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JP4787681B2 - Image composition apparatus and image composition program - Google Patents
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JP4787681B2 - Image composition apparatus and image composition program - Google Patents

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Description

本発明は、カメラ画像の所定位置を入力するための入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成し、生成された画像とカメラで撮影された画像を示すカメラ画像とを合成する画像合成装置および画像合成プログラムに関する。   The present invention generates an image corresponding to a coordinate value of an input image coordinate system for inputting a predetermined position of a camera image, and combines the generated image and a camera image indicating an image captured by a camera. The present invention relates to an apparatus and an image composition program.

一般に、学習や解説のため文字や図形を表示する場合に、例えば、黒板(またはホワイトボード等)とチョーク(またはマグネット等)とが用いられている。例えば、スポーツの学習や解説では、コーチ等がチョークで黒板に、戦術を説明するための図形等を描いて呈示したり、戦術の分析を行ったりしている。また、このような単なる黒板ではなく、画面に映像を表示し、表示された映像上に、予め定められたアイコンや、手動で入力される任意の曲線など(手動入力画像)を合成表示するビデオ画面チョークボード装置が知られている。このような装置で合成された合成映像は、放送番組(例えば、スポーツ番組)において実際に利用されているのが現状である。   In general, when displaying characters and figures for learning and explanation, for example, a blackboard (or a whiteboard or the like) and a chalk (or a magnet or the like) are used. For example, in sports learning and commentary, a coach or the like draws a blackboard on a blackboard and draws a figure or the like for explaining a tactic, or analyzes a tactic. In addition to such a simple blackboard, a video is displayed on the screen, and on the displayed video, a predetermined icon, an arbitrary curve manually input (manually input image), and the like are combined and displayed. Screen chalk board devices are known. Currently, the synthesized video synthesized by such an apparatus is actually used in a broadcast program (for example, a sports program).

また、タッチパネル付きコンピュータ内蔵のディスプレイと、ビデオキャプチャと、ハードディスクと、VTRとを備えたスポーツコーチングシステムについても知られている(特許文献1参照)。このスポーツコーチングシステムでは、ディスプレイに人物等の静止画を表示しているときに、ペンでタッチパネルに描いた図形等(手動入力画像)を、静止画に重ねて表示させることができるものであり、表示された表示データは必要に応じてハードディスクに保存される。
特開2003−180895号公報(段落0010−0015、図1)
A sports coaching system including a display with a built-in computer with a touch panel, a video capture, a hard disk, and a VTR is also known (see Patent Document 1). In this sports coaching system, when a still image such as a person is displayed on the display, a figure (manual input image) drawn on the touch panel with a pen can be displayed superimposed on the still image, The displayed display data is stored in the hard disk as necessary.
Japanese Patent Laying-Open No. 2003-180895 (paragraphs 0010-0015, FIG. 1)

しかしながら、従来のスポーツコーチングシステムでは、静止画の場合にしか、ペンでタッチパネルに描いた軌跡を合成表示することができなかった。
また、従来のビデオ画面チョークボード装置では、カメラで撮影された画像(以下、カメラ映像という)のカメラパラメータが変化したときに、カメラパラメータが変化する前に入力した手動入力画像がディスプレイにそのまま表示されることになる。ここで、カメラパラメータとは、例えば、パン、ズーム等のカメラ姿勢を含むカメラに係る各種のパラメータのことである。例えば、仮に、カメラ映像のあるフレームにおいて表示画面中で左に表示されている人物等の画像オブジェクトに対して矢印(手動入力画像)が入力された後で、別のフレームにおいてカメラが左にパンするカメラ映像に変化したとする。この場合、画像オブジェクトは、表示画面中で右に表示される。ところが、この画像オブジェクトに対して入力された矢印は、表示画面中で左に表示されたままとなる。したがって、入力された矢印が意味をなさなくなる。そのため、この残存している矢印を消去して、カメラアングル(カメラパラメータ)変化後の位置に、矢印を改めて入力しなければならない。
However, in the conventional sports coaching system, the locus drawn on the touch panel with a pen can be synthesized and displayed only in the case of a still image.
Also, in the conventional video screen chalk board device, when the camera parameter of the image taken by the camera (hereinafter referred to as camera image) changes, the manually input image input before the camera parameter changes is displayed on the display as it is. Will be. Here, the camera parameters are various parameters relating to the camera including the camera posture such as pan and zoom. For example, if an arrow (manual input image) is input to an image object such as a person displayed on the left in the display screen in a frame of camera video, the camera pans to the left in another frame. Suppose the camera video changes. In this case, the image object is displayed on the right in the display screen. However, the arrow input to the image object remains displayed on the left in the display screen. Therefore, the input arrow becomes meaningless. Therefore, it is necessary to erase the remaining arrow and input it again at the position after the camera angle (camera parameter) change.

特に、カメラ映像と手動入力画像との合成映像を、放送番組に利用する場合に、解説者等が手動入力画像を入力しているときにカメラアングルが変化すると、前記したように変化前のカメラアングルで手動入力画像が表示されるので、視聴者は違和感を感じることとなってしまう。そのため、現状の放送では、固定されたカメラアングルの映像のみを使用するか、あるいは、映像を静止させた状態で手動入力画像を入力しなければならない。   In particular, when a composite video of a camera video and a manual input image is used for a broadcast program, if the camera angle changes while a manual input image is input by a commentator or the like, the camera before the change as described above. Since the manually input image is displayed at an angle, the viewer feels uncomfortable. Therefore, in the current broadcasting, it is necessary to use only a video with a fixed camera angle or input a manual input image with the video still.

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、手動で入力された画像と、カメラで撮影された画像とを、当該カメラのカメラパラメータに連動して合成する画像合成装置および画像合成プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and is an image composition device that synthesizes a manually input image and an image captured by a camera in conjunction with camera parameters of the camera. And an image composition program.

前記目的を達成するために、本発明の請求項1に記載の画像合成装置は、カメラで撮影された被写体の画像を示すカメラ画像と、前記カメラ画像の所定位置を入力するための入力画像座標系の座標値に対応して生成された画像とを合成する画像合成装置であって、タッチパネルと一体化されたディスプレイに接続され、入力装置から前記タッチパネルを介して前記カメラ画像と合成させる画像についての座標を前記入力画像座標系の座標値として入力され、座標記憶手段と、座標変換手段と、画像生成手段と、画像合成手段と、第2画像生成手段と、を備えることとした。 In order to achieve the above object, an image composition apparatus according to claim 1 of the present invention provides a camera image indicating an image of a subject photographed by a camera and input image coordinates for inputting a predetermined position of the camera image. An image synthesizing apparatus that synthesizes an image generated in accordance with a coordinate value of a system, the image being connected to a display integrated with a touch panel and being synthesized with the camera image from the input device via the touch panel Is input as a coordinate value of the input image coordinate system, and includes coordinate storage means, coordinate conversion means, image generation means, image composition means, and second image generation means .

かかる構成によれば、画像合成装置は、前記入力画像座標系の座標値を座標記憶手段に記憶する。そして、画像合成装置は、座標変換手段によって、前記入力画像座標系の座標値を実空間に対応した実座標系の座標値に変換してから、前記変換された座標値を、前記カメラ画像を撮影したときのカメラの撮影角度を含むカメラパラメータを用いて出力画像座標系の座標値に変換する一連の変換を示す変換規則を用いて、前記座標記憶手段に記憶された座標値を前記出力画像座標系の座標値に変換する。ここで、カメラパラメータには、例えば、カメラの設置場所やカメラ高さを示す3次元座標、カメラのパン軸、チルト軸、ズーム量、フォーカス位置等の操作を反映したカメラ姿勢を示す軸移動角度や軸移動距離等が含まれる。そして、画像合成装置は、画像生成手段によって、前記座標変換手段で変換された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成し、画像合成手段によって、前記画像生成手段で生成された画像と前記カメラ画像とを合成する。 According to such a configuration, the image composition device stores the coordinate value of the input image coordinate system in the coordinate storage means. Then, the image composition device converts the coordinate value of the input image coordinate system into the coordinate value of the real coordinate system corresponding to the real space by the coordinate conversion means, and then converts the converted coordinate value into the camera image. using the conversion rule shown a series of transformations that converts the coordinate value of the output image coordinate system by using the camera parameters including a photographing angle of the camera when the photographing, the coordinate values stored in the coordinate storage unit the output image Convert to coordinate value of coordinate system . Here, the camera parameter includes, for example, a three-dimensional coordinate indicating the camera installation location and the camera height, an axis movement angle indicating the camera posture reflecting operations such as the camera pan axis, tilt axis, zoom amount, and focus position. And axis movement distance. The image synthesis device generates an image corresponding to the coordinate value of the input image coordinate system at the position indicated by the coordinate value converted by the coordinate conversion unit by the image generation unit, and the image synthesis unit The image generated by the image generation means and the camera image are synthesized.

また、請求項に記載の画像合成装置は、記座標記憶手段に記憶された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成する第2画像生成手段をさらに備え、前記第2画像生成手段の生成した画像を前記タッチパネルと一体化されたディスプレイに提示するThe image synthesizing apparatus according to claim 1, at the position indicated by the stored coordinate values before Symbol coordinate storage unit, the second image generating means for generating an image corresponding to the coordinate values of the input image coordinate system The image generated by the second image generating means is presented on a display integrated with the touch panel .

かかる成によれば、画像合成装置は、入力された座標値を座標記憶手段に記憶しているので、第2画像生成手段によって、入力された座標値で示される位置に画像を生成する。したがって、第2画像生成手段によって生成された画像は、入力された座標値で示される画像の形状を忠実に再現できる。 According to such a configuration, the image synthesizing apparatus, since stored in the coordinate storage means the input coordinate values, by the second image generation unit generates an image at the position indicated by the input coordinates. Therefore, the image generated by the second image generation means can faithfully reproduce the shape of the image indicated by the input coordinate value.

また、前記目的を達成するために、本発明の請求項に記載の画像合成装置は、カメラで撮影された被写体の画像を示すカメラ画像と、前記カメラ画像の所定位置を入力するための入力画像座標系の座標値に対応して生成された画像とを合成する画像合成装置であって、タッチパネルと一体化されたディスプレイに接続され、入力装置から前記タッチパネルを介して前記カメラ画像と合成させる画像についての座標を前記入力画像座標系の座標値として入力され、第1座標変換手段と、座標記憶手段と、第2座標変換手段と、画像生成手段と、画像合成手段と、逆変換手段と、第2画像生成手段と、を備えることとした。 In order to achieve the above object, an image composition apparatus according to claim 2 of the present invention is an input for inputting a camera image indicating an image of a subject photographed by a camera and a predetermined position of the camera image. An image composition device that synthesizes an image generated corresponding to a coordinate value of an image coordinate system, and is connected to a display integrated with a touch panel, and is combined with the camera image from the input device via the touch panel. Coordinates about the image are input as coordinate values of the input image coordinate system, and the first coordinate conversion means, the coordinate storage means, the second coordinate conversion means, the image generation means, the image composition means, and the inverse conversion means, And a second image generating means .

かかる構成によれば、画像合成装置は、第1座標変換手段によって、前記入力画像座標系の座標値を、実空間に対応した実座標系の座標値に変換する。ここで、変換は、例えば、線形変換や非線形変換等である。そして、画像合成装置は、前記第1座標変換手段で変換された座標値を座標記憶手段に記憶する。そして、画像合成装置は、第2座標変換手段によって、前記座標記憶手段に記憶された座標値を、前記カメラ画像を撮影したときのカメラの撮影角度を含むカメラパラメータを用いて、画像座標系の座標値に変換する。そして、画像合成装置は、画像生成手段によって、前記第2座標変換手段で変換された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成し、画像合成手段によって、前記画像生成手段で生成された画像と前記カメラ画像とを合成する。   According to this configuration, the image synthesizing apparatus converts the coordinate value of the input image coordinate system into the coordinate value of the real coordinate system corresponding to the real space by the first coordinate conversion unit. Here, the conversion is, for example, linear conversion or non-linear conversion. The image synthesizing apparatus stores the coordinate value converted by the first coordinate conversion unit in the coordinate storage unit. Then, the image synthesizing apparatus uses the camera parameters including the shooting angle of the camera when the camera image is captured by using the second coordinate conversion unit to store the coordinate value stored in the coordinate storage unit in the image coordinate system. Convert to coordinate values. Then, the image synthesizing device generates an image corresponding to the coordinate value of the input image coordinate system at the position indicated by the coordinate value converted by the second coordinate converting unit by the image generating unit, and the image synthesizing unit The image generated by the image generation means and the camera image are combined.

また、かかる成によれば、画像合成装置は、逆変換手段によって、前記座標記憶手段に記憶された座標値を、前記入力画像座標系の座標値に変換する。ここで、逆変換手段は、第1座標変換手段で用いられる変換を示すベクトル関数と互いに逆変換となるベクトル関数を用いることが好ましい。そして、画像合成装置は、第2画像生成手段によって、前記逆変換手段で変換された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成し、前記第2画像生成手段の生成した画像を前記タッチパネルと一体化されたディスプレイに提示する。したがって、第2画像生成手段によって生成された画像は、入力された座標値で示される画像の形状を忠実に再現できる。 Further, according to the configuration, the image synthesizing apparatus, the inverse conversion means, the stored coordinate values in the coordinate storing unit, and converts the coordinate value of the input image coordinate system. Here, the inverse transformation means preferably uses a vector function indicating the transformation used in the first coordinate transformation means and a vector function that is inversely transformed. The image synthesizing apparatus, the second image generation means, the position indicated by the transformed coordinates values in the inverse conversion means, generates an image corresponding to the coordinate values of the input image coordinate system, the second image The image generated by the generating means is presented on a display integrated with the touch panel . Therefore, the image generated by the second image generation means can faithfully reproduce the shape of the image indicated by the input coordinate value.

