。

A-2.投影仪的构成：

图4是概略地表示作为本发明的一实施例的投影仪的构成的框图。如图示所示，投影仪100以图像输入部110、IP变换部112、分辨率变换部114、图像合成部116、梯形变形校正部120、液晶面板驱动部140、帧缓存器150、高速总线控制部160、低速总线控制部162、处理器部170、摄像部180、传感器部182、照明光学系统190、液晶面板部192、投影光学系统194为中心构成。上述构成要素中除照明光学系统190、液晶面板部192、投影光学系统194以外的各个构成要素通过高速总线102或者低速总线104相互连接。

映像输入部110对从未图示的DVD播放器或个人计算机等经由电缆输入的输入图像信号，根据需要进行A/D变换，将数字图像信号供给到IP变换部112。

IP变换部112对从图像输入部110供给的图像数据的格式进行处理，以将隔行扫描变换为逐行扫描，并将得到的图像数据发送到分辨率变换部114。

分辨率变换部114对从IP变换部112供给的图像数据实施尺寸放大处理或者缩小处理(即，分辨率变换处理)，并将得到的图像数据供给到图像合成部116。

图像合成部116将从分辨率变换部114供给的图像数据与菜单画面等OSD(On Screen Display)合成，并作为校正前图像数据写入帧缓存器150。

帧缓存器150可以存储1帧或多帧的数据。在本实施例中，使用廉价且大容量的DRAM(Dynamic Random Access Memory：动态随机访问存储器)作为帧缓存器150。本实施例中的帧缓存器150相当于权利要求书中的帧图像存储部。

梯形变形校正部120对以投影仪100的投影轴相对屏幕SC倾斜后的状态投影时产生的梯形变形进行校正。具体而言，为了使存储在帧缓存器150中的校正前图像数据所表示的校正前图像以校正了梯形变形的形状显示在液晶面板部192，对校正前图像数据实施校正处理，并作为校正后图像数据供给到液晶面板驱动部140。关于梯形变形校正部120将在下面进行说明。

液晶面板驱动部140根据经梯形变形校正部120输入的数字图像信号来驱动液晶面板部192。液晶面板部192由将多个像素配置成矩阵形的透射型液晶面板构成。液晶面板部192被液晶面板驱动部140驱动，使矩阵形配置的各个像素的光透射率变化，从而形成用于将从照明光学系统152照射的照明光调制成表现图像的有效图像光的图像。在本实施例中，液晶面板部192的模式为WUXGA，分辨率为1920×1200像素点。在本实施例中，将液晶面板像素坐标规定为x＝0～1919，y＝0～1199。并且，液晶面板部192还可以使用分辨率与本实施例不同的面板。

照明光学系统152具有例如高压水银等、超高压水银灯等灯类或其他发光体。投影光学系统194被安装在投影仪100的框体的前面，其将被液晶面板部192调制成图像光后的光放大并投影到屏幕SC上。投影光学系统194具有变焦镜头，可以改变透过液晶面板部192的光被投影时的放大程度(变焦状态)。本实施例中的液晶驱动部140、液晶面板部192、照明光学系统190、投影光学系统194相当于权利要求书中的图像光输出部。

处理器部170通过读取并执行存储在存储部(未图示)控制程序，对投影仪100内的各部的动作进行控制。并且，根据由摄像部180拍摄的摄影图像和由传感器部182检测出的投影仪100的倾斜度、以及来自用户的指示，计算下述的校正后坐标(X0～X3，Y0～Y3)(参照图2)、和坐标变换矩阵的变换系数(将在后面详述)，并输出到梯形变形校正部120。并且，在本实施例中，处理器部170被构成为通过设置在投影仪100主体上的操作面板(未图示)接收来自用户的指示，但还可以是例如遥控器控制部通过遥控器接收来自用户的指示，处理器部170通过低速总线104接收来自用户的指示的构成。

摄像部180具有CCD照相机，其生成摄影图像。由摄像部180生成的摄影图像被存储在未图示的摄影图像存储器内。此外，摄像部180还可以具有代替CCD照相机的其他摄像器件。

传感器部182可以通过检测与投影仪100的垂直方向的倾斜度，检测出摄像部180的CCD光轴与水平面的倾斜角度。

A-3.梯形变形校正部：

梯形变形校正部120如上述那样，将存储在帧缓存器150中的校正前图像数据所表示的校正前图像生成校正后图像数据，该校正后图像数据被校正成补偿了梯形变形后的形状。图5是表示梯形变形校正部120的构成的功能框图，以高速缓存块控制部121、高速缓存块存储部122、高速缓存用标签信息存储部123、插补块读出部124、像素插补部125、FIFO部126、寄存器部127、控制部128、坐标变换部129、滤波系数计算部130、命中判定部131、先读请求发行部132为中心构成。

