Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4579730B2 - Image processing apparatus, image processing method and program thereof - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4579730B2 - Image processing apparatus, image processing method and program thereof - Google Patents

Image processing apparatus, image processing method and program thereof Download PDF

Info

Publication number
JP4579730B2
JP4579730B2 JP2005080610A JP2005080610A JP4579730B2 JP 4579730 B2 JP4579730 B2 JP 4579730B2 JP 2005080610 A JP2005080610 A JP 2005080610A JP 2005080610 A JP2005080610 A JP 2005080610A JP 4579730 B2 JP4579730 B2 JP 4579730B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
projection
projected
photographing
image processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005080610A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006259627A (en
Inventor
紋子 竹野内
義人 南條
義正 柳原
敏 岩城
保 町野
博昭 河田
健一朗 下倉
直義 金丸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Inc
NTT Inc USA
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
NTT Inc USA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp, NTT Inc USA filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2005080610A priority Critical patent/JP4579730B2/en
Publication of JP2006259627A publication Critical patent/JP2006259627A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4579730B2 publication Critical patent/JP4579730B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Description

この発明は、例えば、プロジェクタ等の投影装置により情報を提示する情報提示システムにおいて用いられる画像処理装置及び画像処理方法とそのプログラムに関する。   The present invention relates to an image processing apparatus, an image processing method, and a program thereof used in an information presentation system that presents information using a projection apparatus such as a projector.

従来、複数の人で情報を共有する手段の一つとして、実物体の上に情報を投影する方法が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。これによると、対面でのコミュニケーションに限らず、例えば、遠隔作業支援システムのように遠隔地間で情報を伝達する際にも、話の対象となっている実空間上の物体に関連する情報をプロジェクタで投影することができる。このように、実空間上に視覚的に情報を提示することで、情報を容易にかつ正確に伝達することができる。   Conventionally, as a means for sharing information among a plurality of people, a method of projecting information on a real object has been proposed (see, for example, Patent Document 1). According to this, not only in face-to-face communication, but also when transmitting information between remote locations, such as a remote work support system, It can be projected with a projector. In this way, information can be easily and accurately transmitted by visually presenting information on the real space.

特開2001−211372号公報JP 2001-211132 A

しかしながら、上記従来の情報提示方法のように、実空間に存在する対象物の上に情報を重畳して投影した状態で、実空間内の対象物を撮影すると、対象物と共に上記投影された情報が映り込んだ画像になる。このため、撮影された画像からは、実空間に存在する対象物と投影された情報との区別がつきにくい。このため、例えば、投影された情報が対象物と類似している場合には、画像処理により撮影画像から上記対象物を正しく認識できなくなるおそれがある。   However, when the target object in the real space is photographed in a state where information is superimposed on the target object existing in the real space and projected as in the conventional information presentation method, the projected information is displayed together with the target object. Will appear in the image. For this reason, it is difficult to distinguish between an object existing in real space and the projected information from the captured image. For this reason, for example, when the projected information is similar to the object, the object may not be correctly recognized from the captured image by image processing.

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、実空間に存在する対象物に情報が投影されている場合でも、実空間の対象物を正確に認識し、画像処理における誤りを低減させることを可能とする画像処理装置及び画像処理方法とそのプログラムを提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the above circumstances, and the object of the present invention is to accurately recognize an object in the real space, even when information is projected on the object existing in the real space, and to An object of the present invention is to provide an image processing apparatus, an image processing method, and a program thereof that can reduce errors in processing.

上記目的を達成するためにこの発明に係わる画像処理装置及び画像処理方法とそのプログラムは、空間に存在する対象物と、当該空間に投影装置により投影された投影後画像とを撮影装置により撮影することにより得られる撮影画像を取得する手段と、上記投影装置により投影される投影前画像を取得する手段と、上記取得された撮影画像から上記投影前画像を差し引く手段とを備えるものである。
このように構成することにより、実空間に存在する対象物に情報が投影されている場合でも、実空間の対象物を正確に認識し、画像処理における誤りを低減させることが可能となる。
In order to achieve the above object, an image processing apparatus, an image processing method, and a program therefor according to the present invention photograph an object existing in a space and a post-projection image projected by the projection device in the space with a photographing device. Means for acquiring a captured image obtained by the above, means for acquiring a pre-projection image projected by the projection device, and means for subtracting the pre-projection image from the acquired captured image.
With this configuration, even when information is projected onto an object existing in the real space, it is possible to accurately recognize the object in the real space and reduce errors in image processing.

また、この発明は次のような各種構成を備えることも特徴とする。
第1の構成は、空間に存在する対象物と、当該空間に投影装置により投影された投影後画像とを撮影装置により撮影することにより得られる撮影画像を取得する手段と、上記投影装置により投影される投影前画像を取得する手段と、上記取得された投影前画像をもとに上記投影後画像を推定する手段と、上記取得された撮影画像から上記推定された投影後画像を差し引く手段とを備えるものである。
このようにすると、プロジェクタ等の投影装置により投影された撮影後画像が推定され、撮影画像からこの推定された撮影後画像を差し引くため、さらに正確に実空間の対象物を認識することができる。
The present invention is also characterized by having the following various configurations.
According to a first configuration, there is provided means for acquiring a captured image obtained by photographing an object existing in a space and a post-projection image projected on the space by a projection device, and the projection device. Means for acquiring the pre-projection image, means for estimating the post-projection image based on the acquired pre-projection image, and means for subtracting the estimated post-projection image from the acquired photographed image Is provided.
In this way, a post-shooting image projected by a projection device such as a projector is estimated, and the estimated post-shooting image is subtracted from the picked-up image, so that an object in real space can be recognized more accurately.