また、前記目的を達成するために、本発明の請求項に記載の画像合成装置は、第1カメラで撮影された被写体の画像を示す第1カメラ画像と、前記第1カメラ画像の所定位置を入力するための入力画像座標系の座標値に対応して生成された画像とを合成すると共に、前記被写体を第2カメラで撮影した画像を示す第2カメラ画像と前記生成された画像とを合成する画像合成装置であって、タッチパネルと一体化されたディスプレイに接続され、入力装置から前記タッチパネルを介して前記第1カメラ画像および前記第2カメラ画像と合成させる画像についての座標を前記入力画像座標系の座標値として入力され、第1座標変換手段と、座標記憶手段と、第2座標変換手段と、画像生成手段と、画像合成手段と、逆変換手段と、第2画像生成手段と、第2画像合成手段とを備えることとした。なお、第1カメラと第2カメラとは同じものでもよい。 In order to achieve the object, an image composition device according to a third aspect of the present invention includes a first camera image indicating an image of a subject photographed by the first camera, and a predetermined position of the first camera image. And an image generated corresponding to the coordinate value of the input image coordinate system for inputting the image, and a second camera image indicating an image obtained by photographing the subject with the second camera and the generated image. An image composition device for composition, which is connected to a display integrated with a touch panel, and coordinates of an image to be composed with the first camera image and the second camera image from the input device via the touch panel is input as a coordinate value of the coordinate system, the first coordinate conversion means, a coordinate storage unit, and a second coordinate transformation means, and an image generating unit, and the image synthesizing means, and inverse conversion means, second image generation And stage, it was decided and a second image synthesizing means. The first camera and the second camera may be the same.

かかる構成によれば、画像合成装置は、第1座標変換手段によって、前記入力画像座標系の座標値を、前記第1カメラ画像を撮影したときの第1カメラの撮影角度を含む第1カメラパラメータを用いて、実空間に対応した実座標系の座標値に変換し、前記第1座標変換段で変換された座標値を座標記憶手段に記憶する。そして、画像合成装置は、第2座標変換手段によって、前記座標記憶手段に記憶された座標値を、前記第2カメラ画像を撮影したときの第2カメラの撮影角度を含む第2カメラパラメータを用いて、画像座標系の座標値に変換する。そして、画像合成装置は、画像生成手段によって、前記第2座標変換手段で変換された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成し、画像合成手段によって、前記画像生成手段で生成された画像と前記第2カメラ画像とを合成する。また、画像合成装置は、逆変換手段によって、前記座標記憶手段に記憶された座標値を、前記入力画像座標系の座標値に変換する。そして、画像合成装置は、第2画像生成手段によって、前記逆変換手段で変換された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成し、第2画像合成手段によって、前記第2画像生成手段で生成された画像と前記第1カメラ画像とを合成し、前記第2画像合成手段の合成した画像を前記タッチパネルと一体化されたディスプレイに提示するAccording to this configuration, the image synthesizing apparatus uses the first coordinate conversion unit to convert the first camera parameter including the coordinate value of the input image coordinate system and the imaging angle of the first camera when the first camera image is captured. was used to convert the coordinate value of the actual coordinate system corresponding to the real space, and stores the converted coordinate values in the first coordinate transformation hands stage coordinate storing unit. Then, the image composition apparatus uses the second camera parameter including the photographing angle of the second camera when the second camera image is photographed by using the coordinate value stored in the coordinate storing means by the second coordinate converting means. To convert it to a coordinate value in the image coordinate system. Then, the image synthesizing device generates an image corresponding to the coordinate value of the input image coordinate system at the position indicated by the coordinate value converted by the second coordinate converting unit by the image generating unit, and the image synthesizing unit The image generated by the image generating means and the second camera image are combined. In addition, the image composition device converts the coordinate value stored in the coordinate storage unit into the coordinate value of the input image coordinate system by the inverse conversion unit. Then, the image synthesis device generates an image corresponding to the coordinate value of the input image coordinate system at the position indicated by the coordinate value converted by the inverse conversion unit by the second image generation unit, and the second image synthesis unit By the means, the image generated by the second image generating means and the first camera image are combined , and the combined image of the second image combining means is presented on a display integrated with the touch panel .

また、請求項に記載の画像合成プログラムは、カメラで撮影された被写体の画像を示すカメラ画像と、前記カメラ画像の所定位置を入力するための入力画像座標系の座標値に対応して生成された画像とを合成するために、タッチパネルと一体化されたディスプレイに接続され、入力装置から前記タッチパネルを介して前記カメラ画像と合成させる画像についての座標を前記入力画像座標系の座標値として入力されるコンピュータを、座標変換手段、画像生成手段、画像合成手段、第2画像生成手段として機能させるためのプログラムであるAccording to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image composition program corresponding to a camera image indicating an image of a subject photographed by a camera and a coordinate value of an input image coordinate system for inputting a predetermined position of the camera image. In order to synthesize the image, the coordinates of the image that is connected to the display integrated with the touch panel and is to be synthesized with the camera image from the input device are input as coordinate values of the input image coordinate system. Is a program for causing a computer to function as coordinate conversion means, image generation means, image composition means , and second image generation means .

かかる構成によれば、画像合成プログラムは、座標変換手段によって、前記入力画像座標系の座標値を実空間に対応した実座標系の座標値に変換してから、前記変換された座標値を、前記カメラ画像を撮影したときのカメラの撮影角度を含むカメラパラメータを用いて出力画像座標系の座標値に変換する一連の変換を示す変換規則を用いて、前記入力画像座標系の座標値を前記出力画像座標系の座標値に変換する。そして、画像合成プログラムは、画像生成手段によって、前記座標変換手段で変換された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成し、画像合成手段によって、前記画像生成手段で生成された画像と前記カメラ画像とを合成する。そして、画像合成プログラムは、第2画像生成手段によって、前記座標記憶手段に記憶された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成し、前記タッチパネルと一体化されたディスプレイに出力する。 According to this configuration, the image composition program converts the coordinate value of the input image coordinate system into the coordinate value of the real coordinate system corresponding to the real space by the coordinate conversion unit, and then converts the converted coordinate value into using the conversion rule shown a series of transformations that converts the coordinate value of the output image coordinate system by using the camera parameters including the imaging angle of the camera when capturing the camera image, the coordinate values of the input image coordinate system Convert to coordinate value of output image coordinate system . The image synthesis program generates an image corresponding to the coordinate value of the input image coordinate system at the position indicated by the coordinate value converted by the coordinate conversion unit by the image generation unit, and the image synthesis unit The image generated by the image generation means and the camera image are synthesized. The image composition program generates an image corresponding to the coordinate value of the input image coordinate system at the position indicated by the coordinate value stored in the coordinate storage unit by the second image generation unit, and is integrated with the touch panel. Output to a computerized display.

また、請求項に記載の画像合成プログラムは、カメラで撮影された被写体の画像を示すカメラ画像と、前記カメラ画像の所定位置を入力するための入力画像座標系の座標値に対応して生成された画像とを合成するために、タッチパネルと一体化されたディスプレイに接続され、入力装置から前記タッチパネルを介して前記カメラ画像と合成させる画像についての座標を前記入力画像座標系の座標値として入力されるコンピュータを、第1座標変換手段、第2座標変換手段、画像生成手段、画像合成手段、逆変換手段、第2画像生成手段、として機能させるためのプログラムであるThe image composition program according to claim 5 is generated in correspondence with a camera image indicating an image of a subject photographed by a camera and a coordinate value of an input image coordinate system for inputting a predetermined position of the camera image. In order to synthesize the image, the coordinates of the image that is connected to the display integrated with the touch panel and is to be synthesized with the camera image from the input device are input as coordinate values of the input image coordinate system. the computer that is, the first coordinate conversion unit, second coordinate transformation means, the image generation means, image synthesizing means, inverse transformation means, a program for functioning as a second image generation means.

かかる構成によれば、画像合成プログラムは、第1座標変換手段によって、前記入力画像座標系の座標値を、実空間に対応した実座標系の座標値に変換し、第2座標変換手段によって、前記第1座標変換手段で変換された座標値を、前記カメラ画像を撮影したときのカメラの撮影角度を含むカメラパラメータを用いて、画像座標系の座標値に変換する。なお、第1座標変換手段で変換された座標値はメモリ等の記憶手段に書き込まれた後に、第2座標変換手段によって変換される。そして、画像合成プログラムは、画像生成手段によって、前記第2座標変換手段で変換された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成し、画像合成手段によって、前記画像生成手段で生成された画像と前記カメラ画像とを合成する。そして、画像合成プログラムは、逆変換手段によって、前記座標記憶手段に記憶された座標値を、前記入力画像座標系の座標値に変換する。そして、画像合成プログラムは、第2画像生成手段によって、前記逆変換手段で変換された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成し、前記タッチパネルと一体化されたディスプレイに出力する。 According to such a configuration, the image composition program converts the coordinate value of the input image coordinate system into the coordinate value of the real coordinate system corresponding to the real space by the first coordinate conversion unit, and the second coordinate conversion unit The coordinate value converted by the first coordinate conversion means is converted into a coordinate value of an image coordinate system using a camera parameter including a shooting angle of the camera when the camera image is shot. Note that the coordinate values converted by the first coordinate conversion means are written in a storage means such as a memory and then converted by the second coordinate conversion means. The image synthesis program generates an image corresponding to the coordinate value of the input image coordinate system at the position indicated by the coordinate value converted by the second coordinate conversion unit by the image generation unit, and the image synthesis unit The image generated by the image generation means and the camera image are combined. Then, the image composition program converts the coordinate value stored in the coordinate storage unit into the coordinate value of the input image coordinate system by the inverse conversion unit. The image composition program generates an image corresponding to the coordinate value of the input image coordinate system at the position indicated by the coordinate value converted by the inverse conversion unit by the second image generation unit, and is integrated with the touch panel. Output to a computerized display.

また、請求項に記載の画像合成プログラムは、第1カメラで撮影された被写体の画像を示す第1カメラ画像と、前記第1カメラ画像の所定位置を入力するための入力画像座標系の座標値に対応して生成された画像とを合成すると共に、前記被写体を第2カメラで撮影した画像を示す第2カメラ画像と前記生成された画像とを合成するために、タッチパネルと一体化されたディスプレイに接続され、入力装置から前記タッチパネルを介して前記第1カメラ画像および前記第2カメラ画像と合成させる画像についての座標を前記入力画像座標系の座標値として入力されるコンピュータを、第1座標変換手段、第2座標変換手段、画像生成手段、画像合成手段、逆変換手段、第2画像生成手段、第2画像合成手段として機能させるためのプログラムであるAccording to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image composition program comprising: a first camera image indicating an image of a subject photographed by a first camera; and coordinates of an input image coordinate system for inputting a predetermined position of the first camera image. The image generated in accordance with the value is combined with the touch panel to combine the generated image with the second camera image indicating the image obtained by photographing the subject with the second camera . A computer connected to a display and configured to input coordinates of an image to be combined with the first camera image and the second camera image from the input device via the touch panel as coordinate values of the input image coordinate system; conversion means, second coordinate transformation means, the image generation means, image synthesizing means, inverse transformation means, second image generation means, program for functioning as a second image synthesizing means It is.

かかる構成によれば、画像合成プログラムは、第1座標変換手段によって、前記入力画像座標系の座標値を、前記第1カメラ画像を撮影したときの第1カメラの撮影角度を含む第1カメラパラメータを用いて、実空間に対応した実座標系の座標値に変換し、第2座標変換手段によって、前記第1座標変換段で変換された座標値を、前記第2カメラ画像を撮影したときの第2カメラの撮影角度を含む第2カメラパラメータを用いて、画像座標系の座標値に変換する。そして、画像合成プログラムは、画像生成手段によって、前記第2座標変換手段で変換された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成し、画像合成手段によって、前記画像生成手段で生成された画像と前記第2カメラ画像とを合成する。また、画像合成プログラムは、逆変換手段によって、前記第1座標変換段で変換された座標値を、前記入力画像座標系の座標値に変換する。なお、第1座標変換手段で変換された座標値はメモリ等の記憶手段に書き込まれた後に、逆変換手段によって変換される。そして、画像合成プログラムは、第2画像生成手段によって、前記逆変換手段で変換された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成し、第2画像合成手段によって、前記第2画像生成手段で生成された画像と前記第1カメラ画像とを合成し、前記タッチパネルと一体化されたディスプレイに出力するAccording to such a configuration, the image composition program includes the first camera parameter including the coordinate value of the input image coordinate system and the imaging angle of the first camera when the first camera image is captured by the first coordinate conversion unit. was used to convert the coordinate value of the actual coordinate system corresponding to the real space, by the second coordinate transformation means, the converted coordinate values in the first coordinate transformation hands stage, when photographing the second camera image The second camera parameter including the shooting angle of the second camera is converted into a coordinate value of the image coordinate system. The image synthesis program generates an image corresponding to the coordinate value of the input image coordinate system at the position indicated by the coordinate value converted by the second coordinate conversion unit by the image generation unit, and the image synthesis unit The image generated by the image generating means and the second camera image are combined. Moreover, the synthesis programs, by the inverse conversion means, the converted coordinate values in the first coordinate transformation hand stage is converted into the coordinate values of the input image coordinate system. Note that the coordinate values converted by the first coordinate conversion unit are written in the storage unit such as a memory and then converted by the inverse conversion unit. Then, the image synthesis program generates an image corresponding to the coordinate value of the input image coordinate system at the position indicated by the coordinate value converted by the inverse conversion unit by the second image generation unit. By the means, the image generated by the second image generation means and the first camera image are combined and output to a display integrated with the touch panel .

請求項1または請求項に記載の発明によれば、手動で入力された画像が、カメラパラメータを用いて変換された画像座標系の座標値で示される位置に生成されるので、手動で入力された画像と、カメラ画像とを、当該カメラのカメラパラメータに連動して合成することができる。その結果、合成画像が表示されたときに、手動で入力された画像が、カメラ映像に直接描画されているような視覚的効果が得られる。 According to the invention described in claim 1 or 4 , the manually input image is generated at a position indicated by the coordinate value of the image coordinate system converted using the camera parameter. The obtained image and the camera image can be synthesized in conjunction with the camera parameters of the camera. As a result, when a composite image is displayed, a visual effect can be obtained in which a manually input image is directly drawn on the camera video.

