图像失真校正电路和显示装置的制作方法

1.本发明涉及对图像的失真进行校正的图像失真校正电路和包括该图像失真校正电路的显示装置。


背景技术：

2.近年，作为装载于机动车等车辆的显示器，将导航信息或车辆的状态等各种驾驶支持信息投影到挡风玻璃的平视显示器（也称为hud）被产品化。
3.成为投影屏幕的车辆的挡风玻璃一般是倾斜的，且具有非平面形状。于是，在hud装置中，为了在将图像投影到这样的挡风玻璃时向驾驶者侧提供没有失真的图像，向表示驾驶支持信息的图像信号施加图像失真校正，所述图像失真校正对起因于挡风玻璃的倾斜和非平面形状而产生的投影图像的失真进行校正。
4.此外，近年，提出了进行使基于图像信号的图像内的各像素的坐标位置与车辆的挡风玻璃等被投影体的形状和倾斜相对应地移动的映射处理作为图像失真校正的电路装置（参照例如专利文献1）。
5.在这样的电路装置中，依照在非易失性存储器中储存的映射数据来将映射处理施加到表示投影到车辆的挡风玻璃的图像的图像信号。映射数据是示出与被投影体的表面形状相对应的各像素的坐标变换的数据，是将映射处理前的图像的各像素位置和映射处理后的图像的各像素位置之间对应起来的表数据。
6.再有，在这样的电路装置中，由于经年劣化等，可能会产生进行映射处理的电路变得对于噪声脆弱而误动作、或在非易失性存储器中储存的映射数据本身损坏等异常。
7.于是，在该电路装置中装载了感测这样的映射数据、或进行使用该映射数据的映射处理的电路是否正常的所谓的异常感测功能。
8.现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2019
‑
161346号公报。


技术实现要素：

9.发明要解决的课题然而，当用于进行失真校正的映射数据本身损坏时，表示驾驶支持信息的文字或图形等以失真的状态投影到车辆的挡风玻璃，在该失真较大的情况下，存在变得不可视觉辨认的担忧。
10.此时，根据上述的电路装置，虽然能够感测到产生了这样的异常，但是，在该异常处被修理好之前的期间内，变为不能视觉辨认投影到挡风玻璃的驾驶支持信息的状态。
11.于是，本发明的目的在于，提供即使在用于进行失真校正的数据中产生异常也能够进行可视觉辨认的信息显示的图像失真校正电路和显示装置。
12.用于解决课题的方案
本发明的图像失真校正电路是将基于输入图像信号的显示图像投影到投射面来生成投影图像的显示装置的图像失真校正电路，其特征在于，包括：失真校正电路，基于失真校正数据对所述输入图像信号施加失真校正处理来生成失真校正图像信号，所述失真校正数据为了消除在所述投射面中产生的所述投影图像的失真而将与所述显示图像中的n（n为2以上的整数）个坐标位置分别相对应的所述输入图像信号中的显示数据片的所述坐标位置校正为第一～第n失真校正坐标位置；异常判定部，分别计算由所述失真校正数据所示的所述第一～第n失真校正坐标位置中的邻接的失真校正坐标位置彼此的间隔，基于所述间隔中的每一个从所述第一～第n失真校正坐标位置中将产生异常的失真校正坐标位置判定为异常坐标位置；以及数据校正部，基于从所述第一～第n失真校正坐标位置中除所述异常坐标位置之外的至少2个失真校正坐标位置来校正所述失真校正数据中的与所述异常坐标位置相对应的部分。
13.本发明的显示装置是将基于输入图像信号的显示图像投影到投射面来生成投影图像的显示装置，其特征在于，包括：失真校正电路，基于失真校正数据对所述输入图像信号施加失真校正处理来生成失真校正图像信号，所述失真校正数据为了消除在所述投射面中产生的所述投影图像的失真而将与所述显示图像中的n（n为2以上的整数）个坐标位置分别相对应的所述输入图像信号中的显示数据片的所述坐标位置校正为第一～第n失真校正坐标位置；图像照射部，照射用于将基于所述失真校正图像信号的所述投影图像投影到所述投射面的显示光；异常判定部，分别计算由所述失真校正数据所示的所述第一～第n失真校正坐标位置中的邻接的失真校正坐标位置彼此的间隔，基于所述间隔中的每一个从所述第一～第n失真校正坐标位置中将产生异常的失真校正坐标位置判定为异常坐标位置；以及数据校正部，基于从所述第一～第n失真校正坐标位置中除所述异常坐标位置之外的至少2个失真校正坐标位置来校正所述失真校正数据中的与所述异常坐标位置相对应的部分。