第2の構成は、上記投影後画像を推定する手段は、上記投影装置が有する色特性を表す情報を検出する手段と、上記検出された色特性を表す情報と上記投影前画像とをもとに、上記投影後画像を推定することを特徴とする。
このようにすると、投影装置の有する色特性に左右されることなく、正確に撮影後画像が推定されるため、確実に実空間の対象物を認識することができる。
In the second configuration, the means for estimating the post-projection image is based on the means for detecting information representing the color characteristics of the projection device, the information representing the detected color characteristics, and the pre-projection image. In addition, the post-projection image is estimated.
In this way, the post-capture image is accurately estimated without being influenced by the color characteristics of the projection apparatus, so that an object in real space can be reliably recognized.

第3の構成は、上記色特性を表す情報を検出する手段は、上記投影装置が投影を行わない状態で上記空間を上記撮影装置により撮影した無投影画像を取得する手段と、光の三原色の各構成色に対応する各パターン画像をそれぞれ上記投影装置に投影させる手段と、上記投影された各パターン画像をそれぞれ上記撮影装置により撮影して得られる各パターン撮影画像を取得する手段と、上記取得された各パターン撮影画像と上記無投影画像との差分から三原色の各構成色に対応する色特性を表す情報を検出する手段とを備えるようにする。
このように構成すると、投影装置が有する色特性を正しく検出することができる。これにより、投影装置の有する色特性に左右されることなく、確実に実空間の対象物を認識することができる。
In the third configuration, the means for detecting the information representing the color characteristics includes means for obtaining a non-projected image obtained by photographing the space by the photographing apparatus in a state where the projection apparatus does not perform projection, and three primary colors of light. Means for projecting each pattern image corresponding to each constituent color on the projection device; means for obtaining each pattern photographed image obtained by photographing each projected pattern image by the photographing device; Means for detecting information representing color characteristics corresponding to the three constituent colors from the difference between each pattern captured image and the non-projected image.
If comprised in this way, the color characteristic which a projector has can be detected correctly. Thereby, it is possible to reliably recognize an object in real space without being influenced by the color characteristics of the projection apparatus.

第4の構成は、上記色特性を表す情報を検出する手段は、上記投影装置が投影を行わない状態で上記空間を上記撮影装置により撮影した無投影画像を取得する手段と、白色光のパターン画像を上記投影装置に投影させる手段と、上記投影された白色光パターン画像を上記撮影装置により撮影して得られる白色光パターン撮影画像を取得する手段と、上記取得された白色光パターン撮影画像と上記無投影画像との差分から三原色の各構成色に対応する色特性を表す情報を検出する。
白色光パターンを利用することにより、一度の投影及び撮影で時間や手間を要することなく、三原色の色特性を表す情報を得ることができる。
According to a fourth configuration, the means for detecting the information representing the color characteristics includes means for obtaining a non-projected image obtained by photographing the space with the photographing apparatus in a state where the projection apparatus does not perform projection, and a white light pattern. Means for projecting an image on the projection device, means for obtaining a white light pattern photographed image obtained by photographing the projected white light pattern image with the photographing device, and the obtained white light pattern photographed image, Information representing color characteristics corresponding to the three primary colors is detected from the difference from the non-projected image.
By using the white light pattern, it is possible to obtain information representing the color characteristics of the three primary colors without requiring time and labor for one projection and photographing.

第5の構成は、上記投影後画像を推定する手段は、上記投影装置が有する輝度の変化特性を表す情報を検出する手段と、上記検出された輝度の変化特性を表す情報と上記投影前画像とをもとに上記投影後画像を推定する。
このようにすると、投影装置の有する輝度の変化特性に左右されることなく、正確に撮影後画像が推定されるため、確実に実空間の対象物を認識することができる。
According to a fifth configuration, the means for estimating the post-projection image includes means for detecting information indicating a luminance change characteristic of the projection device, information indicating the detected luminance change characteristic, and the pre-projection image. Based on the above, the post-projection image is estimated.
In this way, the post-capture image is accurately estimated without being affected by the luminance change characteristic of the projection device, so that an object in real space can be reliably recognized.

要するにこの発明によれば、実空間に存在する対象物に情報が投影されている場合でも、実空間の対象物を正確に認識し、画像処理における誤りを低減させることを可能とする画像処理装置及び画像処理方法とそのプログラムを提供することができる。   In short, according to the present invention, even when information is projected onto an object existing in the real space, the image processing apparatus that can accurately recognize the object in the real space and reduce errors in the image processing. In addition, an image processing method and a program thereof can be provided.

図1は、この発明に係わる画像処理装置を備える情報提示システムを示す概略構成図である。
この情報提示システムは、画像処理装置1とカメラ2とプロジェクタ3とを備える。カメラ2及びプロジェクタ3は、画像処理装置1にそれぞれ接続されている。なお、カメラ2は、3CCD(Charge Coupled Device)の固体撮像素子を有するディジタルカメラやビデオカメラにより構成される。また、カメラ2及びプロジェクタ3は、同図に示すようにカメラ2の撮影範囲とプロジェクタ3の投影範囲が一致するように固定されている。この状態で、カメラ2による撮影画像をそのままプロジェクタ3に出力した場合、実空間に存在する対象物5に対象物5の撮影画像が重なって投影される。また、投影画像51は、プロジェクタ3により投影された対象物5に関連する情報を表す画像である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an information presentation system including an image processing apparatus according to the present invention.
This information presentation system includes an image processing apparatus 1, a camera 2, and a projector 3. The camera 2 and the projector 3 are connected to the image processing apparatus 1 respectively. The camera 2 is constituted by a digital camera or a video camera having a 3CCD (Charge Coupled Device) solid-state imaging device. The camera 2 and the projector 3 are fixed so that the shooting range of the camera 2 and the projection range of the projector 3 coincide as shown in FIG. In this state, when an image captured by the camera 2 is output to the projector 3 as it is, the image captured by the object 5 is projected onto the object 5 existing in the real space. The projected image 51 is an image that represents information related to the object 5 projected by the projector 3.