請求項1から請求項6のいずれかに記載の発明によれば、手動で入力された画像とカメラ画像との合成画像以外に、入力された画像の形状を忠実に再現した画像を得ることができる。そのため、この画像を表示したときに、入力操作を行った操作者が、その画像を視ることで、入力画像を確認することができる。 According to the invention described in any one of claims 1 to 6, an image that faithfully reproduces the shape of the input image can be obtained in addition to the composite image of the manually input image and the camera image. it can. Therefore, when this image is displayed, the operator who has performed the input operation can check the input image by viewing the image.

請求項または請求項に記載の発明によれば、手動で入力された画像と、カメラ画像とを、当該カメラのカメラパラメータに連動して合成することができる。また、入力画像座標系の座標値を、実空間に対応した実座標系の座標値に変換する操作と、この変換された座標値をカメラパラメータを用いて画像座標系の座標値に変換する操作とを独立に実行できる。その結果、それぞれの変換を示すベクトル関数や行列の定式化を容易に行うことが可能となる。 According to the second or fifth aspect of the invention, the manually input image and the camera image can be synthesized in conjunction with the camera parameter of the camera. Also, an operation for converting the coordinate value of the input image coordinate system into a coordinate value of the real coordinate system corresponding to the real space, and an operation of converting the converted coordinate value into a coordinate value of the image coordinate system using the camera parameters. Can be executed independently. As a result, it is possible to easily formulate a vector function or a matrix indicating each conversion.

請求項または請求項に記載の発明によれば、手動で入力された画像と第1カメラ画像とを第1カメラパラメータに連動して合成することができると共に、手動で入力された画像と第2カメラ画像とを第2カメラパラメータに連動して合成することができる。そのため、一方の合成画像を、入力操作を行った操作者の確認用の画像として、他方の合成画像を視聴者用の画像として区別して利用することが可能となる。 According to the invention described in claim 3 or claim 6 , the manually input image and the first camera image can be synthesized in conjunction with the first camera parameter, and the manually input image and The second camera image can be synthesized in conjunction with the second camera parameter. Therefore, it is possible to distinguish and use one composite image as a confirmation image for the operator who performed the input operation and the other composite image as a viewer image.

以下、図面を参照して本発明の画像合成装置を実施するための最良の形態(以下「実施形態」という)について、第1実施形態ないし第3実施形態に分けて詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る画像合成装置の動作の概要を示す模式図である。
画像合成装置1は、入力装置2で入力された入力図形101の画像座標系の座標値に対応した画像を生成し、図示しないカメラで撮影された映像を示すカメラ映像102と生成された画像とを合成した合成映像103を生成するものである。合成映像103は、図示しない表示装置(または画像蓄積装置)に出力される。なお、カメラ映像102は、カメラ画像から構成される。
Hereinafter, the best mode (hereinafter referred to as “embodiment”) for carrying out an image composition apparatus according to the present invention will be described in detail for each of the first to third embodiments with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of the operation of the image composition apparatus according to the first embodiment of the present invention.
The image composition device 1 generates an image corresponding to the coordinate value of the image coordinate system of the input figure 101 input by the input device 2, the camera image 102 showing the image captured by a camera (not shown), the generated image, Is generated. The composite video 103 is output to a display device (or image storage device) (not shown). The camera video 102 is composed of camera images.

本実施形態では、合成映像103は、例えば、インターネット等のネットワークや放送波を介して視聴者に放送されるものとする。以下では、この合成映像103を視聴者用映像ともいう。また、カメラは、スポーツ(サッカー)の試合の様子を撮影したものとして説明する。   In the present embodiment, it is assumed that the synthesized video 103 is broadcast to the viewer via a network such as the Internet or a broadcast wave. Hereinafter, the synthesized video 103 is also referred to as a viewer video. In addition, the camera will be described as an image of a sport (soccer) game.

画像合成装置1は、ディスプレイ3と接続されており、ディスプレイ3の表面には、タッチパネル4が装着されている。
ディスプレイ3は、入力装置2の操作者の操作によりタッチパネル4から入力された画像を表示するものであり、例えば、液晶ディスプレイ等から構成される。以下では、このディスプレイ3に表示される画像を操作者用画像ともいう。
タッチパネル4は、ディスプレイ3の表示領域またはディスプレイ3に表示されるウィンドウ領域に対応しており、スタイラスペン等の入力装置2を介して、カメラ映像102と合成させる画像についての座標およびイベントを入力するものである。
The image composition device 1 is connected to a display 3, and a touch panel 4 is attached to the surface of the display 3.
The display 3 displays an image input from the touch panel 4 by an operation of the operator of the input device 2, and is configured by, for example, a liquid crystal display. Hereinafter, the image displayed on the display 3 is also referred to as an operator image.
The touch panel 4 corresponds to a display area of the display 3 or a window area displayed on the display 3, and inputs coordinates and an event regarding an image to be combined with the camera video 102 via the input device 2 such as a stylus pen. Is.

イベントは、「押下」、「開放」、「移動」のいずれか1以上を含むものとする。
「押下」は、入力装置2がタッチパネル4に接触したことを示すイベントである。
「開放」は、入力装置2がタッチパネル4から離脱したことを示すイベントである。
「移動」は、入力装置2がタッチパネル4に接触した状態で移動したことを示すイベントである。
なお、図1では、入力図形101としてカタカナの「イ」を例示したが、入力装置2で入力される内容は、文字に限らず、記号や図形等でもよい。
The event includes one or more of “press”, “release”, and “move”.
“Pressing” is an event indicating that the input device 2 has touched the touch panel 4.
“Open” is an event indicating that the input device 2 has detached from the touch panel 4.
“Move” is an event indicating that the input device 2 has moved in contact with the touch panel 4.
In FIG. 1, katakana “I” is illustrated as the input graphic 101, but the content input by the input device 2 is not limited to characters but may be a symbol, graphic, or the like.

本実施形態では、入力装置2とタッチパネル4とが、画像合成装置1に対する座標およびイベント入力手段である。なお、本発明は、これに限定されるものではなく、入力装置2を用いることなく操作者が指等をタッチパネル4に接触させることで座標およびイベントを入力するようにしてもよい。また、タッチパネル4の代わりにペンタブレット等を用いるようにしてもよい。   In the present embodiment, the input device 2 and the touch panel 4 are coordinate and event input means for the image composition device 1. Note that the present invention is not limited to this, and the operator may input coordinates and events by using a finger or the like to touch the touch panel 4 without using the input device 2. A pen tablet or the like may be used instead of the touch panel 4.

また、画像合成装置1に対する座標およびイベント入力手段として、例えば、マウス(またはトラックボール、以下、同じ)を用いてもよい。この場合、マウスカーソル等のポインタ表示により現在指示している座標値が入力座標値(画像座標系の座標値)となる。また、マウスを用いたときの「押下」、「開放」、「移動」の各イベントは、それぞれ次の意味を示すこととなる。
「押下」は、マウスのボタンを押下したことを示すイベントである。
「開放」は、マウスのボタンを開放したことを示すイベントである。
「移動」は、マウスのボタンを押下した状態でマウスのポインタ座標を移動したことを示すイベントである。
Further, for example, a mouse (or trackball, hereinafter the same) may be used as coordinates and event input means for the image composition device 1. In this case, the coordinate value currently instructed by a pointer display such as a mouse cursor becomes the input coordinate value (the coordinate value of the image coordinate system). Further, when the mouse is used, the “press”, “release”, and “move” events have the following meanings.
“Press” is an event indicating that a mouse button has been pressed.
“Open” is an event indicating that a mouse button has been released.
“Move” is an event indicating that the mouse pointer coordinate has been moved while the mouse button is pressed.

画像合成装置1には、図示しないカメラで撮影されたカメラ映像102と、カメラパラメータθとが入力される。ここで、カメラパラメータθは、カメラ映像102を撮影したときの図示しないカメラの撮影角度を含む。カメラパラメータθは、例えば、カメラの設置場所やカメラ高さを示す3次元座標、カメラのパン軸、チルト軸、ズーム軸、フォーカス軸等の操作を反映したカメラ姿勢を示す軸移動角度や軸移動距離、カメラレンズの焦点距離、カメラの撮像素子の画素ピッチ等である。なお、カメラ映像102を出力するカメラの台数は複数でもよい。   The image composition apparatus 1 receives a camera image 102 photographed by a camera (not shown) and a camera parameter θ. Here, the camera parameter θ includes a shooting angle of a camera (not shown) when the camera image 102 is shot. The camera parameter θ is, for example, an axis movement angle or axis movement indicating a camera posture reflecting operations such as a three-dimensional coordinate indicating a camera installation location or a camera height, a camera pan axis, a tilt axis, a zoom axis, or a focus axis. The distance, the focal length of the camera lens, the pixel pitch of the imaging element of the camera, and the like. Note that the number of cameras that output the camera video 102 may be plural.

ディスプレイ3上には、操作者による入力操作を視覚的に補助するために、固定的な補助画像110が表示されている。補助画像110は、例えば、サッカーコートを示すライン(タッチライン、ゴールライン、ハーフウェイライン、センターサークル、ペナルティエリア、ゴールエリア、ペナルティアーク等)の画像である。補助画像110は、例えば、CG(Computer Graphics)で表示される。なお、補助画像110は、タッチパネル4上(またはディスプレイ3上)に予め印刷しておいてもよい。   A fixed auxiliary image 110 is displayed on the display 3 in order to visually assist the input operation by the operator. The auxiliary image 110 is, for example, an image of a line indicating a soccer court (touch line, goal line, halfway line, center circle, penalty area, goal area, penalty arc, etc.). The auxiliary image 110 is displayed by, for example, CG (Computer Graphics). The auxiliary image 110 may be printed in advance on the touch panel 4 (or on the display 3).

画像合成装置1は、タッチパネル4に書き込まれた入力図形101に基づいて、2種類のCG、すなわち、入力対応CG111と出力対応CG121とを生成する。
入力対応CG111は、ディスプレイ3に表示されるCGであり、主として、入力装置2の操作者が、入力図形101に対応した画像(入力図形と同じ形状の画像)をディスプレイ3上で確認するために生成される。生成された入力対応CG111は、ディスプレイ3に表示される。
The image composition device 1 generates two types of CGs, that is, an input corresponding CG 111 and an output corresponding CG 121 based on the input figure 101 written on the touch panel 4.
The input corresponding CG 111 is a CG displayed on the display 3, mainly for the operator of the input device 2 to confirm on the display 3 an image corresponding to the input graphic 101 (an image having the same shape as the input graphic). Generated. The generated input corresponding CG 111 is displayed on the display 3.

出力対応CG121は、図示しない表示装置(または画像蓄積装置)に出力される合成映像103に合成されるCGであり、タッチパネル4に書き込まれた入力図形101がカメラ映像102に対応して変換されたものである。合成映像103において、出力対応CG121で示されるカタカナの「イ」の文字は、サッカーコートの地面に張り付いたような形状となってカメラ映像102に投影されて合成される。したがって、カメラ操作に連動してカメラアングル(カメラパラメータ)を時々刻々変化させることで、出力対応CG121が変形することとなる。その結果、画像合成装置1によれば、現実のカメラ映像102の中に、あたかも出力対応CG121が存在するかのような映像効果を得ることが可能となる。   The output correspondence CG 121 is a CG synthesized with the synthesized video 103 output to a display device (or image storage device) (not shown), and the input figure 101 written on the touch panel 4 is converted corresponding to the camera video 102. Is. In the synthesized video 103, the katakana “I” character indicated by the output corresponding CG 121 is projected onto the camera video 102 in a shape that sticks to the ground of the soccer court. Therefore, by changing the camera angle (camera parameter) from moment to moment in conjunction with the camera operation, the output corresponding CG 121 is deformed. As a result, according to the image composition device 1, it is possible to obtain a video effect as if the output corresponding CG 121 exists in the actual camera video 102.

[画像合成装置の構成]
図2は、図1に示した画像合成装置の構成例を示す機能ブロック図である。
画像合成装置1は、図2に示すように、記憶手段11と、第1座標変換手段12と、第2座標変換手段13と、画像生成手段14と、画像合成手段15と、逆変換手段16と、第2画像生成手段17とを含む構成とした。
[Configuration of Image Synthesizer ]
FIG. 2 is a functional block diagram illustrating a configuration example of the image composition apparatus illustrated in FIG.
As shown in FIG. 2, the image composition apparatus 1 includes a storage unit 11, a first coordinate conversion unit 12, a second coordinate conversion unit 13, an image generation unit 14, an image synthesis unit 15, and an inverse conversion unit 16. And the second image generation means 17.

<記憶手段>
記憶手段11は、例えば、CPU(Central Processing Unit)による演算処理等に利用されるRAM(Random Access Memory)111と、所定のプログラムを格納したROM(Read Only Memory)112と、座標記憶手段113とを備えている。
座標記憶手段113は、詳細は後記するが、1以上の座標値を記憶するメモリであり、半導体メモリのほか磁気ディスクや光磁気ディスクなど任意の記憶装置により実現することができる。
<Storage means>
The storage unit 11 includes, for example, a RAM (Random Access Memory) 111 used for arithmetic processing by a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) 112 storing a predetermined program, a coordinate storage unit 113, and the like. It has.
Although details will be described later, the coordinate storage unit 113 is a memory that stores one or more coordinate values, and can be realized by an arbitrary storage device such as a magnetic disk or a magneto-optical disk in addition to a semiconductor memory.