14.发明效果在本发明的图像失真校正电路中，首先，基于为了消除在将基于输入图像信号的显示图像投影到投射面时在投射面中产生的投影图像的失真而将与显示图像中的n个坐标位置分别相对应的显示数据片的坐标位置校正为第一～第n失真校正坐标位置的失真校正数据，对输入图像信号施加失真校正处理，生成失真校正图像信号。此时，基于由失真校正数据所示的第一～第n失真校正坐标位置中的邻接的失真校正坐标位置彼此的间隔中的每一个，从第一～第n失真校正坐标位置中将产生异常的失真校正坐标位置判定为异常坐标位置。然后，基于从第一～第n失真校正坐标位置中除异常坐标位置之外的至少2个失真校正坐标位置来校正失真校正数据中的与异常坐标位置相对应的部分。
15.由此，即使在失真校正数据中产生异常，也能够进行抑制了失真的可视觉辨认的信息显示来作为基于输入图像信号的图像。
附图说明
16.图1是示出作为包括本发明的图像失真校正电路的显示装置的平视显示器装置100的结构的框图。
17.图2是表示由失真校正数据表示的基点像素r1～r16和与各基点像素分别相对应
的映射后的失真校正坐标位置a1～a16的位置关系的一例的图。
18.图3是示出表存储器13的存储器映射的一部分的图。
19.图4是示出异常判定/数据校正例程的顺序的流程图。
20.图5是表示未产生异常的情况下的失真校正坐标位置a1～a16中的邻接的失真校正坐标位置a彼此的间隔的图。
21.图6是示出在失真校正坐标位置a1～a16中的失真校正坐标位置a10中产生了异常的情况下的配置形态的一例的图。
具体实施方式
22.图1是示出作为包括本发明的图像失真校正电路的显示装置的平视显示器装置100（以后，称为hud装置100）的结构的框图。hud装置100将基于输入图像信号的显示图像投影到投射面来生成投影图像，如图1所示，其包括失真校正数据存储器10、控制器11、失真校正电路12、表存储器13、异常处理部14和图像照射部15。
23.控制器11生成用文字或图形等表示车辆的举动、瞬时燃料消耗量、电池的状态、行进速度等驾驶支持信息的图像信号。再有，控制器11在接收到示出产生了异常的异常感测信号er的情况下，生成表示将通知异常发生的文字或图形包括于上述的驾驶支持信息中的显示图像的图像信号。控制器11将所生成的图像信号、也就是、按上述显示图像的每个像素表示亮度电平的显示数据片的序列所构成的图像信号作为输入图像信号vs供给到失真校正电路12。
24.此外，控制器11与电源接通对应地读出失真校正数据存储器10中储存的失真校正数据。再有，控制器11可以在电源接通后每当经过规定期间时进行从失真校正数据存储器10读出失真校正数据。
25.在此，失真校正数据是用于将从1帧量的图像中的全部像素中选出的多个像素作为基点像素并且将各基点像素的显示数据片的1帧图像内的坐标位置映射（变换）为其他坐标位置以使得校正在投影到被投影体的图像中产生的失真的数据。
26.图2是示出作为由失真校正数据表示的多个基点像素的一例的基点像素r1～r16和与基点像素分别相对应的映射处理后的失真校正坐标位置a1～a16的一例的图。在图2所示的一例中，用白色圆圈示出在基于输入图像信号vs的1帧的显示图像fra内预先设定的16个基点像素r1～r16，用黑色圆圈示出投影图像中的显示数据片各自所对应的失真校正坐标位置a1～a16。再有，这些失真校正坐标位置a1～a16分别如图2所示那样表示1帧图像fra中的水平方向x和垂直方向y上的坐标位置（x，y）。此外，在图2所示的一例中，基点像素r1～r16中的每一个被配置在用虚线示出的网格的交叉部的坐标位置，彼此在基于输入图像信号vs的1帧的图像fra的水平方向x和垂直方向y中的每一个上等间隔地分离配置。