図2は、画像処理装置1の機能構成を示すブロック図である。
画像処理装置1は、主制御部として中央処理ユニット(CPU:Central Processing Unit)11を備える。このCPU11にバス12を介してデータメモリ13とプログラムメモリ14が接続され、さらに、カメラ入力インタフェース(カメラ入力I/F)15と、プロジェクタ出力インタフェース(プロジェクタ出力I/F)16と、入出力インタフェース(入出力I/F)17とが接続されている。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of the image processing apparatus 1.
The image processing apparatus 1 includes a central processing unit (CPU) 11 as a main control unit. A data memory 13 and a program memory 14 are connected to the CPU 11 via a bus 12, and further a camera input interface (camera input I / F) 15, a projector output interface (projector output I / F) 16, and an input / output interface. (Input / output I / F) 17 is connected.

カメラ入力I/F15は、CPU11制御のもと、カメラ2により撮影された画像を入力する。プロジェクタ出力I/F16は、プロジェクタ3との接続インタフェースであり、CPU11の制御のもと、プロジェクタ3に投影元画像を出力する。また、入出力I/F17には、マウスやキーボード等の入力装置18及び液晶表示器(LCD)等の表示装置19がそれぞれ接続されている。入力装置18は、上記投影画像51を投影するための画像データ、映像データまたはテキストデータ等を入力するユーザインタフェースである。表示装置19には、カメラ2の撮影画像や、後述する画像処理を施した画像などが表示される。   The camera input I / F 15 inputs an image photographed by the camera 2 under the control of the CPU 11. The projector output I / F 16 is a connection interface with the projector 3 and outputs a projection source image to the projector 3 under the control of the CPU 11. The input / output I / F 17 is connected to an input device 18 such as a mouse and a keyboard and a display device 19 such as a liquid crystal display (LCD). The input device 18 is a user interface for inputting image data, video data, text data, or the like for projecting the projection image 51. The display device 19 displays an image captured by the camera 2, an image subjected to image processing described later, and the like.

データメモリ13は、例えば、RAMやハードディスクにより構成され、補正パラメータ記憶エリア13aと、投影元画像記憶エリア13bと、推定映り込み画像記憶エリア13cと、差分画像記憶エリア13dとが記憶される。
補正パラメータ記憶エリア13aには、プロジェクタ3が有する色特性を表す補正パラメータがR,G,Bの各プレーンについて画素ごとに記憶される。投影元画像記憶エリア13bには、プロジェクタ3により投影される投影画像51のもととなる投影元画像が記憶される。この投影元画像は、上述したように、入力装置18から入力された画像データ、映像データまたはテキストデータ等をもとに作成される。作成された投影元画像は、プロジェクタ出力I/F16によりプロジェクタ3に出力され、プロジェクタ3は、投影元画像をもとに投影画像51を投影する。
The data memory 13 is composed of, for example, a RAM or a hard disk, and stores a correction parameter storage area 13a, a projection source image storage area 13b, an estimated reflected image storage area 13c, and a difference image storage area 13d.
In the correction parameter storage area 13a, correction parameters representing the color characteristics of the projector 3 are stored for each pixel for each of the R, G, and B planes. In the projection source image storage area 13b, a projection source image that is the basis of the projection image 51 projected by the projector 3 is stored. As described above, the projection source image is created based on image data, video data, text data, or the like input from the input device 18. The created projection source image is output to the projector 3 by the projector output I / F 16, and the projector 3 projects the projection image 51 based on the projection source image.

また、推定映り込み画像記憶エリア13cには、上記補正パラメータ記憶エリア13aに記憶される補正パラメータに基づいて、上記投影元画像を補正した推定映り込み画像が記憶される。差分画像記憶エリア13dには、上記補正された推定映り込み画像とカメラ2による撮影画像との差分からなる差分画像が記憶される。   The estimated reflected image storage area 13c stores an estimated reflected image obtained by correcting the projection source image based on the correction parameter stored in the correction parameter storage area 13a. The difference image storage area 13d stores a difference image that is a difference between the corrected estimated reflected image and the image taken by the camera 2.

プログラムメモリ14には、この発明を実現するための制御プログラムとして、補正パラメータ算出プログラム14aと、推定映り込み画像作成プログラム14bと、差分画像抽出プログラム14cとが格納される。補正パラメータ算出プログラム14aは、プロジェクタ3の投影による色特性を表す補正パラメータを算出し、上述した補正パラメータ記憶エリア13aに記憶する機能を有する。   The program memory 14 stores a correction parameter calculation program 14a, an estimated reflected image creation program 14b, and a difference image extraction program 14c as control programs for realizing the present invention. The correction parameter calculation program 14a has a function of calculating a correction parameter representing the color characteristic by projection of the projector 3 and storing it in the correction parameter storage area 13a described above.

推定映り込み画像作成プログラム14bは、上記補正パラメータ記憶エリア13aに記憶される補正パラメータと、投影元画像記憶エリア13bに記憶される投影元画像をそれぞれ読み出して、読み出された投影元画像を補正パラメータにより補正して推定映り込み画像を作成する。作成された推定映り込み画像を上記推定映り込み画像記憶エリア13cに記憶させる。
また、差分画像抽出プログラム14cは、上記作成された推定映り込み画像とカメラ2による撮影画像とを比較して差分を抽出し、抽出された差分画像を差分画像記憶エリア13dに記憶させるものである。
The estimated reflected image creation program 14b reads the correction parameter stored in the correction parameter storage area 13a and the projection source image stored in the projection source image storage area 13b, respectively, and corrects the read projection source image. An estimated reflected image is created by correcting with parameters. The created estimated reflected image is stored in the estimated reflected image storage area 13c.
The difference image extraction program 14c extracts the difference by comparing the created estimated reflected image and the image taken by the camera 2, and stores the extracted difference image in the difference image storage area 13d. .