記憶手段11以外の各機能ブロックは、例えば、CPUが記憶手段11のROM112等に格納された所定のプログラムをRAM111に展開して実行することにより実現されるものである。これらの各機能ブロックは、次に示すように、3つに大別される。
第1座標変換手段12は、前処理のためのブロック(前処理ブロック)である。
第2座標変換手段13と、画像生成手段14と、画像合成手段15とは、視聴者用映像を合成するためのブロック(視聴者用画像ブロック)である。
逆変換手段16および第2画像生成手段17とは、操作者用画像を生成するためのブロック(操作者用画像ブロック)である。
以下では、前処理ブロック、操作者用画像ブロック、視聴者用映像ブロックの順に説明する。
Each functional block other than the storage unit 11 is realized, for example, when the CPU expands and executes a predetermined program stored in the ROM 112 or the like of the storage unit 11 on the RAM 111. Each of these functional blocks is roughly divided into three as shown below.
The first coordinate conversion means 12 is a block for preprocessing (preprocessing block).
The second coordinate conversion unit 13, the image generation unit 14, and the image synthesis unit 15 are blocks (viewer image blocks) for synthesizing the viewer video.
The inverse conversion means 16 and the second image generation means 17 are blocks for generating an operator image (an operator image block).
Below, it demonstrates in order of a pre-processing block, the image block for operators, and the video block for viewers.

[前処理ブロック]
<第1座標変換手段>
第1座標変換手段12は、タッチパネル4に入力された画像座標系(入力画像座標系)の座標値を、実空間に対応した実座標系の座標値に変換するものである。変換された座標値は、座標記憶手段113に格納される。なお、タッチパネル4に入力された座標値と、変換された座標値とは、1対1に対応している。
[Preprocessing block]
<First coordinate conversion means>
The first coordinate conversion means 12 converts the coordinate value of the image coordinate system (input image coordinate system) input to the touch panel 4 into the coordinate value of the real coordinate system corresponding to the real space. The converted coordinate value is stored in the coordinate storage means 113. In addition, the coordinate value input into the touch panel 4 and the converted coordinate value correspond one-to-one.

図3は、図2に示した第1座標変換手段による座標の変換例を示す図であり、(a)はディスプレイ画面、(b)は変換先空間をそれぞれ示している。
第1座標変換手段12は、例えば、図3(a)に示すディスプレイ画面301(ディスプレイ3の画面)において指定された点Pの座標(x,y)を、図3(b)に示す変換先空間302における点Qの座標(X,Y,Z)へ変換する。なお、点Pの座標(x,y)は、入力装置2(図2参照)でタッチパネル4(図2参照)の所定地点を押圧することにより指定される。以下の説明では、ディスプレイ3上の任意の座標の値を特に区別しない限り(x,y)と表記し、座標軸の名称をx軸およびy軸とする。同様に、変換先空間302における任意の座標の値を特に区別しない限り(X,Y,Z)と表記し、座標軸の名称をX軸,Y軸およびZ軸とする。
3A and 3B are diagrams showing an example of coordinate conversion by the first coordinate conversion means shown in FIG. 2, wherein FIG. 3A shows a display screen and FIG. 3B shows a conversion destination space.
For example, the first coordinate conversion unit 12 converts the coordinates (x, y) of the point P designated on the display screen 301 (screen of the display 3) shown in FIG. 3A to the conversion destination shown in FIG. Conversion to the coordinates (X, Y, Z) of the point Q in the space 302 is performed. The coordinates (x, y) of the point P are specified by pressing a predetermined point on the touch panel 4 (see FIG. 2) with the input device 2 (see FIG. 2). In the following description, the value of an arbitrary coordinate on the display 3 is expressed as (x, y) unless otherwise distinguished, and the names of the coordinate axes are x-axis and y-axis. Similarly, the value of an arbitrary coordinate in the conversion destination space 302 is expressed as (X, Y, Z) unless otherwise distinguished, and the names of the coordinate axes are the X axis, the Y axis, and the Z axis.

図3に示した点Pの座標(x,y)は、例えば、画素単位で示される。また、変換先空間302は、実空間を示し、ここでは、サッカーコートを例示した。そのため、点Qの座標(X,Y,Z)は、例えば、メートル単位で示される。   The coordinates (x, y) of the point P shown in FIG. 3 are shown in units of pixels, for example. In addition, the conversion destination space 302 indicates a real space, and here, a soccer court is illustrated. Therefore, the coordinates (X, Y, Z) of the point Q are shown, for example, in units of meters.

第1座標変換手段12は、式(1)に示すように、ベクトル関数gを用いて、座標値(x,y)を座標値(X,Y,Z)に変換する。式(1)は一般形である。式(1)の特別な表式の一例を式(2)に示す。式(2)に示すベクトル関数gは、線形変換を行う関数である。   The first coordinate conversion means 12 converts the coordinate value (x, y) to the coordinate value (X, Y, Z) using the vector function g as shown in Expression (1). Formula (1) is a general form. An example of a special expression of formula (1) is shown in formula (2). A vector function g shown in Expression (2) is a function that performs linear transformation.

Figure 0004787681
Figure 0004787681

Figure 0004787681
Figure 0004787681

以下では、ディスプレイ3上の座標(画像座標)のことをディスプレイ座標という。ディスプレイ座標として、例えば、ディスプレイ3上の640×480画素で形成された座標[(0,0)〜(639,479)]を用いることができる。このディスプレイ座標は、左上を原点とし、右方向にx軸、下方向にy軸をとるものである。   Hereinafter, the coordinates (image coordinates) on the display 3 are referred to as display coordinates. As the display coordinates, for example, coordinates [(0, 0) to (639, 479)] formed by 640 × 480 pixels on the display 3 can be used. The display coordinates have an origin at the upper left, an x axis in the right direction, and a y axis in the lower direction.

また、実空間の座標として、例えば、105×68メートルのサッカーコートで形成された座標を用いることができる。この座標は、サッカーコートの中央を原点とし、タッチラインと平行かつ右方向にX軸、ハーフウェイライン上の奥行方向にY軸、鉛直上方向にZ軸をとるものである。   In addition, as coordinates in real space, for example, coordinates formed on a 105 × 68 meter soccer court can be used. These coordinates have the center of the soccer court as the origin, take the X axis parallel to the touch line and in the right direction, the Y axis in the depth direction on the halfway line, and the Z axis in the vertical direction.

このようにディスプレイ座標および実空間の座標を想定した場合には、前記した式(2)に示すベクトル関数gにおけるgllないしg32及びh1ないしh3の具体的な数値を指定することができる。この場合、式(2)は、例えば、式(3)に示すように書き換えることができる。 When display coordinates and real space coordinates are assumed in this way, it is possible to specify specific numerical values of g ll to g 32 and h 1 to h 3 in the vector function g shown in Equation (2). it can. In this case, equation (2) can be rewritten as shown in equation (3), for example.

Figure 0004787681
Figure 0004787681

本実施形態では、前記した式(1)に示すベクトル関数gは、前記した式(3)に示すような固定的なものに限定されるものではない。例えば、式(2)で示したベクトル関数gにおけるgllないしg32及びh1ないしh3を座標変換パラメータとして、これらの値を可変としてもよい。具体的には、所定の座標変換パラメータを第1座標変換手段12に入力し、第1座標変換手段12が入力された座標変換パラメータに応じてベクトル関数gを変化させるようにしてもよい。 In the present embodiment, the vector function g shown in the above equation (1) is not limited to a fixed one as shown in the above equation (3). For example, g ll to g 32 and h 1 to h 3 in the vector function g shown in Expression (2) may be used as coordinate conversion parameters, and these values may be variable. Specifically, a predetermined coordinate conversion parameter may be input to the first coordinate conversion unit 12, and the first coordinate conversion unit 12 may change the vector function g according to the input coordinate conversion parameter.

また、これに関連して、例えば、画像合成装置1が、ディスプレイ3上に大きさや位置が可変のウィンドウを表示し、タッチパネル4やマウス等を介して該ウィンドウ上における座標を取得するプログラムを実行するように構成してもよい。このように画像合成装置1を構成した場合には、画像合成装置1が取得したウィンドウの大きさや位置に応じて、第1座標変換手段12が、式(2)に示すベクトル関数gにおけるgllないしg32及びh1ないしh3を変化させることも可能である。 In relation to this, for example, the image composition device 1 displays a window whose size and position are variable on the display 3 and executes a program for acquiring coordinates on the window via the touch panel 4 or a mouse. You may comprise. When the image synthesizing apparatus 1 is configured in this way, the first coordinate conversion unit 12 performs g ll in the vector function g shown in Expression (2) according to the size and position of the window acquired by the image synthesizing apparatus 1. It is also possible to vary g 32 and h 1 to h 3 .

以下では、第1座標変換手段12は、ディスプレイ3上の座標(x,y)を、実空間におけるメートル単位の座標(X,Y,Z)へ変換するものとして説明する。
図4は、図3に示した変換例を複数の座標値に適用した場合の説明図であり、(a)はディスプレイ座標、(b)は変換先空間の座標をそれぞれ示している。
ディスプレイ画面301には、カタカナ「イ」が入力されるときの複数(図4では7個)の座標値をそれぞれ示す点400〜406が示されている。
Below, the 1st coordinate conversion means 12 demonstrates as what converts the coordinate (x, y) on the display 3 into the coordinate (X, Y, Z) of the meter unit in real space.
4A and 4B are explanatory diagrams when the conversion example shown in FIG. 3 is applied to a plurality of coordinate values. FIG. 4A shows display coordinates, and FIG. 4B shows coordinates in the conversion destination space.
The display screen 301 shows points 400 to 406 respectively indicating a plurality (seven in FIG. 4) of coordinate values when katakana “I” is input.

図4(a)に示すように、カタカナ「イ」の第1画では、点400において「押下」イベントが入力し、続いて、点401および点402において「移動」イベントが入力し、最後に点403において「開放」イベントが入力する。なお、各イベントは、入力装置2(図2参照)とタッチパネル4(図2参照)との関係で入力される。同様に、カタカナ「イ」の第2画では、点404において「押下」イベントが入力し、続いて、点405において「移動」イベントが入力し、最後に点406において「開放」イベントが入力する。   As shown in FIG. 4A, in the first screen of Katakana “I”, a “press” event is input at point 400, followed by a “move” event at points 401 and 402, and finally At point 403, an “open” event is entered. Each event is input due to the relationship between the input device 2 (see FIG. 2) and the touch panel 4 (see FIG. 2). Similarly, in the second drawing of Katakana “I”, a “press” event is input at point 404, followed by a “move” event at point 405, and finally an “open” event at point 406. .

図4(a)に示した点400〜406の座標値は、ディスプレイ座標で示されるものであり、第1座標変換手段12によって、実空間における座標の値に変換される。
図4(b)に示す点450〜456の座標値は、図4(a)に示した点400〜406の座標値がそれぞれ変換されたものを示している。
The coordinate values of the points 400 to 406 shown in FIG. 4A are indicated by display coordinates, and are converted into coordinate values in the real space by the first coordinate conversion means 12.
The coordinate values of the points 450 to 456 shown in FIG. 4B are obtained by converting the coordinate values of the points 400 to 406 shown in FIG.

第1座標変換手段12は、変換した座標値を、図5に示すように座標記憶手段113に格納する。図5は、図2に示した座標記憶手段に記憶されたデータベースの一例を示す図である。   The first coordinate conversion means 12 stores the converted coordinate values in the coordinate storage means 113 as shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing an example of a database stored in the coordinate storage means shown in FIG.

データベース500は、項目として、アドレス501と、座標502と、イベント503とを有している。
アドレス501は、座標記憶手段113のメモリ上のアドレス(番地)を示す。
座標502は、第1座標変換手段12で変換された座標値(変換座標値)を示す。
イベント503は、タッチパネル4(図2参照)に入力された前記した「押下」、「移動」、「開放」のいずれかのイベントを示す。
本実施形態では、一例として、第1座標変換手段12は、座標およびイベントが入力された順序に従って、変換した座標値を座標記憶手段113に順次格納する。
The database 500 includes an address 501, coordinates 502, and an event 503 as items.
An address 501 indicates an address (address) on the memory of the coordinate storage unit 113.
A coordinate 502 indicates a coordinate value (converted coordinate value) converted by the first coordinate conversion unit 12.
The event 503 indicates any one of the above-described “press”, “move”, and “release” events input to the touch panel 4 (see FIG. 2).
In the present embodiment, as an example, the first coordinate conversion unit 12 sequentially stores the converted coordinate values in the coordinate storage unit 113 in accordance with the order in which coordinates and events are input.

[操作者用画像ブロック]
<逆変換手段>
逆変換手段16は、座標記憶手段113に記憶された座標値を、入力画像座標系の座標値に変換するものである。変換された座標値は、第2画像生成手段17に出力される。この逆変換手段16は、式(4)に示すように、ベクトル関数hを用いて、座標値(X,Y,Z)を座標値(x,y)に変換する。
[Image block for operator]
<Inverse conversion means>
The inverse conversion means 16 converts the coordinate values stored in the coordinate storage means 113 into coordinate values in the input image coordinate system. The converted coordinate values are output to the second image generation means 17. This inverse conversion means 16 converts the coordinate value (X, Y, Z) into the coordinate value (x, y) using the vector function h as shown in the equation (4).

Figure 0004787681
Figure 0004787681

式(4)は一般形である。式(4)の特別な表式の一例を式(5)に示す。式(5)に示すベクトル関数hと、第1座標変換手段12で用いられるベクトル関数gとは、互いに逆変換となるようにした。   Equation (4) is a general form. An example of a special expression of formula (4) is shown in formula (5). The vector function h shown in Expression (5) and the vector function g used in the first coordinate conversion means 12 are inversely converted from each other.

Figure 0004787681
Figure 0004787681

ベクトル関数hが式(5)で示され、かつ、ベクトル関数gが前記した式(3)で示される場合には、前記した式(5)は、例えば、式(6)に示すように書き換えられる。   When the vector function h is expressed by the equation (5) and the vector function g is expressed by the above equation (3), the above equation (5) is rewritten as shown in the equation (6), for example. It is done.