高速缓存块控制部121以由8×8像素构成的高速缓存块为单位取得存储在帧缓存器150中的校正前图像数据，将其存储到高速缓存块存储部122中。并且，高速缓存块控制部121对存储在高速缓存用标签信息存储部123中的信息进行更新。高速缓存块控制部121取得的高速缓存块如下述那样通过命中判定部131或者先读请求发行部132而被指定。

高速缓存块存储部122可以将存储在帧缓存器150中的1帧的校正前图像数据的一部分的数据以由8×8像素构成的高速缓存块为单位存储。高速缓存块存储部122具有多个可以存储1个高速缓存块(由8×8像素构成的图像数据)的块区域。在本实施方式中，如下述那样，高速缓存块存储部122具有240列×4行的块区域。在本实施方式中，高速缓存块存储部122由小容量但高速的SRAM(Static Random Access Memory：静态随机存取存储器)构成。在本实施方式中高速缓存块存储部122相当于权利要求书中的块图像存储部。

高速缓存用标签信息存储部123存储作为以块区域为单位对高速缓存块存储部122进行管理时的管理信息的标签信息。在本实施例中的高速缓存用标签信息存储部123相当于权利要求书中的标签信息。

插补块读出部124从高速缓存块存储部122中读取出像素插补部125的像素插补所需要的由4×4像素构成的插补块，并将其发到像素插补部125。

像素插补部125基于从插补块读出部124供给的插补块、和从滤波系数计算部130供给的滤波系数，执行像素插补处理，并求出插补像素(校正后图像的像素)的值，通过FIFO部126向液晶面板驱动部140(图4)输出。

寄存器部127存储从处理器部170供给的参数。具体而言，在寄存器部127中，存储有校正前图像的1帧的帧宽度、帧高度、坐标变换矩阵的变换系数A～H等参数。变换系数A～H在处理器部170中使用下面的投影变换的矩阵(式1)计算出来。具体而言，处理器部170作为校正前坐标(x0～x3，y0～y3)(参照图2)通过投影变换，被变换成校正后坐标(X0～X3，Y0～Y3)(参照图2)的机构，将该校正后图像IG1的4个坐标(X0～X3，Y0～Y3)输入到矩阵中(式1)导出系数A～H。

[数1]

$\left(\begin{array}{cccccccc}{X}_0& Y_0& 1& 0& 0& 1& -x_0{X}_0& -x_0{Y}_0\\ 0& 0& 0& X_0& Y_0& 0& -y_0{X}_0& -y_0{Y}_0\\ X_1& Y_1& 1& 0& 0& 1& -x_1{X}_1& -x_1{Y}_1\\ 0& 0& 0& X_1& Y_1& 0& -y_1{X}_1& -y_1{Y}_1\\ X_2& Y_2& 1& 0& 0& 1& -x_2{X}_2& -x_2{Y}_2\\ 0& 0& 0& X_2& Y_2& 0& -y_2{X}_2& -y_2{Y}_2\\ X_3& Y_3& 1& 0& 0& 1& -x_3{X}_3& -x_3{Y}_3\\ 0& 0& 0& X_3& Y_3& 0& -y_3{X}_3& -y_3{Y}_3\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}A\\ B\\ C\\ D\\ E\\ F\\ G\\ H\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{x}_0\\ y_0\\ x_1\\ y_1\\ x_2\\ y_2\\ x_3\\ y_3\end{array}\right)$…(式1)

在本实施例中，在校正后图像数据的生成处理开始前，使用摄像部180对梯形变形校正前显示在屏幕SC上的图像PIG0进行摄像。处理器部170(图4)根据拍摄到的图像，求出梯形变形校正后的校正后图像IG1中的4个顶点的坐标(X0～X3，Y0～Y3)(图2(b)。

并且，还可以利用传感器部182检测与投影仪100的垂直方向的倾斜度，并根据检测出的角度，求出校正后坐标(X0～X3，Y0～Y3)。此外，用户还可通过操作遥控器手动进行梯形变形校正。在这样的情况下，处理器部170根据通过遥控器控制部接收到的来自用户的指示，求出校正后坐标(X0～X3，Y0～Y3)。

控制部128进行梯形变形校正部120整体的控制。例如，按照输入到控制部128的同步信号，向坐标变换部129输出表示帧开始的帧开始信号。同步信号例如在1秒钟显示60帧的情况下，每1/60秒被输入一次。