次に、以上のように構成された画像処理装置1の動作について説明する。図3は、この画像処理装置1の補正パラメータ算出処理の手順とその内容を示すフローチャートである。なお、カメラ2は、上述したように、R,G,Bの3つのプレーンを有する3CCDカメラで構成されている。この補正パラメータ算出処理は、上記R,G,B各プレーンについてそれぞれ行うものであるが、同様の処理であるため、ここでは、Rプレーンを例に挙げて説明を行う。   Next, the operation of the image processing apparatus 1 configured as described above will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the procedure and contents of the correction parameter calculation process of the image processing apparatus 1. As described above, the camera 2 is composed of a 3CCD camera having three planes R, G, and B. This correction parameter calculation process is performed for each of the R, G, and B planes. However, since this process is the same, the R plane will be described as an example here.

先ず、画像処理装置1のCPU11は、ステップS3aにおいて、プロジェクタ3による投影が行われていない状態(以下、無投影時と称する)のカメラ2による撮影画像をカメラ入力I/F15により無投影時撮影画像として取り込む。次に、ステップS3bにおいて、プロジェクタ3により補正用パターン(Rプレーンの場合は、全画素赤色の最大輝度画像)を投影させた状態のカメラ2による撮影画像を補正用パターン撮影画像としてカメラ入力I/F15により取り込む。   First, in step S3a, the CPU 11 of the image processing apparatus 1 captures an image captured by the camera 2 in a state in which projection by the projector 3 is not performed (hereinafter referred to as “no projection”) using the camera input I / F 15 without projection. Import as an image. Next, in step S3b, an image captured by the camera 2 in a state in which the correction pattern (in the case of the R plane, the maximum luminance image of all pixels red) is projected by the projector 3 is used as the correction pattern captured image. Capture by F15.

続いて、画像処理装置1のCPU11は、上記補正パラメータ算出プログラム14aを実行して、ステップS3c〜S3fの処理を、各画素について繰り返し行う。すなわち、ステップS3dにおいて、上記それぞれ取り込まれた補正用パターン撮影画像と無投影時撮影画像との各画素の輝度の差を算出する。そして、ステップS3eにより、上記算出された輝度の差を補正パラメータとして補正パラメータ記憶エリア13aに記憶させる。   Subsequently, the CPU 11 of the image processing apparatus 1 executes the correction parameter calculation program 14a, and repeats the processes of steps S3c to S3f for each pixel. That is, in step S3d, the difference in luminance of each pixel between the captured correction pattern captured image and the non-projection captured image is calculated. In step S3e, the calculated luminance difference is stored in the correction parameter storage area 13a as a correction parameter.

同様にして、同様にGプレーン及びBプレーンについても上記処理を行うことによって、補正パラメータ記憶エリア13aには、R,G,B各プレーンの補正パラメータが記憶される。なお、ステップS3bにおいて用いられる補正用パターンは、Gプレーンの場合は全画素緑色の最大輝度画像、Bプレーンの場合は全画素青色の最大輝度画像をそれぞれ用いるものとする。   Similarly, the same processing is performed for the G plane and the B plane, and the correction parameters for the R, G, and B planes are stored in the correction parameter storage area 13a. The correction pattern used in step S3b uses the maximum luminance image of all pixels green for the G plane and the maximum luminance image of all pixels blue for the B plane.

次に、上記記憶された補正パラメータを用いて、画像処理装置1における推定映り込み画像作成動作について説明する。図4は、この画像処理装置1の推定映り込み画像作成処理の手順とその内容を示すフローチャートである。ここで、推定映り込み画像とは、投影元画像がプロジェクタ3により投影された状態、つまり実空間に投影された投影画像51を推測した画像である。   Next, an estimated reflected image creation operation in the image processing apparatus 1 will be described using the stored correction parameters. FIG. 4 is a flowchart showing the procedure of the estimated reflected image creating process of the image processing apparatus 1 and its contents. Here, the estimated reflected image is an image in which the projection source image is projected by the projector 3, that is, an image obtained by estimating the projection image 51 projected in the real space.

画像処理装置1のCPU11は、推定映り込み画像作成プログラム14bを実行して、投影元画像記憶エリア13bに記憶される投影元画像を読み出す。そして、ステップS4b〜S4fの補正処理を各画素xについて繰り返し行う。ステップS4cによりRプレーンについて次のように補正を行う。先ず、補正パラメータ記憶エリア13aからRプレーンの画素xの補正パラメータR(x)を読み出す。また、Rプレーンの最大輝度値をRmax(通常は255)、投影元画像の画素xの輝度値をR0(x)とすると、推定映り込み画像におけるRプレーンの画素xの輝度値R1(x)は、次のように求められる。
R1(x)=R(x)/Rmax×R0(x)
同様に、ステップS4dによりGプレーンについて、Gプレーンの画素xの補正パラメータをG(x)、最大輝度値をGmax、投影元画像の画素xの輝度値をG0(x)とすると、推定映り込み画像におけるGプレーンの画素xの輝度値G1(x)は、
G1(x)=G(x)/Gmax×G0(x)
と求められる。
The CPU 11 of the image processing apparatus 1 executes the estimated reflected image creation program 14b and reads the projection source image stored in the projection source image storage area 13b. Then, the correction process of steps S4b to S4f is repeated for each pixel x. In step S4c, the R plane is corrected as follows. First, the correction parameter R (x) of the pixel x of the R plane is read from the correction parameter storage area 13a. Also, assuming that the maximum luminance value of the R plane is Rmax (usually 255) and the luminance value of the pixel x of the projection source image is R0 (x), the luminance value R1 (x) of the pixel x of the R plane in the estimated reflected image Is obtained as follows.
R1 (x) = R (x) / Rmax × R0 (x)
Similarly, for the G plane in step S4d, assuming that the correction parameter of the pixel x of the G plane is G (x), the maximum luminance value is Gmax, and the luminance value of the pixel x of the projection source image is G0 (x), the estimated reflection The luminance value G1 (x) of the pixel x of the G plane in the image is
G1 (x) = G (x) / Gmax × G0 (x)
Is required.