Figure 0004787681
Figure 0004787681

<第2画像生成手段>
第2画像生成手段17は、逆変換手段16で変換された座標値で示される位置に画像(入力対応CG)を生成するものである。生成された画像は、ディスプレイ3に出力される。この第2画像生成手段17は、座標記憶手段113に記憶されているイベントに応じて、図形を描画する。例えば、第2画像生成手段17は、ある1つの「押下」イベントから、0個以上の「移動」イベントを経て、直後の「開放」イベントまでの座標群を線分で接続した折線のCGを生成する。また、折線の代わりに、例えば、スプライン曲線やべジエ曲線のCGを生成してもよい。
<Second image generating means>
The second image generation unit 17 generates an image (input correspondence CG) at the position indicated by the coordinate value converted by the inverse conversion unit 16. The generated image is output to the display 3. The second image generation unit 17 draws a figure in accordance with the event stored in the coordinate storage unit 113. For example, the second image generation unit 17 generates a CG of a broken line that connects a group of coordinates from a certain “pressing” event, through zero or more “moving” events, to the immediately following “opening” event. Generate. Further, for example, a CG of a spline curve or a Bezier curve may be generated instead of a broken line.

図6は、図2に示した第2画像生成手段で生成された入力対応CGの一例を示す図である。また、図6は、第2画像生成手段17(図2参照)が、図5に例示したデータベース500に基づいて生成したCGを示している。この場合、ディスプレイ画面301には、入力対応CG601が表示される。入力対応CG601は、カタカナの「イ」を示すものであり、カタカナの「イ」の1画目を示すCG601aと、2画目を示すCG601bとから構成されている。CG601aは、図5に示すアドレス「0」〜「3」に対応して格納されたイベントを反映し、CG601bは、図5に示すアドレス「4」〜「6」に対応して格納されたイベントを反映している。つまり、第2画像生成手段17(図2参照)は、イベント「押下」に対応した座標値(ディスプレイ座標)を始点とすると共に、イベント「開放」に対応した座標値(ディスプレイ座標)を終点として、折線のCG601aと直線のCG601bとを描画する。入力対応CG601は、入力図形101(図1参照)の形状を忠実に再現したものである。なお、本実施形態では、第2画像生成手段17(図2参照)は、入力対応CG601と、生成したCGである補助画像602とを合成してディスプレイ3(図2参照)に出力する。
図2に戻って説明を続ける。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the input corresponding CG generated by the second image generation unit illustrated in FIG. FIG. 6 shows a CG generated by the second image generation means 17 (see FIG. 2) based on the database 500 illustrated in FIG. In this case, the input screen CG 601 is displayed on the display screen 301. The input correspondence CG 601 indicates the Katakana “I”, and is composed of a CG 601 a indicating the first stroke of the Katakana “I” and a CG 601 b indicating the second stroke. The CG 601a reflects the events stored corresponding to the addresses “0” to “3” shown in FIG. 5, and the CG 601b stores the events stored corresponding to the addresses “4” to “6” shown in FIG. Is reflected. That is, the second image generating means 17 (see FIG. 2) uses the coordinate value (display coordinates) corresponding to the event “press” as the start point and the coordinate value (display coordinates) corresponding to the event “open” as the end point. Then, a broken line CG 601a and a straight line CG 601b are drawn. The input correspondence CG 601 faithfully reproduces the shape of the input figure 101 (see FIG. 1). In the present embodiment, the second image generation means 17 (see FIG. 2) synthesizes the input corresponding CG 601 and the auxiliary image 602, which is the generated CG, and outputs it to the display 3 (see FIG. 2).
Returning to FIG. 2, the description will be continued.

[視聴者用映像ブロック]
<第2座標変換手段>
第2座標変換手段13は、座標記憶手段113に記憶された座標値を、カメラパラメータθを用いて、画像座標系の座標値に変換するものである。変換された座標値は、画像生成手段14に出力される。この第2座標変換手段13は、例えば透視投影モデルに基づく座標変換を行うことができる。
[Video block for viewers]
<Second coordinate conversion means>
The second coordinate conversion unit 13 converts the coordinate value stored in the coordinate storage unit 113 into a coordinate value in the image coordinate system using the camera parameter θ. The converted coordinate value is output to the image generation means 14. The second coordinate conversion means 13 can perform coordinate conversion based on, for example, a perspective projection model.

図7は、透視投影の説明図である。図7では、実空間705において、水平面内にX軸およびY軸をとり、高さ方向にZ紬をとったデカルト座標系を示している。透視殺影では、図7に示すように、実空間705上の実座標706と撮像系の投影中心701とを結ぶ線分704を求め、線分704と画像平面702とが交差する点の画像座標703を(Cx,Cy)として求める。(Cx,Cy)はディスプレイ座標における座標値である。画像座標703の値(Cx,Cy)は、実座標706の値(X,Y,Z)と、カメラパラメータθとにより決定することが可能である。 FIG. 7 is an explanatory diagram of perspective projection. In FIG. 7, in the real space 705, a Cartesian coordinate system is shown in which the X axis and the Y axis are taken in the horizontal plane and Z is taken in the height direction. In perspective shadowing, as shown in FIG. 7, a line segment 704 that connects a real coordinate 706 on the real space 705 and the projection center 701 of the imaging system is obtained, and an image of a point where the line segment 704 and the image plane 702 intersect is obtained. The coordinates 703 are obtained as (C x , C y ). (C x , C y ) are coordinate values in display coordinates. The values (C x , C y ) of the image coordinates 703 can be determined by the values (X, Y, Z) of the real coordinates 706 and the camera parameter θ.

実座標706は、座標記憶手113(図2参照)に格納されている座標502(図5参照)に相当する。 Real coordinate 706 corresponds to the coordinates 502 (see FIG. 5) stored in the coordinate storage hand stage 113 (see FIG. 2).

第2座標変換手13は、座標記憶手段113(図2参照)に記憶されている変換座標値に対して、図7を参照して説明した透視投影を施してディスプレイ座標の値に変換する。 Second coordinate transformation hands stage 13 converts the converted coordinate values stored in the coordinate storage unit 113 (see FIG. 2) is subjected to a perspective projection described with reference to FIG. 7 to the value of the display coordinate .

第2座標変換手段13は、式(7)に示すように、ベクトル関数fとカメラパラメータθとを用いて、座標記憶手段113(図2参照)に記憶されている変換座標値(X,Y,Z)をディスプレイ座標系(画像座標系)の座標値(ξ,η)に変換する。式(7)は一般形である。また、式(7)に示すベクトル関数θは、各種のカメラパラメータθをまとめて表記したものである。   The second coordinate conversion means 13 uses the vector function f and the camera parameter θ as shown in the equation (7), and uses the coordinate values (X, Y) stored in the coordinate storage means 113 (see FIG. 2). , Z) are converted into coordinate values (ξ, η) of the display coordinate system (image coordinate system). Equation (7) is a general form. Further, the vector function θ shown in Expression (7) represents various camera parameters θ collectively.

Figure 0004787681
Figure 0004787681

本実施形態では、ディスプレイ座標系の座標値(ξ,η)は、ディスプレイ3の解像度や画面サイズとは異なる座標空間の座標値である。なお、本発明は、これに限定されるものではなく、第2座標変換手段13の変換先の座標空間が、タッチパネル4に入力された座標値の座標空間と同じであってもよい。   In the present embodiment, the coordinate values (ξ, η) of the display coordinate system are coordinate values in a coordinate space different from the resolution and screen size of the display 3. In addition, this invention is not limited to this, The coordinate space of the conversion destination of the 2nd coordinate conversion means 13 may be the same as the coordinate space of the coordinate value input into the touch panel 4. FIG.

<画像生成手段>
画像生成手段14は、第2座標変換手段13で変換された座標値で示される位置に画像(出力対応CG)を生成する。生成された画像は、画像合成手段15に出力される。この画像生成手段14は、座標記憶手段113に記憶されているイベントに応じて、図形を描画する。図形の描画の方法は、第2画像生成手段17と同じなので説明を省略する。
<Image generation means>
The image generation means 14 generates an image (output correspondence CG) at the position indicated by the coordinate values converted by the second coordinate conversion means 13. The generated image is output to the image composition unit 15. The image generation unit 14 draws a figure in accordance with the event stored in the coordinate storage unit 113. Since the method of drawing a figure is the same as that of the second image generating means 17, the description thereof is omitted.

図8は、図2に示した画像生成手段で生成された出力対応CGの一例を示す図である。
また、図8は、画像生成手段14(図2参照)が、図5に例示したデータベース500に基づいて生成したCGを示している。この場合、図8に示すように、出力対応CG801が生成される。出力対応CG801は、カタカナの「イ」を示すものであり、カタカナの「イ」の1画目を示すCG801aと、2画目を示すCG801bとから構成されている。CG801a,801bは、図6に示したCG601a,601bと同様な方法で生成されるので詳細な説明を省略する。画像生成手段14(図2参照)は、カメラパラメータθを反映した座標値の位置に描画するので、出力対応CG801は、カメラ映像102(図1参照)に合わせて入力図形101(図1参照)が変形された形状を有している。
図2に戻って説明を続ける。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the output correspondence CG generated by the image generation unit illustrated in FIG.
FIG. 8 shows a CG generated by the image generation unit 14 (see FIG. 2) based on the database 500 illustrated in FIG. In this case, as shown in FIG. 8, an output corresponding CG 801 is generated. The output-corresponding CG 801 indicates Katakana “I”, and includes a CG 801 a indicating the first stroke of Katakana “I” and a CG 801 b indicating the second stroke. The CGs 801a and 801b are generated by the same method as the CGs 601a and 601b shown in FIG. Since the image generating means 14 (see FIG. 2) draws at the position of the coordinate value reflecting the camera parameter θ, the output corresponding CG 801 is the input figure 101 (see FIG. 1) in accordance with the camera video 102 (see FIG. 1). Has a deformed shape.
Returning to FIG. 2, the description will be continued.

<画像合成手段>
画像合成手段15は、画像生成手段14で生成された画像(出力対応CG)と、カメラ映像とを合成するものである。成された映像は、図示しない表示装置(または画像蓄積装置)に出力される。なお、画像合成手段15は、画像生成手段14により生成されたCGを、例えば、カメラ映像の上を覆うように不透明もしくは半透明に合成するようにしてもよい。また、画像合成手段15は、画像生成手段14により生成されたCGを、カメラ映像の特定の色の領域(例えば芝生の色の領域)のみに重畳合成するようにしてもよい。
<Image composition means>
The image synthesizing unit 15 synthesizes the image (output correspondence CG) generated by the image generating unit 14 and the camera video. If made video is output to a not-shown display device (or an image storing apparatus). Note that the image synthesis unit 15 may synthesize the CG generated by the image generation unit 14 in an opaque or translucent manner so as to cover the camera video, for example. Further, the image composition unit 15 may superimpose the CG generated by the image generation unit 14 only on a specific color area (for example, a lawn color area) of the camera video.

図2に示した画像合成装置1は、一般的なコンピュータを、前記した各手段として機能させるプログラムにより動作させることで実現することができる。このプログラム(画像合成プログラム)は、通信回線を介して配布することも可能であるし、CD−ROM等の記録媒体に書き込んで配布することも可能である。   The image composition apparatus 1 shown in FIG. 2 can be realized by causing a general computer to operate according to a program that functions as each of the above-described means. This program (image composition program) can be distributed via a communication line, or can be distributed by writing on a recording medium such as a CD-ROM.

[画像合成装置の動作]
<入力対応CGの提示動作>
図2に示した画像合成装置1の動作について図9を参照(適宜図2参照)して説明する。図9は、図2に示した画像合成装置による入力対応CGの提示動作を示すフローチャートである。画像合成装置1は、まず、第1座標変換手段12によって、入力されたディスプレイ座標を実座標(実空間の座標)に変換し、座標記憶手段113に格納する(ステップS1)。そして、画像合成装置1は、逆変換手段16によって、座標記憶手段113に記憶された実座標をディスプレイ座標に逆変換する(ステップS2)。そして、画像合成装置1は、第2画像生成手段17によって、逆変換された座標で示される位置に入力対応CGを生成し(ステップS3)、生成した入力対応CGをディスプレイ3に出力する(ステップS4)。例えば、線が入力されれば、入力された線のそれぞれの座標が示す位置に沿って入力対応CGが生成される。
[Operation of image synthesizer]
<Presentation of CG for input>
The operation of the image composition apparatus 1 shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG. 9 (see FIG. 2 as appropriate). FIG. 9 is a flowchart showing an input-compatible CG presentation operation by the image composition apparatus shown in FIG. First, the image synthesizing apparatus 1 converts the input display coordinates into real coordinates (coordinates in the real space) by the first coordinate conversion means 12 and stores them in the coordinate storage means 113 (step S1). Then, the image synthesizing apparatus 1 inversely transforms the actual coordinates stored in the coordinate storage means 113 into display coordinates by the inverse transformation means 16 (step S2). Then, the image synthesizing apparatus 1 generates an input corresponding CG at the position indicated by the inversely transformed coordinates by the second image generating means 17 (step S3), and outputs the generated input corresponding CG to the display 3 (step S3). S4). For example, if a line is input, an input corresponding CG is generated along the position indicated by the coordinates of the input line.

<出力対応CGの提示動作>
図10は、図2に示した画像合成装置による出力対応CGの合成動作を示すフローチャートである。画像合成装置1は、まず、第1座標変換手段12によって、入力されたディスプレイ座標を実座標に変換し、座標記憶手段113に格納する(ステップS11)。そして、画像合成装置1は、第2座標変換手段13によって、カメラパラメータθに基づいて、座標記憶手段113に記憶された実座標を変換する(ステップS12)。そして、画像合成装置1は、画像生成手段14によって、変換された座標で示される位置に出力対応CGを生成する(ステップS13)。そして、画像合成装置1は、画像合成手段15によって、出力対応CGとカメラ映像とを合成して出力する(ステップS14)。例えば、線が入力されれば、入力された線が変換された線のそれぞれの座標が示す位置に沿って出力対応CGが生成される。
<Presentation operation of CG for output>
FIG. 10 is a flowchart showing an output corresponding CG combining operation by the image combining apparatus shown in FIG. First, the image synthesizing apparatus 1 converts the input display coordinates into real coordinates by the first coordinate conversion means 12 and stores them in the coordinate storage means 113 (step S11). Then, the image synthesizing apparatus 1 converts the actual coordinates stored in the coordinate storage unit 113 by the second coordinate conversion unit 13 based on the camera parameter θ (step S12). Then, the image synthesizing apparatus 1 uses the image generation unit 14 to generate an output corresponding CG at a position indicated by the converted coordinates (step S13). Then, the image synthesizing apparatus 1 synthesizes and outputs the output corresponding CG and the camera video by the image synthesizing unit 15 (step S14). For example, if a line is input, an output-corresponding CG is generated along the position indicated by each coordinate of the line obtained by converting the input line.

第1実施形態によれば、操作者によってタッチパネル4に入力された入力図形に対応した出力対応CGが、カメラパラメータθに基づいて変換された座標値で示される位置に生成される。したがって、手動で入力された画像と、カメラパラメータθで特徴付けられるカメラ映像とを、カメラパラメータθに連動して合成することができる。その結果、合成映像中のカメラ映像のカメラアングルが変化したときに、変化前に入力された出力対応CGがカメラ映像中の人物等の画像オブジェクトと共に自動的に移動したり、その形状が変化したりする。つまり、合成映像が表示されたときに、手動で入力された画像が、カメラ映像に直接描画されているような視覚的効果が得られる。   According to the first embodiment, the output corresponding CG corresponding to the input figure input to the touch panel 4 by the operator is generated at the position indicated by the coordinate value converted based on the camera parameter θ. Therefore, the manually input image and the camera video characterized by the camera parameter θ can be synthesized in conjunction with the camera parameter θ. As a result, when the camera angle of the camera image in the composite image changes, the output corresponding CG input before the change automatically moves with the image object such as a person in the camera image, or its shape changes. Or That is, when the composite video is displayed, it is possible to obtain a visual effect such that an manually input image is directly drawn on the camera video.

(第2実施形態)
図11は、本発明の第2実施形態に係る画像合成装置の構成例を示す機能ブロック図である。第2実施形態に係る画像合成装置1Aは、図2に示した第1座標変換手段12および逆変換手段16を省略すると共に、座標変換手段13Aの機能が異なる点を除いて、図2に示した画像合成装置1と同一の構成なので、同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 11 is a functional block diagram showing a configuration example of an image composition device according to the second embodiment of the present invention. The image composition apparatus 1A according to the second embodiment is shown in FIG. 2 except that the first coordinate conversion means 12 and the inverse conversion means 16 shown in FIG. 2 are omitted and the function of the coordinate conversion means 13A is different. Since the configuration is the same as that of the image synthesizing apparatus 1, the same configuration is denoted by the same reference numeral, and the description thereof is omitted.

座標変換手段13Aは、画像座標系の座標値を実空間に対応した実座標系の座標値に変換してから、その変換された座標値を、カメラパラメータθを用いて、画像座標系の座標値に変換する一連の変換を示す変換規則を用いて、座標記憶手段113に記憶された座標値を変換するものである。すなわち、座標変換手段13Aは、図2にそれぞれ示した第1座標変換手段12の機能と、第2座標変換手段13の機能とを合わせた機能を有している。 The coordinate conversion means 13A converts the coordinate value of the image coordinate system into the coordinate value of the real coordinate system corresponding to the real space, and then uses the converted coordinate value as the coordinate of the image coordinate system using the camera parameter θ. The coordinate value stored in the coordinate storage unit 113 is converted using a conversion rule indicating a series of conversions to be converted into values. That is, the coordinate conversion unit 13A has a function that combines the function of the first coordinate conversion unit 12 and the function of the second coordinate conversion unit 13 shown in FIG.

画像合成装置1Aは、タッチパネル4から入力された座標を、そのまま座標記憶手段113に格納する。つまり、座標記憶手段113に格納された座標値の座標系はディスプレイ座標である。そして、画像合成装置1Aは、座標変換手段13Aおよび第2画像生成手段17によって、座標記憶手段113に格納された座標値(タッチパネル4から入力された座標値)を読み出す。第2実施形態によれば、画像合成装置の構成を簡略化することができる。   The image composition apparatus 1A stores the coordinates input from the touch panel 4 in the coordinate storage unit 113 as they are. That is, the coordinate system of the coordinate values stored in the coordinate storage unit 113 is display coordinates. Then, the image synthesizing apparatus 1A reads out coordinate values (coordinate values input from the touch panel 4) stored in the coordinate storage unit 113 by the coordinate conversion unit 13A and the second image generation unit 17. According to the second embodiment, the configuration of the image composition device can be simplified.

(第3実施形態)
図12は、本発明の第3実施形態に係る画像合成装置の動作の概要を示す模式図である。第3実施形態に係る画像合成装置1Bは、入力対応CG1211とカメラ映像VAとを合成してディスプレイ3に表示させるものである。
(Third embodiment)
FIG. 12 is a schematic diagram showing an outline of the operation of the image composition device according to the third embodiment of the present invention. Image synthesis apparatus 1B according to the third embodiment, synthesized and the input corresponding CG1211 and camera image V A is intended to be displayed on the display 3.

画像合成装置1Bには、図示しないカメラ(第1カメラ)で撮影されたカメラ映像VAおよび第1カメラに関するカメラパラメータθA(第1カメラパラメータ)と、図示しないカメラ(第2カメラ)で撮影されたカメラ映像VBおよび第2カメラに関するカメラパラメータθB(第2カメラパラメータ)とが入力される。なお、第1カメラと第2カメラとは異なるカメラであってもよいし、同一のカメラであってもよい。 The image synthesizing apparatus 1B captures a camera image V A captured by a camera (first camera) (not shown) and a camera parameter θ A (first camera parameter) related to the first camera, and a camera (second camera) (not shown). The camera image V B and the camera parameter θ B (second camera parameter) relating to the second camera are input. Note that the first camera and the second camera may be different cameras or the same camera.

ここで、カメラ映像VAは、操作者による入力操作を視覚的に補助するために、ディスプレイ3に表示される。このカメラ映像VAは、タッチパネル4に書き込まれた入力図形1201と合成するための映像である。
カメラ映像VBは、タッチパネル4に書き込まれた入力図形1201と合成されて合成映像1202となるものである。
Here, the camera video V A is displayed on the display 3 in order to visually assist the input operation by the operator. This camera video V A is a video to be combined with the input graphic 1201 written on the touch panel 4.
The camera video V B is synthesized with the input figure 1201 written on the touch panel 4 to become a synthesized video 1202.

画像合成装置1Bは、タッチパネル4に書き込まれた入力図形1201に基づいて、2種類のCG、すなわち、入力対応CG1211と出力対応CG1221とを生成する。
入力対応CG1211は、ディスプレイ3に表示されるCGであり、主として、入力装置2の操作者が、入力図形1201をカメラ映像VA上に描くつもりで入力した画像をディスプレイ3上で確認するために生成される。この入力対応CG1211は、タッチパネル4に書き込まれた入力図形1201がカメラ映像VAに対応して変換されたものである。生成された入力対応CG1211は、ディスプレイ3に表示される。入力対応CG1211で示されるカタカナの「イ」の文字は、サッカーコートの地面に張り付いたように投影されて合成される。これにより、第1カメラの操作に連動してカメラパラメータθAを時々刻々変化させることで、入力対応CG1211が変形し、カメラ映像VAの中に入力対応CG1211があたかも存在するかのような映像効果が得られる。
The image composition device 1 </ b> B generates two types of CGs, that is, an input correspondence CG 1211 and an output correspondence CG 1221, based on the input figure 1201 written on the touch panel 4.
The input corresponding CG 1211 is a CG displayed on the display 3, mainly for confirming on the display 3 an image input by the operator of the input device 2 in an attempt to draw the input figure 1201 on the camera video V A. Generated. The input correspondence CG 1211 is obtained by converting the input figure 1201 written on the touch panel 4 in accordance with the camera video V A. The generated input corresponding CG 1211 is displayed on the display 3. The Katakana character “I” indicated by the input correspondence CG 1211 is projected and synthesized as if it was stuck to the ground of the soccer court. Accordingly, by changing the camera parameter θ A every moment in conjunction with the operation of the first camera, the input corresponding CG 1211 is deformed, and the video as if the input corresponding CG 1211 exists in the camera video V A. An effect is obtained.

出力対応CG1221は、図示しない表示装置(または画像蓄積装置)に出力される合成映像1202に合成されるCGであり、タッチパネル4に書き込まれた入力図形101がカメラ映像VBに対応して変換されたものである以外は、入力対応CG1211と同様なものなので詳細な説明を省略する。 The output correspondence CG 1221 is a CG synthesized with the synthesized video 1202 output to a display device (or image storage device) (not shown), and the input figure 101 written on the touch panel 4 is converted corresponding to the camera video V B. Except for the above, since it is the same as the input-compatible CG 1211, detailed description thereof is omitted.

[画像合成装置の構成]
図13は、図12に示した画像合成装置の構成例を示す機能ブロック図である。
画像合成装置1Bは、第1座標変換手段12Bおよび逆変換手段16Bの機能が異なると共に、第2画像合成手段30を備える点を除いて、図2に示した画像合成装置1と同一の構成なので、同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、第2座標変換手段13には、カメラパラメータθBが入力し、また、画像合成手段15には、カメラ映像VBが入力する。
[Configuration of Image Synthesizer]
FIG. 13 is a functional block diagram illustrating a configuration example of the image composition device illustrated in FIG. 12.
The image composition apparatus 1B has the same configuration as the image composition apparatus 1 shown in FIG. 2 except that the functions of the first coordinate conversion means 12B and the inverse conversion means 16B are different and the second image composition means 30 is provided. The same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Note that the camera parameter θ B is input to the second coordinate conversion unit 13, and the camera video V B is input to the image composition unit 15.

<第1座標変換手段>
第1座標変換手段12Bは、タッチパネル4に入力された画像座標系(入力画像座標系)の座標値を、カメラパラメータθAを用いて、実空間に対応した実座標系の座標値に変換するものである。変換された座標値は、座標記憶手段113に格納される。この第1座標変換手段12Bは、透視投影モデルを用いて非線形変換を行い、ディスプレイ座標を実空間の座標へ変換する。
<First coordinate conversion means>
The first coordinate conversion unit 12B converts the coordinate value of the image coordinate system (input image coordinate system) input to the touch panel 4 into the coordinate value of the real coordinate system corresponding to the real space using the camera parameter θ A. Is. The converted coordinate value is stored in the coordinate storage means 113. The first coordinate conversion unit 12B performs non-linear conversion using a perspective projection model, and converts display coordinates to real space coordinates.

図14は、図13に示した第1座標変換手段による透視投影の逆変換を、面的な拘束条件の下で実行する手法の説明図である。
図14では、実空間において、水平面内にX軸およびY軸をとり、高さ方向にZ軸をとったデカルト座標系を示している。第座標変換手段12B(図13参照)は、図示しない第1カメラの撮像系の投影中心1401から、画像平面1402の画像座標1403を通る半直線1404を生成し、半直線1404と、変換先空間1407との交点である変換座標1406を求める。つまり、2次元の画像座標1403を実空間内における3次元の変換座標1406として逆投影する。変換先空間1407は、実空間上に設定される曲面または曲面群(ここで曲面と言う場合には平面を含むものとする)であり、例えば、実空間内における地表面を表す。特にスポーツ競技場では、例えば、競技場のグラウンド面(サッカーのピッチ面など)を表すことができる。また、例えば、ゴルフ場のように起伏のある競技場の場合には、該起伏を考慮した曲面とすることもできる。
FIG. 14 is an explanatory diagram of a technique for executing the inverse transformation of the perspective projection by the first coordinate transformation means shown in FIG. 13 under a plane constraint condition.
FIG. 14 shows a Cartesian coordinate system in which the X axis and the Y axis are taken in the horizontal plane and the Z axis is taken in the height direction in the real space. The first coordinate conversion unit 12B (see FIG. 13) generates a half line 1404 that passes through the image coordinates 1403 of the image plane 1402 from the projection center 1401 of the imaging system of the first camera (not shown), and generates the half line 1404 and the conversion destination. A conversion coordinate 1406 that is an intersection with the space 1407 is obtained. That is, the two-dimensional image coordinates 1403 are back-projected as three-dimensional conversion coordinates 1406 in the real space. The conversion destination space 1407 is a curved surface or a group of curved surfaces set in the real space (here, a curved surface includes a plane), and represents, for example, the ground surface in the real space. Particularly in a sports stadium, for example, a ground surface (such as a pitch surface of a football) of the stadium can be represented. Further, for example, in the case of a stadium with ups and downs such as a golf course, the curved surface can be formed in consideration of the ups and downs.

ここで、画像座標1403は、入力されたディスプレイ3上における座標(例えば画素単位)を示し、変換座標1406は、実空間の座標(例えばメートル単位)を示す。また、画像座標1403の値を(x,y)、変換座標1406の値を(X,Y,Z)とする。この変換座標の値(X,Y,Z)は、画像座標の値(x,y)と、カメラパラメータθAとにより決定することが可能である。 Here, the image coordinate 1403 indicates the input coordinate (for example, pixel unit) on the display 3, and the conversion coordinate 1406 indicates the real space coordinate (for example, meter unit). Further, the value of the image coordinate 1403 is (x, y), and the value of the converted coordinate 1406 is (X, Y, Z). The converted coordinate values (X, Y, Z) can be determined from the image coordinate values (x, y) and the camera parameter θ A.

本実施形態のように、変換先空間1407をサッカーコートとする場合には、Z=0となる。ここで、変換座標の値(X,Y,Z)は、座標記憶手段113(図2参照)に格納されている座標502(図5参照)の値に相当する。   When the conversion destination space 1407 is a soccer court as in the present embodiment, Z = 0. Here, the converted coordinate values (X, Y, Z) correspond to the values of the coordinates 502 (see FIG. 5) stored in the coordinate storage means 113 (see FIG. 2).