27.控制器11将从失真校正数据存储器10读出的上述失真校正数据作为失真校正数据dc存储在表存储器13中并且供给到异常处理部14。在表存储器13中，如图3所示，与上述基点像素r1～r16中的每一个相对应地由失真校正数据dc所示的上述失真校正坐标位置a1～a16与基点像素r1～r16各自的坐标位置（x，y）对应地储存。
28.失真校正电路12从表存储器13读出失真校正数据，基于该失真校正数据来对输入图像信号vs施加变更与各像素相对应的显示数据片的坐标位置（x，y）的映射，以使得消除
在投影图像中产生的失真。即，失真校正电路12首先利用基于例如失真校正坐标位置a1～a16的插值运算，计算与1帧图像的全部像素分别相对应的显示数据片的变更后的坐标位置。然后，失真校正电路12将由输入图像信号vs所示的各像素的内容也就是表示各坐标位置中的亮度电平的显示数据片的各坐标位置映射到该变更后的坐标位置后的信号生成为施加了失真校正的失真校正图像信号cv，供给到图像照射部15。
29.图像照射部15照射用于使由失真校正图像信号cv所示的图像投影到车辆的挡风玻璃等被投影体的显示光。再有，作为图像照射部15，可以包括对该图像被投影时的失真进行光学校正的光学系统。
30.异常处理部14包括异常判定部141和数据校正部142。
31.异常判定部141基于失真校正数据dc来判定在该失真校正数据dc中是否产生异常。即，异常处理部14判定是否产生失真校正数据存储器10中储存的失真校正数据本身的损坏、或失真校正数据dc中的比特错误等异常。在此，异常处理部14在判定为在失真校正数据中产生了如上所述的异常的情况下将示出该意思的信号作为上述异常感测信号er供给到控制器11。
32.数据校正部142在失真校正数据dc中产生了异常的情况下，从失真校正数据dc中确定产生异常之处，对该异常处施加校正。然后，异常判定部141将表存储器13的异常处的存储内容改写为上述校正后的内容。
33.以下，对异常判定部141和数据校正部142的工作的细节进行说明。
34.再有，失真校正数据dc表示图2所示那样的与基点像素r1～r16分别相对应的失真校正坐标位置a1～a16。在此，针对基点像素r1～r16的失真校正坐标位置a1～a16由被投影体的弯曲形状和安装角度来决定。因此，从失真校正坐标位置a1～a16中的每一个到分别相对应的基点像素r之间的距离为由被投影体的弯曲形状和安装角度确定的最大距离（以下，规定距离）以下。
35.异常判定部141每当从控制器11接收到新的失真校正数据dc时，进行沿着图4所示的工作流程的工作。
36.在图4中，异常判定部141首先将由失真校正数据dc所示的失真校正坐标位置a1～a16中的至少1个失真校正坐标位置a指定为目标坐标位置（步骤s11）。
37.接着，异常判定部141基于每一个的坐标位置（x，y）来计算成为目标坐标位置的基点的基点像素r与该目标坐标位置之间的距离（步骤s12）。然后，异常判定部141判定该计算出的距离是否为上述规定距离以下（步骤s13）。
38.在这样的步骤s13中判定为是规定距离以下的情况下，异常判定部141计算如图5所示那样彼此在上、下、左或右方向上邻接的失真校正坐标位置a彼此的间隔d1～d24（步骤s14）。此时，如果在失真校正坐标位置a1～a16中未产生异常，则彼此邻接的失真校正坐标位置a彼此的间隔d1～d24中的每一个为规定间隔以下，所述规定间隔具有向图2所示的网格的间隔加上规定的盈余的长度。
39.接着，异常判定部141判定在彼此邻接的失真校正坐标位置a彼此的间隔d1～d24中是否存在比上述规定间隔大的间隔d（步骤s15）。