坐标变换部129使用从寄存器部127供给的坐标变换系数A～H和下面的(式2)、(式3)，将进行了梯形变形校正后的校正后图像IG1的坐标值(校正后坐标)变换为校正前图像IG0(矩形图像)的坐标值(校正前坐标)。由于校正前图像IG0与校正后图像IG1不成整数倍的对应关系，所以利用坐标变换部129算出的校正前坐标含有小数。坐标变换部129将校正前坐标分为整数部分与小数部分，并将整数部分发送给命中判定部131以及先读请求发行部132，将小数部分发送给滤波系数计算部130。

这里，对上述校正前坐标的计算方法进行说明。校正后图像IG1被认为是通过对校正前图像IG0进行投影变换而得到的图像，因此，校正前坐标是基于下面的(式2)、(式3)，通过对校正后坐标进行逆投影变换计而算出的。校正前坐标(x，y)通过投影变换被变换成校正后坐标

(X，Y)。

[数2]

$x=\frac{\mathrm{AX}+\mathrm{BY}+C}{\mathrm{GX}+\mathrm{HY}+1}$…(式2)

[数3]

$y=\frac{\mathrm{DX}+\mathrm{EY}+F}{\mathrm{GX}+\mathrm{HY}+1}$…(式3)

上述(式2)、(式3)中的系数A～H被存储于寄存器部127中。

滤波系数计算部130根据由坐标变换部129供给的小数部，从滤波系数表中选择执行像素插补处理时所使用的滤波系数，并将所选择的滤波系数供给到像素插补部125中。滤波系数表是表示图3所示的插补像素与已知像素之间的距离与滤波系数的关系的表，预先计算出的结果被存储在滤波系数计算部130所具有的存储器中。本实施例中的像素插补部125、坐标转换部120、滤波系数计算部130相当于权利要求书中的插补处理部。

命中判定部131根据由坐标变换部129供给的校正前坐标的整数部，判定像素插补部125的像素插补所使用的坐标的像素值是否被存储在高速缓存块存储部122中。下面，将该判定称为“命中判定”。当命中判定的结果为在高速缓存块存储部122中没存储有像素插补所需的像素值时，则对高速缓存块控制部121发出所需的高速缓存块的取得请求。当命中判定结果为在高速缓存块存储部122中存储有像素插补所需的像素值时，则对插补块读出部124供给高速缓存块存储部122中的读取位置。关于命中判定的处理流程将在下面进行说明。本实施例中的命中判定部131相当于权利要求书中的判定部。

先读请求发行部132根据对坐标变换部129供给的校正前坐标的整数部，预测随后的像素插补处理所需的高速缓存块，使该高速缓存块存储到高速缓存块存储部122中。关于具体的处理将在后面进行说明。另外，将上述的高速缓存坏的预测也称为“先读判定”。本实施例中的先读请求发行部132相当于权利要求书中的块图像预测部。

图6是示意性地表示校正后图像数据生成处理的流程的步骤图。坐标变换部129(图5)判定是否被输入了帧开始信号(步骤S102)。坐标变换部129在帧开始信号被输入之前待机(步骤S102为否)、当帧开始信号被输入时(步骤S 102为是)，如上述那样，对校正后图像的坐标(校正后坐标)进行坐标变换求出校正前坐标(步骤S104)。

若根据坐标变换部129计算出的校正前坐标的整数部，命中判定部131(图5)将插补块的读出位置供给到插补块读出部124，则插补块读出部124(图5)根据被供给的读出位置从高速缓存块存储部122中读出插补块(步骤S106)。另一方面，滤波系数计算部130(图5)根据在步骤S104中求出的校正前坐标的小数部，从滤波系数表中选择滤波系数。命中判定部131以及插补块读出部124中的块读取处理、和滤波系数计算部130中的滤波系数计算处理被同时进行，并当两处理结束时，进入步骤S110的处理。

若从插补块读出部124向像素插补部125(图5)供给了插补块，并从滤波系数计算部130供给了滤波系数，则使用被供给的插补块和滤波系数，利用卷积运算计算校正后坐标的像素值(步骤S110)。

通过反复进行上面的步骤S104～步骤S110直至校正后坐标(X，Y)＝(0，0)到校正后坐标(X，Y)＝(帧宽度-1，帧高度-1)，生成校正后图像数据。在本实施例中，由于帧宽度为1920、帧高度为1200，所以通过反复进行上面的步骤S104～步骤S110直至校正后坐标(X，Y)＝(0，0)到校正后坐标(X，Y)＝(1919，1199)，生成校正后图像数据。