第1座標変換手段12Bは、式(8)に示すように、ベクトル関数g′とカメラパラメータθAとを用いて、入力されたディスプレイ3上における座標、すなわち、画像座標の値(x,y)を、変換座標の値(X,Y,Z)に変換する。式(8)は一般形である。 As shown in Expression (8), the first coordinate conversion unit 12B uses the vector function g ′ and the camera parameter θ A to input coordinates on the display 3, that is, image coordinate values (x, y). ) Is converted into converted coordinate values (X, Y, Z). Equation (8) is a general form.

Figure 0004787681
Figure 0004787681

なお、変換先空間1407は、Z=0の平面(地面)に限定されるものではない。例えば、X=0の平面(壁)やY=0の平面(壁)でもよい。また、変換先空間1407は平面に限定されるものではなく曲面でもよい。ここで、曲面とは、例えば、現実のでこぼこした地面も意味する。このように変換先空間1407が曲面の場合には、変換先空間1407と半直線1404との交点が複数存在する場合もある。このように交点が複数存在する場合には、第1座標変換手段12Bは、所定の規則に従って1つの交点を選択する。ここで、所定の規則は、例えば、最も投影中心1401に近い交点を選択するというものでもよい。   The conversion destination space 1407 is not limited to a plane (ground) with Z = 0. For example, a plane (wall) with X = 0 or a plane (wall) with Y = 0 may be used. Further, the conversion destination space 1407 is not limited to a plane, and may be a curved surface. Here, the curved surface also means, for example, actual bumpy ground. In this way, when the conversion destination space 1407 is a curved surface, there may be a plurality of intersections between the conversion destination space 1407 and the half line 1404. Thus, when there are a plurality of intersections, the first coordinate conversion unit 12B selects one intersection according to a predetermined rule. Here, for example, the predetermined rule may be to select an intersection closest to the projection center 1401.

<逆変換手段>
逆変換手段16Bは、座標記憶手段113に記憶された座標値を、ディスプレイ3上の画像座標系の座標値に変換するものである。この逆変換手段16Bは、式(9)に示すように、ベクトル関数h′とカメラパラメータθAとを用いて、実空間に対応した実座標系の座標値(X,Y,Z)を、ディスプレイ3上の座標値(x,y)に変換する。式(9)は一般形である。この座標変換は、前記した式(7)と同様な原理で導出されたものなので説明を省略する。逆変換手段16Bで変換された座標値は、第2画像生成手段17に出力される。これにより、第2画像生成手段17は、カメラパラメータθAに連動したCG(入力対応CG)を生成することができる。
<Inverse conversion means>
The inverse conversion unit 16B converts the coordinate value stored in the coordinate storage unit 113 into the coordinate value of the image coordinate system on the display 3. As shown in the equation (9), the inverse conversion means 16B uses the vector function h ′ and the camera parameter θ A to calculate the coordinate values (X, Y, Z) of the real coordinate system corresponding to the real space. The coordinate value (x, y) on the display 3 is converted. Equation (9) is a general form. Since this coordinate transformation is derived on the same principle as the above-described equation (7), its description is omitted. The coordinate values converted by the inverse conversion unit 16B are output to the second image generation unit 17. Thereby, the second image generation means 17 can generate CG (input correspondence CG) linked to the camera parameter θ A.

Figure 0004787681
Figure 0004787681

<第2画像合成手段>
第2画像合成手段30は、第2画像生成手段17により生成されたCG(入力対応CG)と、カメラ映像VAとを合成するものである。合成された映像は、ディスプレイ3に出力される。合成方法は画像合成手段15と同様なので、説明を省略する。
<Second image composition means>
The second image synthesizing unit 30 synthesizes the CG (input correspondence CG) generated by the second image generating unit 17 and the camera video V A. The synthesized video is output to the display 3. Since the synthesizing method is the same as that of the image synthesizing means 15, the description is omitted.

[画像合成装置の動作]
図13に示した画像合成装置1Bの動作について図15を参照(適宜図13参照)して説明する。図15は、図13に示した画像合成装置による入力対応CGの合成動作を示すフローチャートである。画像合成装置1Bは、まず、第1座標変換手段12Bによって、入力されたディスプレイ座標を実座標に変換し、座標記憶手段113に格納する(ステップS21)。そして、画像合成装置1Bは、逆変換手段16Bによって、座標記憶手段113に記憶された実座標をディスプレイ座標に逆変換する(ステップS22)。そして、画像合成装置1Bは、第2画像生成手段17によって、逆変換された座標で示される位置に入力対応CGを生成する(ステップS23)。そして、画像合成装置1は、第2画像合成手段30によって、生成された入力対応CGとカメラ映像VAとを合成してディスプレイ3に出力する(ステップS24)。例えば、線が入力されれば、入力された線のそれぞれの座標が示す位置に沿って入力対応CGが生成される。なお、画像合成装置1Bにおける出力対応CGの合成動作は図10のフローチャートと同様なので説明を省略する。
[Operation of image synthesizer]
The operation of the image composition apparatus 1B shown in FIG. 13 will be described with reference to FIG. 15 (see FIG. 13 as appropriate). FIG. 15 is a flowchart showing an input-compatible CG combining operation by the image combining apparatus shown in FIG. First, the image synthesizing apparatus 1B converts the input display coordinates into real coordinates by the first coordinate conversion means 12B and stores them in the coordinate storage means 113 (step S21). Then, the image synthesizing apparatus 1B inversely transforms the actual coordinates stored in the coordinate storage means 113 into display coordinates by the inverse transformation means 16B (step S22). Then, the image synthesizing apparatus 1B generates an input-corresponding CG at the position indicated by the inversely transformed coordinates by the second image generating means 17 (step S23). The image synthesizing apparatus 1 then synthesizes the generated input corresponding CG and the camera video V A by the second image synthesizing unit 30 and outputs the synthesized CG to the display 3 (step S24). For example, if a line is input, an input corresponding CG is generated along the position indicated by the coordinates of the input line. Note that the output corresponding CG combining operation in the image combining apparatus 1B is the same as that in the flowchart of FIG.

第3実施形態によれば、操作者によってタッチパネル4に入力された入力図形に対応した入力対応CGおよび出力対応CGが、各カメラパラメータθA,θBに基づいて変換された座標値で示される位置に2つの合成映像を別々に生成することができる。そのため、一方の合成映像を、操作者用映像として、他方の合成映像を視聴者用映像として区別して利用することが可能となる。 According to the third embodiment, the input corresponding CG and the output corresponding CG corresponding to the input figure input to the touch panel 4 by the operator are indicated by coordinate values converted based on the camera parameters θ A and θ B. Two composite images can be generated separately at the position. Therefore, it is possible to distinguish and use one composite video as an operator video and the other composite video as a viewer video.

以上、各実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、画像合成手段15で合成された合成画像は、例えば、視聴者に放送されるものとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、画像合成手段15で合成された合成画像を、タッチパネル4の操作者が視るために、ディスプレイ3の近傍に配設した別のディスプレイに出力するようにしてもよい。また、画像合成手段15で合成された合成画像を、タッチパネル4の操作者が視るためにディスプレイ3に出力するようにしてもよい。この場合には、操作者は、入力時と確認時とでディスプレイ3の表示画面を切り替えて使用する。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on each embodiment, this invention is not limited to these. For example, although the synthesized image synthesized by the image synthesizing unit 15 has been described as being broadcast to the viewer, for example, it is not limited to this. For example, the synthesized image synthesized by the image synthesizing unit 15 may be output to another display arranged near the display 3 so that the operator of the touch panel 4 can view it. Further, the synthesized image synthesized by the image synthesizing unit 15 may be output to the display 3 for viewing by the operator of the touch panel 4. In this case, the operator switches and uses the display screen of the display 3 between input and confirmation.

また、前記した画像生成手段14と画像合成手段15とは、公知のバーチャルスタジオ用CG合成装置で実現するようにしてもよい。同様に、画像合成装置1Bの第2画像生成手段17と第2画像合成手段30とは、公知のバーチャルスタジオ用CG合成装置で実現するようにしてもよい。   Further, the above-described image generation means 14 and image composition means 15 may be realized by a known virtual studio CG composition apparatus. Similarly, the second image generating means 17 and the second image synthesizing means 30 of the image synthesizing apparatus 1B may be realized by a known virtual studio CG synthesizing apparatus.

また、各実施形態では、画像合成装置1(1A,1B)には、サッカーに関するカメラ画像が入力するものとして説明したが、これは一例であって、野球、ゴルフ、テニス、ラグビー、バレーボール、バスケットボールなど各種スポーツに関するカメラ映像でもよい。さらに、スポーツに限らず、実写であれば、ニュース番組、娯楽番組、教育番組、料理番組、天気予報等のカメラ映像でもよい。   In each embodiment, it has been described that a camera image related to soccer is input to the image composition device 1 (1A, 1B). Camera images related to various sports may be used. Furthermore, not only sports, but a live-action camera image such as a news program, entertainment program, educational program, cooking program, weather forecast, etc. may be used.

本発明の第1実施形態に係る画像合成装置の動作の概要を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline | summary of operation | movement of the image synthesizing | combining apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1に示した画像合成装置の構成例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structural example of the image synthesizing | combining apparatus shown in FIG. 図2に示した第1座標変換手段による座標の変換例を示す図であり、(a)はディスプレイ画面、(b)は変換先空間をそれぞれ示している。It is a figure which shows the example of a coordinate conversion by the 1st coordinate conversion means shown in FIG. 2, (a) has shown the display screen, (b) has each shown the conversion destination space. 図3に示した変換例を複数の座標値に適用した場合の説明図であり、(a)はディスプレイ座標、(b)は変換先空間の座標をそれぞれ示している。FIG. 4 is an explanatory diagram when the conversion example shown in FIG. 3 is applied to a plurality of coordinate values, where (a) shows display coordinates and (b) shows coordinates in a conversion destination space. 図2に示した座標記憶手段に記憶されたデータベースの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the database memorize | stored in the coordinate memory | storage means shown in FIG. 図2に示した第2画像生成手段で生成された入力対応CGの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the input corresponding | compatible CG produced | generated by the 2nd image generation means shown in FIG. 透視投影の説明図である。It is explanatory drawing of a perspective projection. 図2に示した画像生成手段で生成された出力対応CGの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of output corresponding | compatible CG produced | generated by the image production | generation means shown in FIG. 図2に示した画像合成装置による入力対応CGの提示動作を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing an input-compatible CG presentation operation by the image composition device shown in FIG. 2. 図2に示した画像合成装置による出力対応CGの合成動作を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an output corresponding CG combining operation by the image combining apparatus shown in FIG. 2. FIG. 本発明の第2実施形態に係る画像合成装置の構成例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structural example of the image synthesizing | combining apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る画像合成装置の動作の概要を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline | summary of operation | movement of the image synthesizing | combining apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 図12に示した画像合成装置の構成例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structural example of the image synthesizing | combining apparatus shown in FIG. 図13に示した第1座標変換手段による透視投影の逆変換を、面的な拘束条件の下で実行する手法の説明図である。It is explanatory drawing of the method of performing reverse transformation of perspective projection by the 1st coordinate transformation means shown in FIG. 13 under planar restraint conditions. 図13に示した画像合成装置による入力対応CGの合成動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the synthetic | combination operation | movement of input corresponding | compatible CG by the image synthesis apparatus shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1,1A,1B 画像合成装置
2 入力装置
3 ディスプレイ
4 タッチパネル
11 記憶手段
111 RAM
112 ROM
113 座標記憶手段
12,12B 第1座標変換手段
13,13A 第2座標変換手段
14 画像生成手段
15 画像合成手段
16,16B 逆変換手段
17 第2画像生成手段
30 第2画像合成手段
1, 1A, 1B Image composition device 2 Input device 3 Display 4 Touch panel 11 Storage means 111 RAM
112 ROM
113 Coordinate storage unit 12, 12B First coordinate conversion unit 13, 13A Second coordinate conversion unit 14 Image generation unit 15 Image combination unit 16, 16B Reverse conversion unit 17 Second image generation unit 30 Second image combination unit

Claims (6)

カメラで撮影された被写体の画像を示すカメラ画像と、前記カメラ画像の所定位置を入力するための入力画像座標系の座標値に対応して生成された画像とを合成する画像合成装置であって、
タッチパネルと一体化されたディスプレイに接続され、入力装置から前記タッチパネルを介して前記カメラ画像と合成させる画像についての座標を前記入力画像座標系の座標値として入力され、
前記入力画像座標系の座標値を記憶する座標記憶手段と、
前記入力画像座標系の座標値を実空間に対応した実座標系の座標値に変換してから、前記変換された座標値を、前記カメラ画像を撮影したときのカメラの撮影角度を含むカメラパラメータを用いて出力画像座標系の座標値に変換する一連の変換を示す変換規則を用いて、前記座標記憶手段に記憶された座標値を前記出力画像座標系の座標値に変換する座標変換手段と、
前記座標変換手段で変換された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段で生成された画像と前記カメラ画像とを合成する画像合成手段と、
前記座標記憶手段に記憶された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成する第2画像生成手段と、
を備え
前記第2画像生成手段の生成した画像を前記タッチパネルと一体化されたディスプレイに提示することを特徴とする画像合成装置。
An image synthesizer that synthesizes a camera image showing an image of a subject photographed by a camera and an image generated corresponding to a coordinate value of an input image coordinate system for inputting a predetermined position of the camera image. ,
Connected to a display integrated with a touch panel, the coordinates of an image to be combined with the camera image from the input device via the touch panel are input as coordinate values of the input image coordinate system,
Coordinate storage means for storing coordinate values of the input image coordinate system;
The camera parameter including the shooting angle of the camera when the camera image is captured after the coordinate value of the input image coordinate system is converted into the coordinate value of the real coordinate system corresponding to the real space. using the conversion rule shown a series of transformations that converts the coordinate value of the output image coordinate system using the coordinate conversion means for converting the coordinate values stored in the coordinate storage means to the coordinate value of the output image coordinate system ,
Image generating means for generating an image corresponding to the coordinate value of the input image coordinate system at a position indicated by the coordinate value converted by the coordinate converting means;
Image synthesizing means for synthesizing the image generated by the image generating means and the camera image;
Second image generation means for generating an image corresponding to the coordinate value of the input image coordinate system at a position indicated by the coordinate value stored in the coordinate storage means;
Equipped with a,
An image synthesizing apparatus that presents an image generated by the second image generating means on a display integrated with the touch panel .
カメラで撮影された被写体の画像を示すカメラ画像と、前記カメラ画像の所定位置を入力するための入力画像座標系の座標値に対応して生成された画像とを合成する画像合成装置であって、
タッチパネルと一体化されたディスプレイに接続され、入力装置から前記タッチパネルを介して前記カメラ画像と合成させる画像についての座標を前記入力画像座標系の座標値として入力され、
前記入力画像座標系の座標値を、実空間に対応した実座標系の座標値に変換する第1座標変換手段と、
前記第1座標変換手段で変換された座標値を記憶する座標記憶手段と、
前記座標記憶手段に記憶された座標値を、前記カメラ画像を撮影したときのカメラの撮影角度を含むカメラパラメータを用いて、画像座標系の座標値に変換する第2座標変換手段と、
前記第2座標変換手段で変換された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段で生成された画像と前記カメラ画像とを合成する画像合成手段と、
前記座標記憶手段に記憶された座標値を、前記入力画像座標系の座標値に変換する逆変換手段と、
前記逆変換手段で変換された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成する第2画像生成手段と、
を備え
前記第2画像生成手段の生成した画像を前記タッチパネルと一体化されたディスプレイに提示することを特徴とする画像合成装置。
An image synthesizer that synthesizes a camera image showing an image of a subject photographed by a camera and an image generated corresponding to a coordinate value of an input image coordinate system for inputting a predetermined position of the camera image. ,
Connected to a display integrated with a touch panel, the coordinates of an image to be combined with the camera image from the input device via the touch panel are input as coordinate values of the input image coordinate system,
First coordinate conversion means for converting the coordinate value of the input image coordinate system into the coordinate value of the real coordinate system corresponding to the real space;
Coordinate storage means for storing the coordinate values converted by the first coordinate conversion means;
Second coordinate conversion means for converting a coordinate value stored in the coordinate storage means into a coordinate value of an image coordinate system using a camera parameter including a shooting angle of the camera when the camera image is shot;
Image generation means for generating an image corresponding to the coordinate value of the input image coordinate system at a position indicated by the coordinate value converted by the second coordinate conversion means;
Image synthesizing means for synthesizing the image generated by the image generating means and the camera image;
Inverse conversion means for converting the coordinate values stored in the coordinate storage means into coordinate values of the input image coordinate system;
Second image generation means for generating an image corresponding to the coordinate value of the input image coordinate system at a position indicated by the coordinate value converted by the inverse conversion means;
Equipped with a,
An image synthesizing apparatus that presents an image generated by the second image generating means on a display integrated with the touch panel .
第1カメラで撮影された被写体の画像を示す第1カメラ画像と、前記第1カメラ画像の所定位置を入力するための入力画像座標系の座標値に対応して生成された画像とを合成すると共に、前記被写体を第2カメラで撮影した画像を示す第2カメラ画像と前記生成された画像とを合成する画像合成装置であって、
タッチパネルと一体化されたディスプレイに接続され、入力装置から前記タッチパネルを介して前記第1カメラ画像および前記第2カメラ画像と合成させる画像についての座標を前記入力画像座標系の座標値として入力され、
前記入力画像座標系の座標値を、前記第1カメラ画像を撮影したときの第1カメラの撮影角度を含む第1カメラパラメータを用いて、実空間に対応した実座標系の座標値に変換する第1座標変換手段と、
前記第1座標変換段で変換された座標値を記憶する座標記憶手段と、
前記座標記憶手段に記憶された座標値を、前記第2カメラ画像を撮影したときの第2カメラの撮影角度を含む第2カメラパラメータを用いて、画像座標系の座標値に変換する第2座標変換手段と、
前記第2座標変換手段で変換された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段で生成された画像と前記第2カメラ画像とを合成する画像合成手段と、
前記座標記憶手段に記憶された座標値を、前記入力画像座標系の座標値に変換する逆変換手段と、
前記逆変換手段で変換された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成する第2画像生成手段と、
前記第2画像生成手段で生成された画像と前記第1カメラ画像とを合成する第2画像合成手段と、
を備え
前記第2画像合成手段の合成した画像を前記タッチパネルと一体化されたディスプレイに提示することを特徴とする画像合成装置。
A first camera image indicating an image of a subject photographed by the first camera is synthesized with an image generated in accordance with a coordinate value of an input image coordinate system for inputting a predetermined position of the first camera image. And an image composition device that synthesizes a second camera image indicating an image obtained by photographing the subject with a second camera and the generated image,
Connected to a display integrated with a touch panel, the coordinates about the image to be combined with the first camera image and the second camera image are input from the input device via the touch panel as coordinate values of the input image coordinate system,
The coordinate value of the input image coordinate system is converted into the coordinate value of the real coordinate system corresponding to the real space using the first camera parameter including the shooting angle of the first camera when the first camera image is shot. First coordinate conversion means;
Coordinate storage means for storing the converted coordinate values in the first coordinate transformation hands stage,
Second coordinates for converting a coordinate value stored in the coordinate storage means into a coordinate value of an image coordinate system using a second camera parameter including a shooting angle of the second camera when the second camera image is shot. Conversion means;
Image generation means for generating an image corresponding to the coordinate value of the input image coordinate system at a position indicated by the coordinate value converted by the second coordinate conversion means;
Image synthesizing means for synthesizing the image generated by the image generating means and the second camera image;
Inverse conversion means for converting the coordinate values stored in the coordinate storage means into coordinate values of the input image coordinate system;
Second image generation means for generating an image corresponding to the coordinate value of the input image coordinate system at a position indicated by the coordinate value converted by the inverse conversion means;
Second image synthesis means for synthesizing the image generated by the second image generation means and the first camera image;
Equipped with a,
An image synthesizing apparatus, wherein the image synthesized by the second image synthesizing means is presented on a display integrated with the touch panel .
カメラで撮影された被写体の画像を示すカメラ画像と、前記カメラ画像の所定位置を入力するための入力画像座標系の座標値に対応して生成された画像とを合成するために、タッチパネルと一体化されたディスプレイに接続され、入力装置から前記タッチパネルを介して前記カメラ画像と合成させる画像についての座標を前記入力画像座標系の座標値として入力されるコンピュータを、
前記入力画像座標系の座標値を実空間に対応した実座標系の座標値に変換してから、前記変換された座標値を、前記カメラ画像を撮影したときのカメラの撮影角度を含むカメラパラメータを用いて出力画像座標系の座標値に変換する一連の変換を示す変換規則を用いて、前記入力画像座標系の座標値を前記出力画像座標系の座標値に変換する座標変換手段、
前記座標変換手段で変換された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成する画像生成手段、
前記画像生成手段で生成された画像と前記カメラ画像とを合成する画像合成手段、
前記座標記憶手段に記憶された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成し、前記タッチパネルと一体化されたディスプレイに出力する第2画像生成手段、
として機能させるための画像合成プログラム。
In order to synthesize a camera image showing an image of a subject photographed by a camera and an image generated corresponding to a coordinate value of an input image coordinate system for inputting a predetermined position of the camera image, an integrated touch panel A computer that is connected to an integrated display and that inputs coordinates of an image to be combined with the camera image from the input device via the touch panel as coordinate values of the input image coordinate system ;
The camera parameter including the shooting angle of the camera when the camera image is captured after the coordinate value of the input image coordinate system is converted into the coordinate value of the real coordinate system corresponding to the real space. series of transformations using the conversion rule indicating the coordinate conversion means for converting the coordinate values of the input image coordinate system to the coordinate value of the output image coordinate system into a coordinate value of an output image coordinate system using,
Image generating means for generating an image corresponding to the coordinate value of the input image coordinate system at a position indicated by the coordinate value converted by the coordinate converting means;
Image synthesizing means for synthesizing the image generated by the image generating means and the camera image;
Second image generation means for generating an image corresponding to the coordinate value of the input image coordinate system at a position indicated by the coordinate value stored in the coordinate storage means, and outputting the image to a display integrated with the touch panel;
Image composition program to function as
カメラで撮影された被写体の画像を示すカメラ画像と、前記カメラ画像の所定位置を入力するための入力画像座標系の座標値に対応して生成された画像とを合成するために、タッチパネルと一体化されたディスプレイに接続され、入力装置から前記タッチパネルを介して前記カメラ画像と合成させる画像についての座標を前記入力画像座標系の座標値として入力されるコンピュータを、
前記入力画像座標系の座標値を、実空間に対応した実座標系の座標値に変換する第1座標変換手段、
前記第1座標変換手段で変換された座標値を、前記カメラ画像を撮影したときのカメラの撮影角度を含むカメラパラメータを用いて、画像座標系の座標値に変換する第2座標変換手段、
前記第2座標変換手段で変換された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成する画像生成手段、
前記画像生成手段で生成された画像と前記カメラ画像とを合成する画像合成手段、
前記座標記憶手段に記憶された座標値を、前記入力画像座標系の座標値に変換する逆変換手段、
前記逆変換手段で変換された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成し、前記タッチパネルと一体化されたディスプレイに出力する第2画像生成手段、
として機能させるための画像合成プログラム。
In order to synthesize a camera image showing an image of a subject photographed by a camera and an image generated corresponding to a coordinate value of an input image coordinate system for inputting a predetermined position of the camera image, an integrated touch panel A computer that is connected to an integrated display and that inputs coordinates of an image to be combined with the camera image from the input device via the touch panel as coordinate values of the input image coordinate system ;
First coordinate conversion means for converting the coordinate value of the input image coordinate system into the coordinate value of the real coordinate system corresponding to the real space;
Second coordinate conversion means for converting the coordinate value converted by the first coordinate conversion means into a coordinate value of an image coordinate system using a camera parameter including a shooting angle of the camera when the camera image is shot;
Image generating means for generating an image corresponding to the coordinate value of the input image coordinate system at a position indicated by the coordinate value converted by the second coordinate converting means;
Image synthesizing means for synthesizing the image generated by the image generating means and the camera image;
Inverse conversion means for converting the coordinate values stored in the coordinate storage means into coordinate values of the input image coordinate system;
Second image generation means for generating an image corresponding to the coordinate value of the input image coordinate system at a position indicated by the coordinate value converted by the inverse conversion means, and outputting the image to a display integrated with the touch panel;
Image composition program to function as
第1カメラで撮影された被写体の画像を示す第1カメラ画像と、前記第1カメラ画像の所定位置を入力するための入力画像座標系の座標値に対応して生成された画像とを合成すると共に、前記被写体を第2カメラで撮影した画像を示す第2カメラ画像と前記生成された画像とを合成するために、タッチパネルと一体化されたディスプレイに接続され、入力装置から前記タッチパネルを介して前記第1カメラ画像および前記第2カメラ画像と合成させる画像についての座標を前記入力画像座標系の座標値として入力されるコンピュータを、
前記入力画像座標系の座標値を、前記第1カメラ画像を撮影したときの第1カメラの撮影角度を含む第1カメラパラメータを用いて、実空間に対応した実座標系の座標値に変換する第1座標変換手段、
前記第1座標変換段で変換された座標値を、前記第2カメラ画像を撮影したときの第2カメラの撮影角度を含む第2カメラパラメータを用いて、画像座標系の座標値に変換する第2座標変換手段、
前記第2座標変換手段で変換された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成する画像生成手段、
前記画像生成手段で生成された画像と前記第2カメラ画像とを合成する画像合成手段、
前記第1座標変換段で変換された座標値を、前記入力画像座標系の座標値に変換する逆変換手段、
前記逆変換手段で変換された座標値で示される位置に、前記入力画像座標系の座標値に対応した画像を生成する第2画像生成手段、
前記第2画像生成手段で生成された画像と前記第1カメラ画像とを合成し、前記タッチパネルと一体化されたディスプレイに出力する第2画像合成手段、
として機能させるための画像合成プログラム。
A first camera image indicating an image of a subject photographed by the first camera is synthesized with an image generated in accordance with a coordinate value of an input image coordinate system for inputting a predetermined position of the first camera image. In addition, in order to synthesize the second camera image indicating the image obtained by photographing the subject with the second camera and the generated image, the display is integrated with a touch panel, and is input from the input device via the touch panel. A computer in which coordinates of an image to be combined with the first camera image and the second camera image are input as coordinate values of the input image coordinate system ;
The coordinate value of the input image coordinate system is converted into the coordinate value of the real coordinate system corresponding to the real space using the first camera parameter including the shooting angle of the first camera when the first camera image is shot. First coordinate conversion means;
The converted coordinate values in the first coordinate transformation hands stage, using a second camera parameters including photographing angle of the second camera upon shooting the second camera image is converted into the coordinate values of the image coordinate system Second coordinate conversion means;
Image generating means for generating an image corresponding to the coordinate value of the input image coordinate system at a position indicated by the coordinate value converted by the second coordinate converting means;
Image synthesizing means for synthesizing the image generated by the image generating means and the second camera image;
Inverse conversion means for converting the transformed coordinates values in the first coordinate transformation hands stage, the coordinate values of the input image coordinate system,
Second image generation means for generating an image corresponding to the coordinate value of the input image coordinate system at a position indicated by the coordinate value converted by the inverse conversion means;
Second image synthesizing means for synthesizing the image generated by the second image generating means and the first camera image and outputting them to a display integrated with the touch panel ;
Image composition program to function as
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