40.在步骤s15中判定为不存在比规定间隔大的间隔d的情况下，异常判定部141判断为无异常，退出图4所示的工作流程，变为新的失真校正数据dc的等待接收状态。
41.另一方面，在步骤s15中判定为存在比规定间隔大的间隔d的情况下，或在上述步骤s13中判定为成为目标坐标位置的基点的基点像素r和目标坐标位置间的距离比规定距离大的情况下，异常判定部141判断为有异常，将异常感测信号er供给到控制器11（步骤s16）。
42.在做出了上述有异常的判断的情况下，数据校正部142将失真校正坐标位置a1～a16中的、比规定间隔大的间隔d的计算相关的坐标位置彼此之间存在的基点像素r所对应的失真校正坐标位置a确定为异常坐标位置（步骤s17）。
43.接着，数据校正部142利用使用了与异常坐标位置相对应的基点像素r的周围邻接的至少2个坐标位置的例如直线插值运算，计算针对异常坐标位置的校正后的坐标位置（步骤s18）。
44.接着，数据校正部142将表存储器13中存储的该异常坐标位置改写为在步骤s18中计算出的校正后的坐标位置，由此，校正异常坐标位置（步骤s19）。
45.在步骤s19的执行后，异常处理部14退出图4所示的工作流程，变为新的失真校正数据dc的等待接收状态。
46.像这样，首先，异常判定部141判定是否产生由失真校正数据dc所示的失真校正坐标位置a1～a16全部变为相同的固定值（包括零）那样的异常（s11～s13）。例如，在失真校正坐标位置a1～a16全部示出坐标位置（0，0）的情况下，失真校正坐标位置a1～a16中的至少1个目标坐标位置和成为其基点的基点像素r之间的距离变得比规定距离大。因此，此时，作为上述的判定结果，异常判定部141判定为目标坐标位置和基点像素r间的距离比规定距离大，接着，将示出产生异常的意思的异常感测信号er供给到控制器11（s16）。
47.在此，在未产生失真校正坐标位置a1～a16全部变为相同的固定值那样的异常的情况下，接着，异常判定部141判定在失真校正坐标位置a1～a16中是否存在在失真校正电路12的映射处理的阶段中产生图像的欠缺那样的异常的失真校正坐标位置a。
48.具体而言，异常判定部141判定在彼此在上下方向和左右方向上邻接的失真校正坐标位置a彼此的各间隔d中是否存在比规定间隔大的间隔d（s15）。此时，在判定为存在比规定间隔大的间隔的情况下，判断为存在异常坐标位置，异常判定部141将示出产生异常的意思的异常感测信号er供给到控制器11（s16）。
49.此外，在彼此在上下方向和左右方向上邻接的失真校正坐标位置a彼此的间隔d中存在比规定间隔大的间隔d的情况下，数据校正部142从失真校正坐标位置a1～a16中确定异常坐标位置。
50.以下，设想产生了失真校正坐标位置a1～a16中的与基点像素r10相对应的失真校正坐标位置a10如图6所示那样变为失真校正坐标位置a14和a15下方的位置那样的异常的情况，说明数据校正部142的确定异常坐标位置的工作。此时，例如图6所示的失真校正坐标位置a5和a6之间的间隔d8、失真校正坐标位置a6和a7之间的间隔d9、失真校正坐标位置a5和a9之间的间隔d11、失真校正坐标位置a7和a11之间的间隔d13均为规定间隔以下。
51.然而，在图6中，由于不存在本来应存在于失真校正坐标位置a6和其下方的失真校正坐标位置a14之间的失真校正坐标位置a10，所以彼此在上下方向上邻接的失真校正坐标位置a6和a14间的间隔d12比规定间隔大。此外，由于不存在本来应存在于失真校正坐标位置a9和其右方的失真校正坐标位置a11之间的失真校正坐标位置a10，所以彼此在左右方向
上邻接的失真校正坐标位置a9和a11间的间隔d15比规定间隔大。
52.于是，数据校正部142将该间隔d12（或d15）的计算相关的失真校正坐标位置a6（或a9）和a14（或a11）之间存在的基点像素r10所对应的失真校正坐标位置a10确定为异常坐标位置（s17）。接着，数据校正部142基于与该异常坐标位置（a10）相对应的基点像素r10的周围邻接的至少2个坐标位置（例如a5～a7、a9、a11、a13～a15等）利用插值运算等来计算针对异常坐标位置的校正后的坐标位置（s18）。然后，数据校正部142将表存储器13中存储的异常坐标位置的坐标位置（图6所示的a10）改写为该计算出的校正后的坐标位置，由此，进行异常坐标位置的校正。由此，例如，如图6所示，即使在失真校正数据dc中在失真校正坐标位置a10中产生异常，表存储器13中存储的失真校正数据也被校正为如图5所示的状态。
53.因此，根据hud装置100，即使产生失真校正数据存储器10中储存的失真校正数据本身的损坏、或失真校正数据中的比特错误等异常，也能够进行没有失真的可视觉辨认的信息显示来作为基于图像信号vs的投影图像。
54.此外，在异常处理部14中，在失真校正数据中产生了异常的情况下，如上所述那样进行该异常处的校正，并且将示出产生异常的意思的异常感测信号er供给到控制器11。由此，hud装置100将在本来应提供给用户侧的信息中重叠了通知在失真校正数据中产生异常的意思的图形或文字信息后的信息作为投影图像来显示在车辆的挡风玻璃等被投影体中。
55.再有，在上述实施例中，为了计算针对异常坐标位置的校正后的坐标位置，进行使用了与该异常坐标位置相对应的基点像素r的周围的至少2个失真校正坐标位置a的插值运算，但是，不限定于此。例如，可以基于与异常坐标位置相对应的基点像素r的周围邻接的8个失真校正坐标位置a的平均值来计算针对异常坐标位置的校正后的坐标位置。此外，还可以基于在上下或左右隔着与异常坐标位置相对应的基点像素r的2个失真校正坐标位置a的倾斜的平均值来计算针对异常坐标位置的校正后的坐标位置。
56.此外，在上述实施例中，基于由失真校正数据dc表示的失真校正坐标位置a1～a16各自的邻接的失真校正坐标位置彼此的间隔来进行异常感测，但是，也可以利用crc（cyclic redundancy check，循环冗余校验）等检错码来进行异常感测。例如，作为失真校正数据而采用附加了crc比特的数据，将其预先储存在失真校正数据存储器10中。此时，异常处理部14将对从控制器11供给的失真校正数据dc施加crc运算而得到的值与预先设定的期待值相比较，在两者彼此不同的情况下，将异常感测信号er供给到控制器11。
57.此外，在上述实施例中，使失真校正数据所表示的基点像素和坐标位置的数量为16个，但是，不限定于16个。
58.此外，作为hud装置100，也可以不包括控制器11和图像照射部15。
59.总之，作为hud装置100中的图像失真校正电路，只要为了消除将基于输入图像信号的显示图像投影到投射面而得到的投影图像的失真而包括以下的失真校正电路、异常判定部和数据校正部即可。
60.即，失真校正电路（12）基于为了消除该投影图像的失真而将与显示图像中的n（n为2以上的整数）个坐标位置分别相对应的输入图像信号（vs）中的显示数据片的坐标位置校正为第一～第n失真校正坐标位置（例如a1～a16）的失真校正数据（dc）对输入图像信号施加失真校正处理来生成失真校正图像信号（cv）。异常判定部（14）分别计算由失真校正数据所示的第一～第n失真校正坐标位置中的邻接的失真校正坐标位置彼此的间隔（例如d1
～d24），基于各间隔从第一～第n失真校正坐标位置中将产生异常的失真校正坐标位置判定为异常坐标位置。数据校正部（14）基于从第一～第n失真校正坐标位置中除异常坐标位置之外的至少2个失真校正坐标位置来校正失真校正数据中的与异常坐标位置相对应的部分。
61.附图标记的说明10失真校正数据存储器11控制器12失真校正电路13表存储器14异常处理部100 hud装置。