また、同様に、ステップS4eによりBプレーンについて、Bプレーンの画素xの補正パラメータをB(x)、最大輝度値をBmax、投影元画像の画素xの輝度値をB0(x)とすると、推定映り込み画像におけるBプレーンの画素xの輝度値B1(x)は、
B1(x)=B(x)/Bmax×B0(x)
と求められる。
Similarly, assuming that the correction parameter for the pixel x of the B plane is B (x), the maximum luminance value is Bmax, and the luminance value of the pixel x of the projection source image is B0 (x) for the B plane in step S4e. The luminance value B1 (x) of the pixel x of the B plane in the reflected image is
B1 (x) = B (x) / Bmax × B0 (x)
Is required.

ステップS4b〜ステップS4fの補正処理を各画素ごとに行ったのち、ステップS4gに移行して、上記算出されたR,G,B各プレーンの画素値を画素ごとに合成して推定映り込み画像を作成し、作成した推定映り込み画像を推定映り込み画像記憶エリア13cに記憶する。   After performing the correction processing of step S4b to step S4f for each pixel, the process proceeds to step S4g, and the estimated reflected image is obtained by synthesizing the calculated pixel values of the R, G, and B planes for each pixel. The created estimated reflected image is stored in the estimated reflected image storage area 13c.

次に、上記記憶された推定映り込み画像を用いて、画像処理装置1の差分画像抽出動作について説明する。図5は、この画像処理装置1の差分画像抽出処理の手順とその内容を示すフローチャートである。
画像処理装置1のCPU11は、差分画像抽出プログラム14cを実行して、ステップS5aにおいて、カメラ入力I/F15により、対象物5と共に、プロジェクタ3による投影画像51をカメラ2により撮影した画像を取り込む。また、ステップS5bにより、推定映り込み画像記憶エリア13cから推定映り込み画像を読み出す。そして、ステップS5cにおいて、上記取り込まれた撮影画像と読み出された推定映り込み画像とを比較して差分画像を抽出する。そして、ステップS5dにおいて、上記抽出された差分画像を差分画像記憶エリア13dに記憶する。
Next, the difference image extraction operation of the image processing apparatus 1 will be described using the stored estimated reflected image. FIG. 5 is a flowchart showing the procedure and contents of the differential image extraction process of the image processing apparatus 1.
The CPU 11 of the image processing apparatus 1 executes the differential image extraction program 14c, and captures an image obtained by photographing the projection image 51 by the projector 3 together with the object 5 by the camera input I / F 15 in step S5a. In step S5b, an estimated reflected image is read from the estimated reflected image storage area 13c. In step S5c, a difference image is extracted by comparing the captured captured image with the read estimated reflected image. In step S5d, the extracted difference image is stored in the difference image storage area 13d.

このようにして、差分画像記憶エリア13dに記憶された差分画像は、例えば、入出力I/F17を介して表示装置19に出力される。具体的には、例えば、図6に示すように、カメラ2による撮影画像が、実空間の対象物5と投影画像51とを含む画像であった場合、この画像処理装置1では、投影元画像を補正パラメータにより補正した推定映り込み画像を作成し、上記カメラ2による撮影画像と、この推定映り込み画像との差分を抽出して差分画像を作成する。このように、差分画像には、実空間の対象物5のみを含む画像となる。   In this way, the differential image stored in the differential image storage area 13d is output to the display device 19 via the input / output I / F 17, for example. Specifically, for example, as shown in FIG. 6, when the image captured by the camera 2 is an image including the object 5 in real space and the projection image 51, the image processing apparatus 1 uses the projection source image Is estimated using the correction parameter, and a difference image is created by extracting the difference between the image captured by the camera 2 and the estimated reflection image. As described above, the difference image is an image including only the target 5 in the real space.

なお、プロジェクタ3による投影画像と、カメラ2による撮影画像との各画素の位置関係は、予め取得しておくものとする。例えば、カメラ2とプロジェクタ3の画角と光軸が一致するようにキャリブレーションを行うことにより、投影画像と、カメラ2の撮影画像との各画素の対応関係を求めることができる。この他にも、色のついた格子画像などのキャリブレーションパターンをプロジェクタ3により投影して、カメラ2による撮影画像上での格子の位置と、投影画像上での格子の位置の対応関係を求めることで行うこともできる。R,G,B各プレーンについては、上記キャリブレーションを各プレーンごとに行えばよい。   In addition, the positional relationship of each pixel of the projection image by the projector 3 and the picked-up image by the camera 2 shall be acquired beforehand. For example, by performing calibration so that the angles of view of the camera 2 and the projector 3 coincide with the optical axis, it is possible to obtain a correspondence relationship between each pixel of the projected image and the captured image of the camera 2. In addition to this, a calibration pattern such as a colored lattice image is projected by the projector 3, and the correspondence between the position of the lattice on the captured image by the camera 2 and the position of the lattice on the projected image is obtained. It can also be done. For the R, G, and B planes, the calibration may be performed for each plane.