图7是表示校正后图像的1个像素的像素值的计算中的各处理的时刻的时序图。当控制部128输出帧开始信号并被坐标变换部129接收时，坐标变换部129开始坐标变换处理。当坐标变换部129的坐标变换处理结束时(校正前坐标被算出时)，滤波系数计算部130开始滤波系数的滤波系数的计算处理，并且命中判定部131开始用于命中判定的标签信息的读出处理。

若命中判定部131的命中判定的结果为应该被读出的插补块没被存储到高速缓存块存储部122中，则命中判定部等待包含目的插补块的高速缓存块被存储到高速缓存块存储部122(下面称“块写入等待”)中。

此外，在滤波系数计算处理及标签信息的读出处理的同时，先读请求发行部132判定是否需要先读请求，若需要则发行先读请求。高速缓存块控制部121在从命中判定部131或者先读请求发行部132发出了高速缓存块的读出请求后，从帧缓存器150中读取出高速缓存块，并存储到高速缓存块存储部122。若包含目的插补块的高速缓存块被保持到高速缓存块存储部122，并由命中判定部131做出了命中判定，则插补块读出部124读出插补块。

若滤波系数计算部130中的滤波系数的计算以及插补块的读出结束，则像素插补部125开始像素插补。在图7中，实线框表示处理时间固定，虚线框表示处理时间可变。另外，图7中的框的长度并不表示处理时间的长度。在本实施例中，通过进行先读请求，缩短了命中判定部中的块写入等待的时间。

A-4.先读判定：

在对先读请求发行部132中的先读判定进行说明之前，对本实施例中的高速缓存块存储部122以及高速缓存块用标签信息存储部123的构成、高速缓存块、插补块进行详细说明。

图8是示意性表示帧缓存器150与高速缓存块存储部122的关系的图。在图9中，将存储在帧缓存器150中的1帧的校正前图像数据表示为分割成由8×8像素构成的高速缓存块单位的状态。在本实施例中，存储在帧缓存器150中的校正前图像数据由1920×1200个像素构成，这样的校正前数据被分割成240×150个高速缓存块。记载在各个高速缓存块内的字符串(x，y)表示该高速缓存块的x方向及y方向的位置(例号码、行号码)。在本实施例中，将列排列的方向作为x方向，行排列的方向作为y方向。本实施例的x方向相当于权利要求书中的行方向，y方向相当于权利要求书中的像素方向。

高速缓存块存储部122具有240列×4行个可以存储1个高速缓存块的块区域。在图8中，为例识别各个块区域，赋予了(列(0～239)，行(0～3))的号码。在高速缓存块存储部122中，可以容纳被存储在帧缓存器150中的1帧数量的校正前图像数据的一部分的数据(相当于240×4个高速缓存块)。

在本实施例中，当开始梯形校正处理时，从帧缓存器150中读出(0，0)～(239，3)高速缓存块，并存储到高速缓存块存储部122中。高速缓存块在高速缓存块存储部122中，被存储在与各个高速缓存块的列号码为同一列号码的块区域。因此，在梯形校正处理开始时，在高速缓存块存储部122的各个块区域中，存储有具有与块区域的列号码、行号码同样的列号码、行号码的高速缓存块(图8)。即，高速缓存块存储部122的宽度与帧缓存器150相同，高速缓存块存储部122的高度为4个高速缓存块的数量，在高速缓存块存储部122中，存储有1帧的32行(4个高速缓存块×8px)数据的像素数据。在高速缓存块存储部122中，由于按照高速缓存块按帧缓存器150的列号码依次存储，所以高速地进行下述的x方向的命中判定检索。

高速缓存块用标签信息存储部123存储作为以块区域为单位管理高速缓存块存储部122时的管理信息的标签信息。图9是示意地表示高速缓存块存储部122与高速缓存块用标签信息存储部123的关系的图。如图所示，在高速缓存块用标签信息存储部123中，使标签信息与高速缓存块存储部122的240×4个块区域对应地存储有240×4个标签信息。

具体而言，存储有下面3个信息作为标签信息。(1)表示是否等待从帧缓存器150向高速缓存块存储部122写入的带写入信息(待写入的情况WRITING＝1)，(2)表示块区域的数据有效还是无效的信息(有效的情况下VALID＝1，无效的情况下VALID＝0)，(3)存储有坐标Y-ADR，该坐标Y-ADR表示存储在块区域中的高速缓存块是帧缓存器150的哪个位置的块。(1)坐标Y-ADR保持将高速缓存块的左上端的像素的帧缓存器150中的y坐标乘以1/8后的信息。在本实施例中，将图8所示的行号码作为坐标Y-ADR。在(2)中，有效是指，帧缓存器150的该Y-ADR的块的像素值数据被存储在高速缓存块中，表示可以进行命中判定的状态；无效指示，在高速缓存块中存储有无效的像素值数据，表示不能进行命中判定的状态。在本实施例中，在梯形变形校正处理开始时，在(0，0)～(239，3)的高速缓存块被存储到高速缓存块存储部122中之前，所有的标签信息为“无效(VALID＝0)。