以上述べたように、この実施形態では、画像処理装置1のCPU11は、補正パラメータ算出プログラム14aを実行して、プロジェクタ3の無投影時のカメラ2の撮影画像と、R,G,B各プレーンの最大輝度画像である補正用パターン投影時のカメラ2の撮影画像とをもとに各画素の輝度の差を算出して、補正パラメータとして記憶させる。また、CPU11は、この補正パラメータをもとに投影元画像を補正した推定映り込み画像を作成して、推定映り込み画像記憶エリア13cに記憶させる。そして、CPU11は、差分画像抽出プログラム14cにより、カメラ2の撮影画像と上記作成された推定映り込み画像との差分を抽出し、抽出された差分画像を差分画像記憶エリア13dに記憶するようにしている。   As described above, in this embodiment, the CPU 11 of the image processing apparatus 1 executes the correction parameter calculation program 14a, and the captured image of the camera 2 when the projector 3 is not projected and the R, G, B planes. The difference in luminance of each pixel is calculated based on the captured image of the camera 2 at the time of projecting the correction pattern, which is the maximum luminance image, and stored as a correction parameter. Further, the CPU 11 creates an estimated reflected image obtained by correcting the projection source image based on the correction parameter, and stores the estimated reflected image in the estimated reflected image storage area 13c. Then, the CPU 11 extracts the difference between the photographed image of the camera 2 and the created estimated reflected image by the difference image extraction program 14c, and stores the extracted difference image in the difference image storage area 13d. Yes.

したがって、この実施形態によれば、実空間に存在する対象物の上に情報を重畳して投影した状態で対象物を撮影した場合に、上記対象物のみの画像を提供することを可能とする。例えば、図6に示したように、カメラの撮影画像において、実空間の人間の手と、投影画像の人間の手が両方含まれている状態で、画像処理アルゴリズムを用いてこの撮影画像から人間の手を認識したとする。この場合、実空間の人間の手と投影画像の人間の手との区別がつかずに、誤って認識されることがあった。しかしながら、この発明では、実空間に存在する対象物5のみの画像が表示されるため、画像処理における誤認識などの発生を低減させることができる。   Therefore, according to this embodiment, it is possible to provide an image of only the object when the object is photographed in a state where information is superimposed on the object existing in the real space and projected. . For example, as shown in FIG. 6, when a captured image of a camera includes both a human hand in a real space and a human hand in a projection image, an image processing algorithm is used to extract a human image from the captured image. Suppose you recognize your hand. In this case, the human hand in the real space and the human hand in the projection image may not be distinguished from each other and may be erroneously recognized. However, in the present invention, since an image of only the object 5 existing in the real space is displayed, it is possible to reduce the occurrence of erroneous recognition in image processing.

なお、この発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、投影元画像をもとに投影画像51を推定した推定映り込み画像を作成して、カメラ2の撮影画像からこの推定映り込み画像を差し引くように構成しているが、単純に、カメラ2の撮影画像から投影元画像を元に投影前の画像を差し引くようにしてもよい。これは、特に、色再現性に優れたプロジェクタに対して有効であり、補正パラメータの算出処理や推定映り込み画像の作成処理を省くことができるため、CPUの処理負荷を軽減することができる。   The present invention is not limited to the above embodiment. In the above-described embodiment, an estimated reflected image in which the projected image 51 is estimated based on the projection source image is created, and this estimated reflected image is subtracted from the captured image of the camera 2. The pre-projection image may be subtracted from the photographed image of the camera 2 based on the projection source image. This is particularly effective for a projector having excellent color reproducibility, and the processing for calculating correction parameters and the processing for creating an estimated reflected image can be omitted, so that the processing load on the CPU can be reduced.

また、補正パラメータ算出処理において、補正用パターンとして白色光の最大輝度画像を用いるようにしてもよい。このようにすると、補正用パターンの投影及びカメラ2による撮影画像の取り込みが一度で済むため、補正用パターンをR,G,B各プレーンごとに切り替えて投影する手間を省くことができる。   In the correction parameter calculation process, the maximum luminance image of white light may be used as the correction pattern. In this way, since the correction pattern is projected and the captured image is captured by the camera 2 only once, it is possible to save the trouble of switching and projecting the correction pattern for each of the R, G, and B planes.

また、上記実施形態では、プロジェクタ3のR,G,Bの色特性を検出するように構成したが、その他にも、輝度(明るさ)による変化特性を検出することも可能である。このようにすると、投影装置の有する輝度の変化特性に左右されることなく、正確に実空間の対象物を認識することができる。また、各プレーンの最大輝度画像だけでなく、輝度を変化させた補正パターンを用いて、明るさによる色特性の変化を検出するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the R, G, and B color characteristics of the projector 3 are detected. However, it is also possible to detect a change characteristic depending on luminance (brightness). In this way, an object in real space can be accurately recognized without being influenced by the luminance change characteristic of the projection apparatus. Further, not only the maximum luminance image of each plane but also a correction pattern in which the luminance is changed may be used to detect a change in color characteristics due to brightness.

さらに、補正パラメータ算出処理においては、上記実施形態のように画素ごとに補正パラメータを求めてもよいし、他にも、所定の画素間隔ごとに算出したり、中央部と四隅部分などの変化の大きな部分についてのみ算出するようにしてもよい。このようにすると、補正パラメータの算出における処理速度の向上や補正パラメータ記憶エリア13aに要するメモリ容量の節約になる。   Further, in the correction parameter calculation process, a correction parameter may be obtained for each pixel as in the above-described embodiment. You may make it calculate only about a big part. In this way, the processing speed in calculating the correction parameter is improved and the memory capacity required for the correction parameter storage area 13a is saved.

その他にも、画像処理装置1の構成、データメモリ13に記憶される各記憶エリアの項目や構成、及びプログラムメモリ14に格納される各プログラムの処理手順とその処理内容についてもこの発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形して実施できる。
要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲でその構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態で開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
In addition, the gist of the present invention is also applied to the configuration of the image processing apparatus 1, the items and configurations of each storage area stored in the data memory 13, and the processing procedure and processing contents of each program stored in the program memory 14. Various modifications can be made without departing from the scope.
In short, the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying its constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine the component covering different embodiment suitably.

この発明の第1の実施形態に係わる画像処理装置を備える情報提示システムを示す概略図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Schematic which shows an information presentation system provided with the image processing apparatus concerning 1st Embodiment of this invention. 図1に示す画像処理装置の機能構成を示すブロック図。The block diagram which shows the function structure of the image processing apparatus shown in FIG. 図2に示す画像処理装置の補正パラメータ算出処理の手順とその内容を示すフローチャート。3 is a flowchart showing a procedure and details of correction parameter calculation processing of the image processing apparatus shown in FIG. 図2に示す画像処理装置の推定映り込み画像作成処理の手順とその内容を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure and the content of the presumed reflection image creation process of the image processing apparatus shown in FIG. 図2に示す画像処理装置の差分画像抽出処理の手順とその内容を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure and the content of the difference image extraction process of the image processing apparatus shown in FIG. 図2に示す画像処理装置による差分画像抽出処理の様子を示す図。The figure which shows the mode of the difference image extraction process by the image processing apparatus shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…画像処理装置、2…カメラ2…プロジェクタ、5…対象物、51…投影画像、11…CPU、12…バス、13…データメモリ、13a…補正パラメータ記憶エリア、13b…投影元画像記憶エリア、13c…推定映り込み画像記憶エリア、13d…差分画像記憶エリア、14…プログラムメモリ、14a…補正パラメータ算出プログラム、14b…推定映り込み画像作成プログラム、14c…差分画像抽出プログラム、15…カメラ入力I/F、16…プロジェクタ出力I/F、17…入出力I/F、18…入力装置、19…表示装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image processing apparatus, 2 ... Camera 2 ... Projector, 5 ... Object, 51 ... Projection image, 11 ... CPU, 12 ... Bus, 13 ... Data memory, 13a ... Correction parameter storage area, 13b ... Projection original image storage area , 13c ... Estimated reflected image storage area, 13d ... Differential image storage area, 14 ... Program memory, 14a ... Correction parameter calculation program, 14b ... Estimated reflected image creation program, 14c ... Differential image extraction program, 15 ... Camera input I / F, 16 ... Projector output I / F, 17 ... Input / output I / F, 18 ... Input device, 19 ... Display device.

Claims (3)

空間に存在する対象物と、当該空間に投影装置により投影された投影後画像とを撮影装置により撮影することにより得られる撮影画像を取得する手段と、
前記投影装置により投影される投影前画像を記憶する手段と、
前記投影装置が有する色特性を表す情報を検出する手段と、
前記検出された色特性を表す情報と前記投影前画像とをもとに、前記投影後画像を推定する手段と、
前記取得された撮影画像から前記推定された投影後画像を差し引く手段と
を具備し、
前記色特性を表す情報を検出する手段は、
前記投影装置が投影を行わない状態で前記空間を前記撮影装置により撮影した無投影画像を取得する手段と、
白色光のパターン画像を前記投影装置に投影させる手段と、
前記投影された白色光パターン画像を前記撮影装置により撮影して得られる白色光パターン撮影画像を取得する手段と、
前記取得された白色光パターン撮影画像と前記無投影画像との差分から三原色の各構成色に対応する色特性を表す情報を検出する手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
Means for acquiring a photographed image obtained by photographing an object existing in space and a post-projection image projected by the projection device in the space with a photographing device;
Means for storing a pre-projection image projected by the projection device;
Means for detecting information representing color characteristics of the projection device;
Means for estimating the post-projection image based on the information representing the detected color characteristics and the pre-projection image;
Means for subtracting the estimated post-projection image from the acquired photographed image,
The means for detecting information representing the color characteristic is:
Means for acquiring a non-projected image obtained by photographing the space by the photographing device in a state where the projection device does not perform projection;
Means for projecting a pattern image of white light on the projection device;
Means for acquiring a white light pattern photographed image obtained by photographing the projected white light pattern image by the photographing device;
An image processing apparatus comprising: means for detecting information representing color characteristics corresponding to each of the three primary colors from a difference between the acquired white light pattern captured image and the non-projected image. .
空間に存在する対象物と、当該空間に投影装置により投影された投影後画像とを撮影装置により撮影することにより得られる撮影画像を取得する工程と、Obtaining a captured image obtained by photographing an object existing in space and a post-projection image projected by the projection device in the space with a photographing device;
前記投影装置により投影される投影前画像を記憶する工程と、Storing a pre-projection image projected by the projection device;
前記投影装置が有する色特性を表す情報を検出する工程と、Detecting information representing color characteristics of the projection device;
前記検出された色特性を表す情報と前記投影前画像とをもとに、前記投影後画像を推定する工程と、Estimating the post-projection image based on the information representing the detected color characteristics and the pre-projection image;
前記取得された投影前画像をもとに前記投影後画像を推定する工程と、Estimating the post-projection image based on the acquired pre-projection image;
前記取得された撮影画像から前記推定された投影後画像を差し引く工程とSubtracting the estimated post-projection image from the acquired captured image;
を有し、Have
前記色特性を表す情報を検出する工程は、The step of detecting information representing the color characteristic includes:
前記投影装置が投影を行わない状態で前記空間を前記撮影装置により撮影した無投影画像を取得する工程と、Obtaining a non-projected image obtained by photographing the space with the photographing device in a state in which the projection device does not perform projection;
白色光のパターン画像を前記投影装置に投影させる工程と、Projecting a white light pattern image onto the projection device;
前記投影された白色光パターン画像を前記撮影装置により撮影して得られる白色光パターン撮影画像を取得する工程と、Obtaining a white light pattern photographed image obtained by photographing the projected white light pattern image with the photographing device;
前記取得された白色光パターン撮影画像と前記無投影画像との差分から三原色の各構成色に対応する色特性を表す情報を検出する工程とDetecting information representing color characteristics corresponding to the three primary colors from the difference between the acquired white light pattern captured image and the non-projected image;
を有することを特徴とする画像処理方法。An image processing method comprising:
請求項1に記載の画像処理装置を構成する各手段としてコンピュータを機能させる画像処理プログラム。An image processing program for causing a computer to function as each means constituting the image processing apparatus according to claim 1.
JP2005080610A 2005-03-18 2005-03-18 Image processing apparatus, image processing method and program thereof Expired - Fee Related JP4579730B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005080610A JP4579730B2 (en) 2005-03-18 2005-03-18 Image processing apparatus, image processing method and program thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005080610A JP4579730B2 (en) 2005-03-18 2005-03-18 Image processing apparatus, image processing method and program thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006259627A JP2006259627A (en) 2006-09-28
JP4579730B2 true JP4579730B2 (en) 2010-11-10