图10是表示高速缓存块与插补块的关系的图。在图10中，对插补块赋予斜线阴影进行图示。在本实施例中，由于高速缓存块由8×8像素构成，插补块由4×4像素构成，所以插补块成为高速缓存块的一部分。

插补块具有：(1)包含于1个高速缓存块中的情况；(2)跨于在y方向上邻接的2个高速缓存块的情况；(3)跨于在x方向上邻接的2个高速缓存块的情况；(4)跨于2行×2行的4个高速缓存块的情况。在图10中，列示了(4)跨于2行×2行的4个高速缓存块的情况。

如下述说明那样，存储在高速缓存块存储部122中的高速缓存块随着梯形变形校正处理的进行而被更新。因此，在梯形变形校正处理的途中，如图10所示那样，存储在高速缓存块存储部122中的高速缓存块成为帧缓存器150的图示那样的位置的高速缓存块。像素插补所需的插补块如下述那样，根据由命中判定部131提供的位置信息而被读出。

图11是示意地表示先读请求发行部132中的先读判定的图。在图11中，校正前图像数据的高速缓存块(n，m)、高速缓存块(n，m+1)、高速缓存块(n，m+2)、高速缓存块(n，m+3)被存储在高速缓存块存储部122的块区域(n，0)、块区域(n，1)、块区域(n，2)、块区域(n，3)中。

先读请求的条件为，输入到先读请求发行部132中的校正前坐标的整数部Int(x，y)处于被存储在高速缓存块存储部122中的同一列的高速缓存块中行号码为最大的高速缓存块中。若被发行了先读请求，则比该行号码为最大的高速缓存块大1个行号码的高速缓存块被读出，并被盖写在在高速缓存块存储部122中所存储的高速缓存块中的、行号码为最小的高速缓存块的区域上。

例如，在图11的例的情况下，输入到先读请求发行部132中的校正前坐标的整数部Int(x，y)处于高速缓存块(n，m+3)中。由于存储在高速缓存块存储部122中的n列的高速缓存块中的高速缓存块(n，m+3)为行号码最大的高速缓存块，所以下一个高速缓存块(n，m+4)被读出(被先度)。并且，先读的高速缓存块(n，m+4)被改写在在高速缓存块存储部122中存储的n列的高速缓存块中的行号码为最小的高速缓存块(n，m)的块区域(n，0)上。

按上述那样决定先读请求的条件是根据下面的理由。通常，在梯形变形校正中，在将校正后坐标变换为校正前坐标的坐标变换中，在没有旋转、反转等情况下，如图2所示那样，图像插补所需的插补块从校正前图像的上方向下方移动。即，若将x坐标固定，则从y坐标小的插补块向y坐标大的插补块移动。因此，当由坐标变换部129向先读请求发行部132供给的校正前坐标的整数部处于在高速缓存块存储部122中所存储的高速缓存块中的行号码最大的块中的情况下，有可能不存在下一个被提供给先读请求发行部132的校正前坐标的整数部不处于行号码最大的块中的块。因此，在这样的情况下，通过读出该下一个高速缓存块并将其存储到高速缓存块存储部122，来解除该问题。

但是，由于在高速缓存块存储部122中，对于同一列仅能存储4个块，所以在存储有在之后的像素插补中被使用的可能性最低且行号码为最小的高速缓存块的区域中，存储先读的高速缓存块。

在满足先读请求的条件的情况下，先读请求发行部132对高速缓存块控制部121发行先读请求。先读请求包含进行先读的高速缓存块在帧缓存器150中的坐标，即，高速缓存块的行号码和列号码以及存储高速缓存块的高速缓存块存储部122的坐标位置、即块区域的行号码和列号码。此外，先读请求发行部132发行先读请求，并且更新与指定的块区域对应的标签信息。具体而言，设WRITING＝1，将Y-ADR设定为先读的高速缓存块的坐标(行号码)。

高速缓存块控制部121根据先读请求，从帧缓存器150中读出被指定的坐标位置(列号码，行号码)的高速缓存块，在被指定的块区域(列号码，行号码)中存储已读出的高速缓存块。若在高速缓存块存储部122中存储有被指定的高速缓存块，则先读请求发行部132将高速缓存块用标签信息存储部123的该标签信息更新为VALID＝1、WRITING＝0。

图12是表示通过先读而存储在高速缓存块存储部122中的高速缓存块的变化的图。在图12中，例示了在高速缓存块存储部122中的第2列中存储的高速缓存块。在图12中，考虑与被输入到先读请求发行部132中的校正前坐标的整数部Int(x，y)之间的关系的理解，使用左上端的像素的校正前图像中的坐标来识别高速缓存块。例如，将左上端的像素的校正前图像中的坐标(16，0)的高速缓存块称为高速缓存块(16，0)。

在图12(a)中，图示了梯形变形校正开始时所存储的高速缓存块。即，在块区域(2，0)中存储有高速缓存块(16，0)，在块区域(2，1)中存储有高速缓存块(16，8)，在块区域(2，2)中存储有高速缓存块(16，16)，在块区域(2，3)中存储有高速缓存块(16，24)。当输入到先读请求发行部132的校正前坐标的整数部Int(x，y)处于高速缓存块(16，24)中时，即，当被输入的y坐标的整数部为24～31时，先读请求被发行，高速缓存块(16，32)被读出。并且，被读出的高速缓存块(16，32)被改写于在高速缓存块存储部122中的第2列所存储的高速缓存块中的y坐标为最小的高速缓存块(16，0)的块区域(2，0)(图12(a)、(b))上。

然后，当被输入到先读请求发行部132中的校正前坐标的整数部Int(x，y)处于高速缓存块(16，32)中时，即，当被输入的y坐标的整数部为32～29时，先读请求被发行，高速缓存块(16，40)被读出。并且，被读出的高速缓存块(16，40)被改写于在高速缓存块存储部122中的第2列的高速缓存块中所存储的y坐标为最小的高速缓存块(16，8)的块区域(2，1)(图12(b)、(c))上。

图13是表示存储在高速缓存块存储部122中的高速缓存块的一个例子的说明图。在图13中，存储在高速缓存块存储部122中的高速缓存块中，作为一个例子，表示了存储在第2列的高速缓存块与帧缓存器150的坐标的关系。在表示高速缓存块存储部122的图中，被记载为0、8、16、32、…、1896、1904、1912的号码表示存储在高速缓存块存储部122中的高速缓存块的左上端的像素的校正前图像中的x坐标，即，表示帧缓存器150中的x坐标。

在图13中，图示了从图12中的(b)向(c)的转移途中。在块区域(2，0)中存储有高速缓存块(16，32)的数据，在块区域(2，1)中高速缓存块(16，40)的数据为写入中，在块区域(2，2)中存储有高速缓存块(16，16)的数据，在块区域(2，3)中存储有高速缓存块(16，24)的数据。

上面说明先读判定可以是按每1帧进行的构成，还可以构成为通过利用进行了1帧大小的先读判定结果(通过学习)，对之后的帧进行先读请求。并且，还可以构成为通过对梯形变形校正量(角度等)与先读的关系进行预先仿真使其存储，并按照仿真进行先读。

A-5.命中判定：

图14是表示使用了标签信息的命中判定的例的说明图。在图14中，例示了与存储在图13所示的高速缓存块存储部122中的高速缓存块对应的标签信息。即，在高速缓存块用标签信息存储部123的2列0行中，存储有高速缓存块存储部122中的块区域(2，0)涉及的标签信息。当将在像素插补中所使用的16个像素设为(x[0]，y[0])、(x[1]，y[1])、(x[2]，y[2])、…、(x[15]，y[15])时，命中判定从(x[0]，y[0])顺次1像素1像素地进行。例如，对于(x[0]，y[0])＝(16，40)时的命中判定，基于图14进行说明。

当对包含有(x[0]，y[0])＝(16，40)的高速缓存块是否被存储在高速缓存块存储部122中进行判定时，首先，命中判定部131从高速缓存块用标签信息存储部123中提取该列的标签。由于1个高速缓存块由8×8像素构成，所以通过将像素插补用的像素的x坐标除以8，得到该列。由于(x[0]，y[0])＝(16，40)是第2列，所以提取第2列的标签。另外，当x坐标不是8的整数倍时，将x坐标除以8的结果的整数部作为该列的列号码。

在图14中，被提取出的标签的信息被记载在纸面的右侧。按照标签的行号码自小到大的顺序进行命中判定。下面将标签信息使用TAG(行号码)表示。TAG[0]为WRITING＝0、VALID＝1，Y-ADR＝4。WRITING＝0表示为处于先读中，VALID＝1表示数据有效。此外，若将Y-ADR＝4变换为校正前图像的y坐标，则4×8＝32。即，根据TAG[0]，可以知道校正前图像的y坐标＝32的块存在于高速缓存块存储部122中。

TAG[1]为WRITING＝1、VALID＝0，Y-ADR＝5。WRITING＝1表示处于先读中，VALID＝0表示数据无效。此外，若将Y-ADR＝5变换成校正前图像的y坐标，则5×8＝40。即，根据TAG[0]，可以知道校正前图像的y坐标＝40的块为先读中，若稍等一会则可以读出。

TAG[2]为WRITING＝0、VALID＝1，Y-ADR＝2。WRITING＝0表示为不处于先读中，VALID＝1表示数据有效。此外，若将Y-ADR＝2变换成校正前图像的y坐标，则2×8＝16。即，根据TAG[0]，可以知道校正前图像的y坐标＝16的块存在于高速缓存块存储部122中。

TAG[3]为WRITING＝0、VALID＝1，Y-ADR＝3。WRITING＝0表示为不处于先读中，VALID＝1表示数据有效。此外，若将Y-ADR＝3变换成校正前图像的y坐标，则3×8＝24。即，根据TAG[0]，可以知道校正前图像的y坐标＝24的块存在于高速缓存块存储部122中。

即，对包含有(x[0]，y[0])＝(16，40)高速缓存块是否被存储在高速缓存块存储部122中的判定结果为，被判定为包含有(x[0]，y[0])＝(16，40)的高速缓存块为先读中，若稍作等待则可以读出。

图15、图16是示意性地表示命中判定部131(图5)中的命中判定处理的步骤的图。若由坐标变换部129对命中判定部131输入了校正前坐标的整数部Int(x，y)，则开始命中判定部131中的命中判定处理。命中判定部131根据由坐标变换部129输入的校正前坐标的整数部Int(x，y)，计算其周边16个像素的坐标(x[0]，y[0])、(x[1]，y[1])、(x[2]，y[2])、…、(x[15]，y[15])(步骤S202)。随后的处理关于坐标(x[0]，y[0])、(x[1]，y[1])、(x[2]，y[2])、…、(x[15]，y[15])并行进行。

当命中判定部131结束了周边16个像素的坐标计算时，将标签信息(TAG[0]、[1]、[2]、[3])从高速缓存块用标签信息存储部123中读出(步骤S204)，判断TAG[0]的Y-ADR(即，高速缓存块的行号)是否与{y[0]/高速存储块的高度(8px)}的整数部相同(步骤S206)。在相同的情况下(步骤S206为是)，命中判定部131判断是否TAG[0]的WRITING＝1(步骤S208)。另一方面，在不相同的情况下(步骤S206为否)，则转移到步骤S216。

在步骤S208中，在WRITING＝1的情况下，返回到步骤S204，在WRITING＝0的情况下，命中判定部131判断是否TAG[0]的VALID＝1(步骤S210)。在VALID＝1的情况下，命中判定部131计算该命中的标签对应的高速缓存块的坐标(列号码，行号码)(步骤S212)。另一方面，在VALID＝0的情况下，命中判定部131将高速缓存块({x[0]/高速缓存块的宽度(8px)}的整数部，y[0]/高速缓存块的高度(8px)}的整数部)的读出请求向高速缓存块控制部121输出(步骤S214)。

在步骤S216、S226、S236中，分别对TAG[1]、TAG[2]、TAG[3]进行与步骤S206同样的处理。在步骤S218、S228、S238中，分别对TAG[1]、TAG[2]、TAG[3]进行与步骤S208同样的处理。在步骤S220、S230、S240中，分别对TAG[1]、TAG[2]、TAG[3]进行与步骤S210同样的处理。

即，若包含在标签信息总的高速缓存块的行号码与y[0]/8的整数部相同，则对下一个标签信息进行同样的处理，从第0行的标签信息开始，按第1行、第2行、第3行的顺序对标签信息进行判定。在步骤S208、S218、S228、S238中，WRITING＝1是由于高速缓存块被写入到与该标签信息对应的块区域中，所以到写入结束为止，即，在WRITING＝0且VALID＝1之前，反复进行标签信息的读出与判定。在步骤S210、S220、S230、S240中，VALID＝1的情况下，可以说包含目的坐标的像素值的高速缓存块存在于高速缓存块存储部122中(命中)，因此计算出命中的标签对应的高速缓存块的坐标(列，行)。

A-6.实施例的效果：

如上面说明的那样，根据本实施例中的投影仪100，由于具备先读请求发行部132，所以进行求出第n个像素的像素值的像素插补时，可以将用于求出第n+1个以后的像素的像素值所需的高速缓存块预先读出(先读)，并存储到高速缓存块存储部122。因此，在求第n+1个以后的像素的像素值时，可以不将所需的高速缓存块重新存储到高速缓存块存储部122中。即，可以缩短图6所示的读块等待时间。从而可以实现梯形变形校正处理的高速化。

此外，在本实施例中，在高速缓存块用标签信息存储部123中，标签信息与高速缓存块存储部122所具有的全部的块区域对应，并以与块区域的排列相同的排列被存储。并且，高速缓存块被存储在与高速缓存块的列号码为相同列号码的块区域中。因此，在进行命中判定时，首先，对进行命中判定的对象的坐标提取出标签信息的列，并对该列依次进行命中判定，从而可以使x坐标的检索简略化，并且可以使命中判定高速化。

此外，在本实施例中，由于使用大容量且低速的帧缓存器(DRAM)作为1级缓存器，使用小容量但高速的高速缓存存储器作为2级缓存器，所以可以实现成本降低。

B.变形例

另外，本发明不限于上述实施方式，在不脱离其要旨的范围内能够通过各种方式进行实施。

(1)在上述实施例中，虽然例示了在梯形变形校正处理开始时，(0，0)～(239，0)的高速缓存块从帧缓存器150中被读出，并被存储到高速缓存块存储部122中，但是，还可以被构成为在梯形变形校正处理开始时，不在高速缓存块存储部122中存储高速缓存块，而在每当对高速缓存块控制部121输入了高速缓存块的读出请求时，在高速缓存块存储部122中依次存储高速缓存块。在该情况下，未存储有高速缓存块的块区域对应的标签信息为VALID＝0。

(2)在上述实施方式中，虽然例示了具有命中判定部131的构成，但是还可以是没有命中判定部131的构成。在没有命中判定部131的构成的情况下，可以被构成为例如，先读请求发行部131对插补块读出部124提供读出位置。即使成为这样的构成，也可以通过进行先读请求，读出包含像素插补所需的插补块的高速缓存块，并将其存储到高速缓存块存储部122。

(3)1帧的像素数目、高速缓存块的像素数目以及插补块的像素数目(用于像素插补的像素数)不限于上述的实施例。

(4)还可以作为具有上述实施例中的帧缓存器150与梯形变形校正部120的投影变换处理装置构成。例如，可以构成基于由投影变换处理装置实施了变换处理的图像数据，使液晶面板、有机EL(Electro-Luminescence：电致发光)面板等图像显示部显示图像的构成的图像显示装置。此外，还可以构成具有投影变换处理装置、和液晶面板等图像显示部的数码照相机。在该情况下，投影变换处理装置通过对在照相机的传感器相对被拍摄体不平行的情况下产生的变形(透视变形)进行校正后并输出到图像显示部，使按使照相机的传感器相对被拍摄体平行的方式而拍摄的图像显示在图像显示部。此外，可以构成为例如将由投影变换处理装置实施了变换处理的图像数据向打印机输出，或向硬盘写入等向各种输出装置输出的构成。这样的情况也可以通过具有上述的先读请求发行部132，实现梯形变形校正处理的高速化。

(5)在上述的实施例中，投影仪100虽然使用透射型的液晶面板部192对来自照明光学系统152的光进行调制，但是不限定为透射型的液晶面板部192，还可以构成为例如使用数字微镜器件(Digital Micro-Mirror Device)或反射型的液晶面板等对来自照明光学系统152的光进行调制。此外，还可以是将小型CRT(阴极线管)上的图像投影到被投影面的CRT投影仪。

(6)还可以将在上述实施例中利用软件实现的功能的一部分通过硬件实现或者将利用硬件实现的功能的一部分通过软件实现。

(7)在上述实施例中，作为先读请求条件是：输入到先读请求发行部132的校正前坐标的整数部Int(x，y)处于在高速缓存块存储部122中所存储的同一列的高速缓存块中的、行号码为最大的高速缓存块中。但是，先读请求条件不被上述实施例限定。例如还可以将存储在高速缓存块存储部122中的1个高速缓存块被使用了规定次数以上作为先读请求的条件。

(8)在上述实施例中，虽然高速缓存块存储部122具有与1帧的帧宽度相同的宽度，高速缓存块被存储在与高速缓存块的列号码为相同的列号码的块区域，但是高速缓存块存储部122的宽度还可以不与1帧的帧宽度相同。此外，高速缓存块还可以被存储在与高速缓存块的列号码为相同列号码的块区域。即使这样，也可以通过标签信息具有x坐标和y坐标两方的信息，来进行使用标签信息进行先读判定或命中判定。