Family

ID=37098928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005080610A Expired - Fee Related JP4579730B2 (en) 2005-03-18 2005-03-18 Image processing apparatus, image processing method and program thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4579730B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5267101B2 (en) * 2008-12-18 2013-08-21 マツダ株式会社 Vehicle object detection device
US10126880B2 (en) * 2013-08-22 2018-11-13 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Projective computing system
JP6228469B2 (en) 2014-01-20 2017-11-08 株式会社東芝 Image processing apparatus, image processing method, and image projection apparatus

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07129322A (en) * 1993-09-07 1995-05-19 Sony Corp Computer display system
JP3274290B2 (en) * 1994-09-19 2002-04-15 三菱電機株式会社 Video display device and video display system
JP2000299851A (en) * 1999-02-12 2000-10-24 Sanyo Electric Co Ltd Instruction information transmitter
JP2001211372A (en) * 2000-01-27 2001-08-03 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Video projection device
JP3707350B2 (en) * 2000-05-08 2005-10-19 セイコーエプソン株式会社 Image display system, projector, image processing method, and information storage medium
JP4037128B2 (en) * 2001-03-02 2008-01-23 株式会社リコー Projection display apparatus and program
JP2003084796A (en) * 2001-09-11 2003-03-19 Denon Ltd Data storage device
JP3914728B2 (en) * 2001-09-11 2007-05-16 Necビューテクノロジー株式会社 Presentation system
JP2003270719A (en) * 2002-03-13 2003-09-25 Osaka Industrial Promotion Organization Projection method, projection device, work support method, and work support system
JP4098599B2 (en) * 2002-10-31 2008-06-11 日本電信電話株式会社 Projection control method, projection control apparatus, projection system, projection control program, and recording medium recording the projection control program
JP2006189712A (en) * 2005-01-07 2006-07-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Information presenting apparatus, information presenting method, and program
JP4478047B2 (en) * 2005-03-09 2010-06-09 日本電信電話株式会社 Information presentation apparatus, information presentation method, and program thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006259627A (en) 2006-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100418371C (en) Image processing system, projector and image processing method
JP6467787B2 (en) Image processing system, imaging apparatus, image processing method, and program
JP6693684B2 (en) Abnormality inspection device and abnormality inspection method
JP4403397B2 (en) User interface providing device
US8165396B2 (en) Digital image editing system and method for combining a foreground image with a background image
US20090161982A1 (en) Restoring images
TWI395051B (en) Panorama Image Automatic Shooting Method for Digital Camera
CN111083456A (en) Projection correction method, device, projector and readable storage medium
JP2010028411A (en) Image correcting apparatus, image correcting method, projector and projection system
CN101946519A (en) Image processing apparatus, imaging device, correction factor calculation method and image processing program
JP2010211255A (en) Imaging apparatus, image processing method, and program
CN112272292A (en) Projection correction method, apparatus and storage medium
US20190364201A1 (en) Image processing apparatus, control method for image processing apparatus, and storage medium having correction of effect of virtual light source
JP6718253B2 (en) Image processing apparatus and image processing method
JP5560722B2 (en) Image processing apparatus, image display system, and image processing method
JP4579730B2 (en) Image processing apparatus, image processing method and program thereof
JP5011504B2 (en) Image composition apparatus, image composition method, and program
JP7342856B2 (en) Information processing device, information processing method, program
US20240129423A1 (en) Image processing method, image processing system, and non-transitory computer-readable storage medium storing program
CN117314810A (en) Defective pixel correction method, device, computer equipment and storage medium
JP6881646B2 (en) Image processing system, imaging device, image processing method and program
WO2024084635A1 (en) Image data acquisition method, image data acquisition device, terminal device, and display correction system
JP4613710B2 (en) Image processing apparatus and program
JP2013012089A (en) Image processing device, camera and image processing program
JP4661499B2 (en) Presentation control apparatus and presentation system

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091027

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091201

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100608

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100802

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100824

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100826

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130903

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees