JP5161544B2 - Image display system - Google Patents

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Description

本発明は、撮像機能付表示装置と画像処理装置から構成される画像表示システムに関するものである。   The present invention relates to an image display system including a display device with an imaging function and an image processing device.

現実世界と仮想世界をリアルタイムかつシームレスに融合させる技術として複合現実感、いわゆるMR(Mixed Reality)技術が知られている。従来、撮像機能付表示装置であるHMD(Head Mounted Display)を利用したMRシステムでは、HMDの撮像ユニットによって取得した撮像画像をPC(Personal Computer)に取り込む。そして、PC内で生成したCG画像と合成し、必要に応じてOSD(On Screen Display)表示の重畳を行った後、HMDの表示ユニットで画像の表示を行っている。   Mixed reality, so-called MR (Mixed Reality) technology is known as a technology that seamlessly fuses the real world and the virtual world in real time. Conventionally, in an MR system using an HMD (Head Mounted Display) that is a display device with an imaging function, a captured image acquired by an imaging unit of the HMD is taken into a PC (Personal Computer). Then, after combining with the CG image generated in the PC and superimposing OSD (On Screen Display) display as necessary, the image is displayed on the display unit of the HMD.

尚、撮像機能付表示装置であるHMDは、双眼鏡のような手持ちタイプの装置でもよく、頭部装着型の装置に限定されない。   The HMD that is a display device with an imaging function may be a hand-held device such as binoculars, and is not limited to a head-mounted device.

図9は、HMDを利用した一般的なMRシステムの機能ブロック図である。この図を使用して、MRシステムの概要を説明する。   FIG. 9 is a functional block diagram of a general MR system using an HMD. The outline of the MR system will be described with reference to FIG.

HMD90は、撮像ユニット901、表示ユニット902、画像処理装置91とのI/F903から構成される。   The HMD 90 includes an I / F 903 with an imaging unit 901, a display unit 902, and an image processing apparatus 91.

撮像ユニット901は、HMD装着者の視線位置と略一致する外界の観察画像を撮像する。一般にはステレオ画像を生成するために右目用、左目用の2つの撮像素子と光学系及び後段の画像処理を行うためのDSPから構成される。ここで、DSPは、Digital Signal Processorの略称である。   The imaging unit 901 captures an external observation image that substantially matches the line-of-sight position of the HMD wearer. Generally, it is composed of two image sensors for the right eye and left eye for generating a stereo image, an optical system, and a DSP for performing image processing at the subsequent stage. Here, DSP is an abbreviation for Digital Signal Processor.

表示ユニット902は、合成画像を表示するための表示ユニットであり、こちらも右目用、左目用の2つの表示デバイスと光学系から構成される。表示デバイスは小型の液晶ディスプレイやMEMSによる網膜スキャンタイプのデバイスが使用される。ここで、MEMSは、Micro Electro Mechanical Systemsの略称である。   The display unit 902 is a display unit for displaying a composite image, and is also composed of two display devices for right eye and left eye and an optical system. As the display device, a small liquid crystal display or a retina scan type device using MEMS is used. Here, MEMS is an abbreviation for Micro Electro Mechanical Systems.

I/F903は、撮像ユニット901で取得された撮像画像を画像処理装置91に伝送し、また画像処理装置91から受信した合成画像をHMD90へ伝送するためのI/Fである。このI/F903には、リアルタイム性がありかつ大容量のデータ伝送が可能なUSBやIEEE1394のメタル線、GigabitEthernet(登録商標)等の光ファイバが使用される。   The I / F 903 is an I / F for transmitting a captured image acquired by the imaging unit 901 to the image processing apparatus 91 and transmitting a composite image received from the image processing apparatus 91 to the HMD 90. For this I / F 903, an optical fiber such as USB, IEEE 1394 metal wire, Gigabit Ethernet (registered trademark) or the like that has real-time properties and can transmit a large amount of data is used.

画像処理装置91は、HMD90とのI/F904、位置情報生成部905、CG画像描画部906、画像合成部907、OSD表示重畳部908、OSD表示データ生成部909、セレクタ910から構成される。この画像処理装置91は、一般にはPCやワークステーション等の高性能な演算処理機能やグラフィック表示機能を有する装置で実現される。   The image processing apparatus 91 includes an I / F 904 with the HMD 90, a position information generation unit 905, a CG image drawing unit 906, an image composition unit 907, an OSD display superimposition unit 908, an OSD display data generation unit 909, and a selector 910. The image processing apparatus 91 is generally realized by an apparatus having a high-performance arithmetic processing function or graphic display function such as a PC or a workstation.

I/F904は、HMD90のI/F903に対応する、画像処理装置91のI/Fであり、HMD90のI/F903と同様の仕様を有する。位置情報生成部905は、HMD90から受信した撮像画像に基づいて、HMD装着者の位置姿勢情報を生成する。位置姿勢情報の生成は、例えば、HMD90の撮像ユニット901で取得した撮像画像から算出する手法がある。その他には、周囲に設置した客観視点カメラで取得した撮像画像から算出する手法や、HMDに取り付けたジャイロセンサや加速度センサ等の各種センサ情報を用いて算出する手法もある。また、上記の各手法を組み合わせて利用することにより、より精度の高い位置姿勢情報を生成することも可能となる。   The I / F 904 is an I / F of the image processing apparatus 91 corresponding to the I / F 903 of the HMD 90, and has the same specifications as the I / F 903 of the HMD 90. The position information generation unit 905 generates position and orientation information of the HMD wearer based on the captured image received from the HMD 90. For example, the position / orientation information is generated from a captured image acquired by the imaging unit 901 of the HMD 90. In addition, there are a method of calculating from a captured image acquired by an objective viewpoint camera installed in the surroundings, and a method of calculating using various sensor information such as a gyro sensor and an acceleration sensor attached to the HMD. Further, by using a combination of the above methods, it is possible to generate more accurate position and orientation information.

CG画像描画部906は、位置情報生成部905で算出された位置姿勢情報に基づいてCGを描画する。画像合成部907は、撮像画像とCG画像を合成する。OSD表示データ生成部909は、設定情報、使用時間等の各種ステータス情報や、システム内でエラーが発生した際のエラー内容、警告等をHMD装着者に通知するためのメッセージを生成する。OSD表示重畳部908は、OSD表示データ生成部909で生成したメッセージを、OSD表示として画像合成部907で合成した合成画像に重畳する。セレクタ910は、撮像画像とCG画像を合成した合成画像、あるいはその合成画像にOSD表示を重畳した画像のいずれかを切り替えて出力する。
特開平11−88913号
The CG image drawing unit 906 draws a CG based on the position and orientation information calculated by the position information generation unit 905. The image synthesis unit 907 synthesizes the captured image and the CG image. The OSD display data generation unit 909 generates a message for notifying the HMD wearer of various status information such as setting information and usage time, error contents when an error occurs in the system, a warning, and the like. The OSD display superimposing unit 908 superimposes the message generated by the OSD display data generating unit 909 on the synthesized image synthesized by the image synthesizing unit 907 as an OSD display. The selector 910 switches and outputs either a composite image obtained by combining the captured image and the CG image, or an image obtained by superimposing the OSD display on the composite image.
JP-A-11-88913

しかしながら、このような従来のMRシステム(特許文献1等)では、画像処理装置の撮像画像の取込時にフレーム遅延が発生することで、HMD装着者に提示する観察画像に違和感を与えてしまう。また、画像取込、位置情報生成、CG画像生成、画像合成、OSD表示重畳と多くの処理を画像処理装置内で同時に実行する構成であるため、画像処理装置の処理負荷が増大する。これにより、画像処理装置内で処理遅延が発生し、HMDで撮像を行ってからHMD装着者に対して合成画像が表示されるまでの時間遅れが更に大きくなるという問題が生じている。   However, in such a conventional MR system (for example, Patent Document 1), a frame delay occurs when a captured image is captured by the image processing apparatus, which makes the observation image presented to the HMD wearer feel uncomfortable. In addition, since the image processing, position information generation, CG image generation, image synthesis, OSD display superposition, and many other processes are executed simultaneously in the image processing apparatus, the processing load on the image processing apparatus increases. As a result, a processing delay occurs in the image processing apparatus, and there is a problem that the time delay from when the image is captured by the HMD until the composite image is displayed to the HMD wearer is further increased.

また、このような構成では、画像処理装置側でOSD表示を行うため、HMD側においてエラーが発生した際には、PC側にエラー内容を通知する必要がある。加えて、HMDとPC間との通信途絶時には、OSD表示が行えなくなる。そのため、HMD側にもOSD表示機能を追加することが望ましいが、回路規模の増大を招くだけでなく、双方のOSD表示を制御することで煩雑性が増すという新たな問題も生じることになる。   In such a configuration, since the OSD display is performed on the image processing apparatus side, it is necessary to notify the PC of the error content when an error occurs on the HMD side. In addition, OSD display cannot be performed when communication between the HMD and the PC is interrupted. For this reason, it is desirable to add an OSD display function to the HMD side as well, but this not only causes an increase in circuit scale but also causes a new problem of increasing complexity by controlling both OSD displays.

本発明はかかる問題に鑑みなされたものであり、画像表示システムを構成する各装置の処理負荷を軽減し、かつシステムのトータルスループットを向上することができる画像表示システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide an image display system capable of reducing the processing load of each device constituting the image display system and improving the total throughput of the system. .

上記の目的を達成するための本発明による画像表示システムは以下の構成を備える。即ち、
撮像機能付表示装置と画像処理装置から構成される画像表示システムであって、
前記撮像機能付表示装置は、
現実空間を撮像する撮像手段と、
画像を表示する表示手段と、
前記画像処理装置と通信を行うための第1通信手段と、
前記表示手段で表示する画像に重畳するための複数種類のOSD表示画像を格納する格納手段と、
入力された制御情報に応じて、前記複数種類のOSD表示画像の中から、前記OSD表示画像を選択するOSD制御手段と、
入力された制御情報に応じて、前記撮像手段で撮像した現実空間画像と、前記第1通信手段を介して前記画像処理装置より入力した画像と、OSD制御手段で選択したOSD表示画像の内、いずれか2つを選択して合成する第1合成手段と、
設定された動作モードに応じて、前記OSD制御手段及び前記第1合成手段に対する制御情報を生成し、前記OSD制御手段及び前記第1合成手段の動作を制御する第1モード制御手段とを備え、
前記画像処理装置は、
前記撮像機能付表示装置と通信を行うための第2通信手段と、
前記現実空間画像に重畳して合成するための仮想空間画像をメモリ上に描画する画像描画手段と、
入力された制御情報に応じて、前記第2通信手段を介して前記撮像機能付表示装置から入力した前記現実空間画像と、前記画像描画手段で描画された仮想空間画像を合成する第2合成手段と、
入力された制御情報に応じて生成されたOSD表示画像を、前記撮像機能付表示装置に送信する画像に重畳する重畳手段と、
設定された動作モードに応じて、前記第2合成手段及び前記重畳手段に対する制御情報を生成し、前記第2合成手段及び前記重畳手段の動作を制御する第2モード制御手段とを備え、
前記撮像機能付表示装置と前記画像処理装置の少なくとも一方に前記動作モードを設定するためのモード入力手段と
を備える。
In order to achieve the above object, an image display system according to the present invention comprises the following arrangement. That is,
An image display system including a display device with an imaging function and an image processing device,
The display device with an imaging function is:
Imaging means for imaging a real space;
Display means for displaying an image;
First communication means for communicating with the image processing device;
Storage means for storing a plurality of types of OSD display images to be superimposed on an image displayed by the display means;
OSD control means for selecting the OSD display image from the plurality of types of OSD display images according to the input control information;
According to the input control information, the real space image captured by the imaging unit, the image input from the image processing device via the first communication unit, and the OSD display image selected by the OSD control unit, First combining means for selecting any two and combining;
According to a set operation mode, the first mode control means for generating control information for the OSD control means and the first synthesis means, and controlling the operation of the OSD control means and the first synthesis means,
The image processing apparatus includes:
Second communication means for communicating with the display device with an imaging function;
Image rendering means for rendering a virtual space image to be superimposed on the real space image on the memory;
Second combining means for combining the real space image input from the display device with an imaging function via the second communication means and the virtual space image drawn by the image drawing means in accordance with the input control information. When,
Superimposing means for superimposing an OSD display image generated in accordance with input control information on an image to be transmitted to the display device with an imaging function;
In accordance with the set operation mode, the second synthesis means and the superimposing means are generated control information, and a second mode control means for controlling the operation of the second synthesizing means and the superimposing means,
Mode input means for setting the operation mode in at least one of the display device with an imaging function and the image processing device.

また、好ましくは、前記動作モードの一つは、前記撮像機能付表示装置の前記撮像手段で撮像した現実空間画像を、前記表示手段で直接表示するモードである。   Preferably, one of the operation modes is a mode in which a real space image captured by the imaging unit of the display device with an imaging function is directly displayed on the display unit.

また、好ましくは、前記動作モードの一つは、前記撮像機能付表示装置の前記第1合成手段において、前記現実空間画像と前記仮想空間画像とを合成し、前記表示手段で表示するモードである。   Preferably, one of the operation modes is a mode in which the first space unit of the display device with an imaging function combines the real space image and the virtual space image and displays the image on the display unit. .

また、好ましくは、前記動作モードの一つは、前記画像処理装置の前記第2合成手段において、前記現実空間画像と前記仮想空間画像とを合成し、前記表示手段で表示するモードである。   Preferably, one of the operation modes is a mode in which, in the second synthesizing unit of the image processing apparatus, the real space image and the virtual space image are synthesized and displayed on the display unit.

また、好ましくは、前記動作モードの一つは、前記画像処理装置の前記重畳手段において、前記入力された制御情報に応じて生成されたOSD表示画像を前記撮像機能付表示装置に送信する画像に重畳するモードである。   Preferably, one of the operation modes is an image to be transmitted to the display device with an imaging function by the superimposing unit of the image processing device, and the OSD display image generated according to the input control information. It is a mode to superimpose.

また、好ましくは、前記動作モードの一つは、前記撮像機能付表示装置の前記第1合成手段において、OSD表示画像を重畳するモードである。   Preferably, one of the operation modes is a mode for superimposing an OSD display image in the first combining unit of the display device with an imaging function.

また、好ましくは、前記動作モードの一つは、前記画像処理装置の前記重畳手段と、前記撮像機能付表示装置の第1合成手段の両方で、OSD表示画像を重畳するモードである。   Preferably, one of the operation modes is a mode in which an OSD display image is superimposed by both the superimposing unit of the image processing apparatus and the first synthesizing unit of the display device with an imaging function.

また、好ましくは、前記画像処理装置の前記重畳手段と、前記撮像機能付表示装置の第1合成手段の両方で、OSD表示画像を重畳するモードが選択された場合、各手段で重畳するOSD表示画像が互いに重ならないように表示位置制御する制御手段を更に備える。   Preferably, when a mode for superimposing an OSD display image is selected by both the superimposing unit of the image processing apparatus and the first combining unit of the display device with an imaging function, the OSD display superimposed by each unit is selected. Control means for controlling the display position so that the images do not overlap each other is further provided.

また、好ましくは、前記画像処理装置の前記重畳手段は、前記OSD表示画像を重畳した場合、該OSD表示画像の表示位置情報を含むOSD表示情報を、前記撮像機能付表示装置の前記OSD制御手段に送信し、
前記撮像機能付表示装置の前記OSD制御手段は、前記画像処理装置から受信したOSD表示情報の中の表示位置情報に基づいて、前記撮像機能付表示装置の前記第1合成手段で合成する前記OSD表示画像の表示位置を決定する。
Preferably, when the OSD display image is superimposed, the superimposing unit of the image processing apparatus converts the OSD display information including display position information of the OSD display image into the OSD control unit of the display device with an imaging function. To
The OSD control means of the display device with an imaging function is synthesized by the first synthesis means of the display device with an imaging function based on display position information in the OSD display information received from the image processing device. The display position of the display image is determined.

また、好ましくは、前記OSD表示情報は、表示内容の優先度に関する情報、重畳した装置名に関する情報、使用しているフォントに関する情報、カラーに関する情報、またはサイズに関する情報のいずれか、またはそれらのうちの複数の情報を含み、
前記撮像機能付表示装置でOSD表示を行う際に、前記画像処理装置で行われたOSD表示方法とは異なる表示方法でOSD表示を行うように制御することで、前記画像処理装置と前記撮像機能付表示装置で同時にOSD表示を重畳した場合にも、使用者が各装置の状態を容易に認識できるようにする。
Preferably, the OSD display information is any one of information on priority of display contents, information on superimposed device names, information on fonts used, information on colors, information on sizes, or the like Including multiple information
When performing OSD display on the display device with an imaging function, the image processing device and the imaging function are controlled by performing control so that the OSD display is performed by a display method different from the OSD display method performed by the image processing device. Even when the OSD display is simultaneously superimposed on the attached display device, the user can easily recognize the state of each device.

また、好ましくは、前記モード入力手段による前記動作モードの設定時に、前記撮像機能付表示装置と前記画像処理装置でネゴシエーションを行い、それぞれの装置がOSD表示を行う表示位置を事前に決定する。   Preferably, at the time of setting the operation mode by the mode input means, the display device with an imaging function and the image processing device negotiate, and a display position at which each device performs OSD display is determined in advance.

本発明によれば、画像表示システムを構成する各装置の処理負荷を軽減し、かつシステムのトータルスループットを向上することができる画像表示システムを提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the image display system which can reduce the processing load of each apparatus which comprises an image display system, and can improve the total throughput of a system can be provided.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明は、撮像機能付表示装置であるHMD(Head Mounted Display)を用いる複合現実感提示技術に関するものである。本発明は、特に、HMDと画像処理装置が有するそれぞれの画像合成機能及びOSD表示機能の制御を行い、複数の動作モードを実行することを可能とする画像表示システムに関するものである。   The present invention relates to a mixed reality presentation technique using an HMD (Head Mounted Display) which is a display device with an imaging function. In particular, the present invention relates to an image display system that controls the respective image synthesis functions and OSD display functions of the HMD and the image processing apparatus and that can execute a plurality of operation modes.

本発明では、HMD内にOSD重畳が可能な画像合成機能を追加することで、HMD側での画像合成を可能とする。これにより、画像処理装置側での撮像画像の取込によるフレーム遅延や、画像処理装置側での処理遅延(撮像から表示までの時間遅れ)を低減するとともに、最小限度の回路規模でHMD側でのOSD表示を行うことが可能な画像表示システムを実現する。   In the present invention, the image composition on the HMD side is made possible by adding an image composition function capable of OSD superposition in the HMD. As a result, the frame delay due to the capture of the captured image on the image processing device side and the processing delay (time delay from imaging to display) on the image processing device side are reduced, and at the HMD side with a minimum circuit scale. An image display system capable of performing OSD display is realized.

(実施形態1)
図1は本発明の実施形態1の画像表示システムの構成を示す図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image display system according to the first embodiment of the present invention.

ビデオシースルー型のHMD201(撮像機能付表示装置)は、HMD装着者の観察している現実空間の画像を取得するための撮像ユニットを有する。また、HMD201は、現実空間画像に画像処理装置203で生成したCG画像(仮想空間画像)を重畳した合成画像(MR画像)、撮像した現実空間画像、画像処理装置203からの出力画像等の表示画像をHMD装着者に提供するための表示ユニットを有する。   A video see-through type HMD 201 (display device with an imaging function) has an imaging unit for acquiring an image of a real space observed by an HMD wearer. The HMD 201 displays a composite image (MR image) obtained by superimposing a CG image (virtual space image) generated by the image processing device 203 on a real space image, a captured real space image, an output image from the image processing device 203, and the like. A display unit for providing an image to the HMD wearer;

HMD201は、有線接続されたコントローラ202と通信を行う。HMD201とコントローラ202間は有線による通信に限定されない。例えば、WLAN(Wireless Local Area Network)やWPAN(Wireless Personal Area Network)のような、小規模ネットワークを構成する無線通信方式を利用してもよい。HMD201は、コントローラ202からの電源供給を受けて駆動することも、バッテリーで駆動することも可能である。   The HMD 201 communicates with the controller 202 connected by wire. The communication between the HMD 201 and the controller 202 is not limited to wired communication. For example, a wireless communication system that configures a small-scale network such as a WLAN (Wireless Local Area Network) or a WPAN (Wireless Personal Area Network) may be used. The HMD 201 can be driven by power supply from the controller 202 or can be driven by a battery.

コントローラ202と有線接続された画像処理装置203は、CG画像の描画を行う画像処理部を有する。画像処理装置203はコントローラ202を介し、HMD201と通信を行う。HMD201では、受信したCG画像とHMD201内の撮像ユニットによって撮像した現実空間画像を合成し、合成された合成画像(MR画像)を表示ユニットによりHMD装着者に表示する。   The image processing apparatus 203 connected to the controller 202 by wire has an image processing unit that draws a CG image. The image processing apparatus 203 communicates with the HMD 201 via the controller 202. In the HMD 201, the received CG image and the real space image captured by the imaging unit in the HMD 201 are combined, and the combined image (MR image) is displayed to the HMD wearer by the display unit.

図1では、画像処理装置203とコントローラ202を別々のハードウェア構成として示しているが、これに限定されない。例えば、コントローラ202の有する機能をすべて画像処理装置203内に実装して一体化することや、画像処理装置203とコントローラ202がそれぞれ有する機能を集約して、専用の画像処理装置を構成することも可能である。また、画像合成機能は、必ずしもHMD201側で有している必要はなく、画像処理装置203、またはコントローラ202側に実装する構成も可能である。   In FIG. 1, the image processing apparatus 203 and the controller 202 are shown as separate hardware configurations, but the present invention is not limited to this. For example, all the functions of the controller 202 may be mounted and integrated in the image processing apparatus 203, or the functions of the image processing apparatus 203 and the controller 202 may be integrated to form a dedicated image processing apparatus. Is possible. The image composition function does not necessarily have to be provided on the HMD 201 side, and may be configured to be installed on the image processing apparatus 203 or the controller 202 side.

尚、画像処理装置203は、汎用コンピュータに搭載される標準的な構成要素(例えば、CPU、メモリ(RAM、ROM等)、ハードディスク、外部記憶装置、ネットワークインタフェース、ディスプレイ、キーボード、マウス等)によって実現される。   The image processing apparatus 203 is realized by standard components (eg, CPU, memory (RAM, ROM, etc.), hard disk, external storage device, network interface, display, keyboard, mouse, etc.) mounted on a general-purpose computer. Is done.

以降の説明では、機能的な観点から、HMD201とコントローラ202がそれぞれ有する機能を組み合わせたものをHMDとして表記して説明する。   In the following description, from a functional viewpoint, a combination of functions of the HMD 201 and the controller 202 will be described as HMD.

次に、実施形態1の画像表示システムの機能構成について、図2を用いて説明する。   Next, the functional configuration of the image display system according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

図2は本発明の実施形態1の画像表示システムの機能構成を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the image display system according to the first embodiment of the present invention.

実施形態1の画像表示システムは、HMD10と画像処理装置11で構成される。   The image display system according to the first embodiment includes an HMD 10 and an image processing device 11.

HMD10は、撮像ユニット101、表示ユニット102、I/F103、クロマキー合成部104、OSD表示データ格納部105、モード制御部106、OSD制御部115、セレクタ116を有する。   The HMD 10 includes an imaging unit 101, a display unit 102, an I / F 103, a chroma key composition unit 104, an OSD display data storage unit 105, a mode control unit 106, an OSD control unit 115, and a selector 116.

画像処理装置11は、I/F107、位置情報生成部108、CG画像描画部109、画像合成部110、OSD表示データ生成部117、OSD表示重畳部111、セレクタ112、モード入力部113、モード制御部114を有する。   The image processing apparatus 11 includes an I / F 107, a position information generation unit 108, a CG image drawing unit 109, an image composition unit 110, an OSD display data generation unit 117, an OSD display superimposition unit 111, a selector 112, a mode input unit 113, and mode control. Part 114.

HMD10の撮像ユニット101は、HMD装着者の視点における現実空間の撮像画像を取得する。表示ユニット102は、HMD装着者に画像を表示する。I/F103(第1通信部)及び画像処理装置11のI/F107(第2通信部)は、HMD10と画像処理装置11間の通信I/Fである。   The imaging unit 101 of the HMD 10 acquires a captured image of the real space at the viewpoint of the HMD wearer. The display unit 102 displays an image to the HMD wearer. An I / F 103 (first communication unit) and an I / F 107 (second communication unit) of the image processing apparatus 11 are communication I / Fs between the HMD 10 and the image processing apparatus 11.

クロマキー合成部104(第1合成部)は、入力された2つの画像データのうち一方の画像データから特定の背景色を抽出し、背景色部分を他方の画像データに置き換えるクロマキー合成を行う。クロマキー合成部104への入力は、撮像ユニット101で取得した撮像画像、画像処理装置11から送信される合成画像またはCG画像、OSD制御部115から送信されるOSD表示画像の3つの入力がある。クロマキー合成部104では、設定されたモードに応じて、これら3つの画像の入力の内、2つの画像を選択して合成する処理を行う。   The chroma key composition unit 104 (first composition unit) extracts a specific background color from one of the two input image data, and performs chroma key composition to replace the background color part with the other image data. The input to the chroma key combining unit 104 includes three inputs: a captured image acquired by the image capturing unit 101, a composite image or CG image transmitted from the image processing apparatus 11, and an OSD display image transmitted from the OSD control unit 115. The chroma key composition unit 104 performs a process of selecting and composing two images out of these three image inputs according to the set mode.

OSD表示データ格納部105は、HMD10で行うOSD表示のための複数種類のOSD表示データを格納する。OSD制御部115は、HMD10の状態に応じて、OSD表示データ格納部105に格納されたOSD表示データの中から、HMD装着者に対して通知すべきメッセージ画像(OSD表示画像)に対応するOSD表示データを選択する。そして、OSD制御部115は、選択したOSD表示データをクロマキー合成部104に出力する制御を行う。   The OSD display data storage unit 105 stores a plurality of types of OSD display data for OSD display performed by the HMD 10. The OSD control unit 115 determines the OSD corresponding to the message image (OSD display image) to be notified to the HMD wearer from the OSD display data stored in the OSD display data storage unit 105 according to the state of the HMD 10. Select the display data. The OSD control unit 115 performs control to output the selected OSD display data to the chroma key composition unit 104.

モード制御部106(第1モード制御部)は、画像処理装置11のモード入力部113で入力された設定に応じて、HMD10の機能の制御を行う。設定の内容については後述する。セレクタ116は、設定されたモードに応じて表示ユニット102に出力する画像を選択する。   The mode control unit 106 (first mode control unit) controls the function of the HMD 10 according to the setting input by the mode input unit 113 of the image processing apparatus 11. Details of the setting will be described later. The selector 116 selects an image to be output to the display unit 102 according to the set mode.

画像処理装置11の位置情報生成部108は、HMD10の撮像ユニット101で取得された現実空間の画像データから、HMD装着者の位置及び姿勢を算出し、三次元位置姿勢情報を生成する。CG画像描画部109は、位置情報生成部108で生成された三次元位置姿勢情報に基づいて、撮像画像に合成するためのCG画像の描画をメモリ上に行う。ここで、CG画像をより概念的に言えば、現実空間画像である撮像画像上に仮想的に定義される仮想空間に、人工的に生成した画像を重畳して合成するための仮想空間画像である。   The position information generation unit 108 of the image processing apparatus 11 calculates the position and posture of the HMD wearer from the real space image data acquired by the imaging unit 101 of the HMD 10 and generates three-dimensional position and posture information. The CG image drawing unit 109 draws a CG image to be combined with the captured image on the memory based on the three-dimensional position and orientation information generated by the position information generation unit 108. Here, the CG image is more conceptually expressed as a virtual space image for superimposing and synthesizing an artificially generated image on a virtual space virtually defined on a captured image that is a real space image. is there.

画像合成部110(第2合成部)は、撮像ユニット101で取得された撮像画像とCG画像描画部109で生成されたCG画像を合成する。OSD表示データ生成部117は、OSD表示するためのOSD表示データを生成する。OSD表示重畳部111は、HMD10に送信する画像に対して、OSD表示データ生成部117で生成したOSD表示データの重畳を行う。   The image synthesis unit 110 (second synthesis unit) synthesizes the captured image acquired by the imaging unit 101 and the CG image generated by the CG image drawing unit 109. The OSD display data generation unit 117 generates OSD display data for OSD display. The OSD display superimposing unit 111 superimposes the OSD display data generated by the OSD display data generating unit 117 on the image transmitted to the HMD 10.

セレクタ112は、設定されたモードに応じて出力画像を選択し、I/F107に出力する。モード入力部113は、画像合成及びOSD機能の制御を行うモードを選択するための入力部である。モード制御部114(第2モード制御部)は、モード入力部113で入力された設定に応じて、画像処理装置11の機能の制御を行う。   The selector 112 selects an output image according to the set mode and outputs it to the I / F 107. The mode input unit 113 is an input unit for selecting a mode for performing image synthesis and OSD function control. The mode control unit 114 (second mode control unit) controls the function of the image processing apparatus 11 according to the setting input by the mode input unit 113.

実施形態1の画像表示システムは、モード入力部113で入力された設定に応じて、クロマキー合成部104、OSD表示データ格納部105、CG画像描画部109、画像合成部110、OSD表示重畳部、セレクタ112の制御を行う。そして、この制御により、以降で説明する機能を実行することが可能となる。   The image display system according to the first embodiment includes a chroma key composition unit 104, an OSD display data storage unit 105, a CG image drawing unit 109, an image composition unit 110, an OSD display superimposition unit, according to the setting input by the mode input unit 113. The selector 112 is controlled. And by this control, it becomes possible to perform the function demonstrated below.

また、実施形態1では、モード入力部113を画像処理装置11に設ける構成としているが、これに限定されない。例えば、モード入力部113をHMD10に設け、HMD10のモード制御部106、I/F103、画像処理装置11のI/F107を介して、画像処理装置11のモード制御部114に設定情報を送信することもできる。また、HMD10、または画像処理装置11に設定用I/Fを設け、外部装置から設定を行う構成も考えられる。   In the first embodiment, the mode input unit 113 is provided in the image processing apparatus 11, but the present invention is not limited to this. For example, the mode input unit 113 is provided in the HMD 10, and setting information is transmitted to the mode control unit 114 of the image processing apparatus 11 via the mode control unit 106 and I / F 103 of the HMD 10 and the I / F 107 of the image processing apparatus 11. You can also. A configuration in which the setting I / F is provided in the HMD 10 or the image processing apparatus 11 and the setting is performed from an external apparatus is also conceivable.

次に、実施形態1の画像表示システムにおける表示画像の一例について、図3を用いて説明する。   Next, an example of a display image in the image display system according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

図3は本発明の実施形態1の画像表示システムにおける表示画像の一例を説明するための図である。   FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a display image in the image display system according to the first embodiment of the present invention.

撮像画像301は、HMD装着者が観察している現実空間を、HMD201の撮像ユニット101で撮像した画像である。撮像画像301において、現実空間内に設置されたマーカ302には、予めMR空間内における絶対位置姿勢情報、あるいは任意の絶対位置姿勢に対する相対位置姿勢情報が与えられているものとする。   The captured image 301 is an image obtained by capturing the real space observed by the HMD wearer with the imaging unit 101 of the HMD 201. In the captured image 301, it is assumed that the marker 302 installed in the real space is previously given absolute position and orientation information in the MR space or relative position and orientation information with respect to an arbitrary absolute position and orientation.

画像表示システム内の位置情報生成部108では、撮像画像301中からマーカ302を検出する。次に、位置情報生成部108では、マーカ302のマーカ情報から、マーカ302の持つ位置姿勢情報を基準としたHMD10本体の相対的位置関係、及びHMD装着者がマーカ302を観察している向きに関する三次元位置姿勢情報を算出することができる。ここで、マーカ情報は、例えば、マーカ302の大きさや形状、塗りつぶしのパターン等がマーカに関する情報である。   The position information generation unit 108 in the image display system detects the marker 302 from the captured image 301. Next, the position information generation unit 108 relates to the relative positional relationship of the HMD 10 main body based on the position and orientation information of the marker 302 from the marker information of the marker 302 and the direction in which the HMD wearer is observing the marker 302. Three-dimensional position and orientation information can be calculated. Here, the marker information is information related to the marker, such as the size and shape of the marker 302, the fill pattern, and the like.

マーカは複数を同時に用いることが可能であり、複数のマーカを用いることにより、位置姿勢情報を算出可能な領域を拡大することが可能となる。また、複数のマーカを同時に用いる場合、マーカ同士の相対的な位置姿勢の関係を予め算出し、それぞれのマーカの位置姿勢情報を登録しておくことによって、より精度の高いHMDの三次元位置姿勢情報の算出が可能となる。   A plurality of markers can be used at the same time. By using a plurality of markers, it is possible to expand an area where position and orientation information can be calculated. Further, when a plurality of markers are used at the same time, the relationship between the relative positions and orientations of the markers is calculated in advance, and the position and orientation information of each marker is registered. Information can be calculated.

複数のマーカを同時に使用する場合、図3に示したような内部の塗りつぶしパターンによって方向まで識別が可能なマーカではなく、例えば、特定色を用いたカラーマーカーや、LED等の発光素子のような方向性を持たないマーカを利用することもできる。また、事前に用意されたマーカではなく、画像中のテーブルや壁、床等の輪郭線や特徴点、または、任意の色を抽出し、それらの自然特徴をマーカの代わりの指標として用いて、三次元位置姿勢情報を生成することもできる。   When using a plurality of markers at the same time, it is not a marker that can be identified up to the direction by the internal filling pattern as shown in FIG. 3, for example, a color marker using a specific color or a light emitting element such as an LED. A marker having no directionality can also be used. Also, instead of markers prepared in advance, extract contours and feature points such as tables, walls, and floors in the image, or any color, and use their natural features as indicators instead of markers, Three-dimensional position and orientation information can also be generated.

更に、同一種類のマーカを複数用いたり、数種類のマーカを同時に用いたり、マーカ情報と画像中の自然特徴の情報を組み合わせて用いたりすることによって、より高い精度で三次元位置姿勢情報を生成することもできる。また、複数のマーカや自然特徴は相対的な位置関係を把握し、システムに登録することによって、全てのマーカや特徴点が画像内に表示されていなくても、それぞれのマーカや自然特徴の位置姿勢を推定することも可能となる。   Furthermore, three-dimensional position and orientation information is generated with higher accuracy by using a plurality of the same type of markers, using several types of markers at the same time, or using a combination of marker information and natural feature information in the image. You can also. In addition, by grasping the relative positional relationship of multiple markers and natural features and registering them in the system, the position of each marker and natural feature can be obtained even if not all markers or feature points are displayed in the image. It is also possible to estimate the posture.

画像表示システムにおけるHMDの三次元位置姿勢情報の生成には、HMD10に内蔵された撮像ユニット101(主観カメラ)で撮像した画像情報を用いる方法の他に、各種センシングデバイスによるセンシング情報を用いる方法がある。センシングデバイスの例としては、磁気センサ、ジャイロセンサ、加速度センサ等のように、HMD10自身に取り付けて使用するタイプのデバイスがある。あるいは、赤外カメラ(客観カメラ)等のように、HMD10以外の周囲の環境に設置して使用するタイプのデバイスが挙げられる。   In order to generate the three-dimensional position and orientation information of the HMD in the image display system, there is a method of using sensing information from various sensing devices in addition to a method of using image information captured by the imaging unit 101 (subjective camera) built in the HMD 10. is there. As an example of the sensing device, there is a type of device that is used by being attached to the HMD 10 itself, such as a magnetic sensor, a gyro sensor, and an acceleration sensor. Or the device of the type installed and used in surrounding environments other than HMD10 like an infrared camera (objective camera) etc. is mentioned.

客観カメラを使用する場合は、HMD10本体にもマーカを取り付けて検出対象とする。これらのセンシングデバイスは一種類のみで使用することも、複数種類のデバイスを組み合わせて使用することも可能である。また、HMD10に内蔵された主観カメラで撮像した画像情報と、センシングデバイスで取得したセンシング情報を組み合わせて利用することができる。このような構成の場合、主観カメラでマーカを捉えていないときも、センシングデバイスのセンシング情報で補うことで、途切れなく三次元位置姿勢情報の生成を行うことができる。   When an objective camera is used, a marker is also attached to the HMD 10 main body as a detection target. These sensing devices can be used alone or in combination of a plurality of types. In addition, image information captured by a subjective camera built in the HMD 10 and sensing information acquired by a sensing device can be used in combination. In such a configuration, even when the marker is not captured by the subjective camera, the 3D position and orientation information can be generated without interruption by supplementing with the sensing information of the sensing device.

CG画像303は、撮像画像301あるいはセンシング情報に基づいて生成された三次元位置姿勢情報に基づいて描画されたCG画像である。CG画像303中のCGオブジェクト304は、HMD装着者の位置姿勢に応じて大きさや向き等が決定され、CG画像描画部109で描画される。CGオブジェクト304以外の部分は、背景色として定められた色で塗りつぶされている。   The CG image 303 is a CG image drawn based on the captured image 301 or 3D position and orientation information generated based on sensing information. The size, orientation, etc. of the CG object 304 in the CG image 303 are determined according to the position and orientation of the HMD wearer, and are drawn by the CG image drawing unit 109. Parts other than the CG object 304 are filled with a color determined as a background color.

合成画像305は、撮像画像301とCG画像303を合成した後の画像であり、HMD装着者はHMD10で表示された合成画像を見ることでMR空間を体験することができる。画像表示システムでは、表示画像を切り換えることが可能であり、HMD装着者は合成画像305だけでなく、撮像画像301やCG画像303をHMD10で観察することもできる。   The composite image 305 is an image after the captured image 301 and the CG image 303 are combined, and the HMD wearer can experience the MR space by viewing the composite image displayed on the HMD 10. In the image display system, the display image can be switched, and the HMD wearer can observe not only the composite image 305 but also the captured image 301 and the CG image 303 with the HMD 10.

更に、撮像画像301、CG画像303、合成画像305のそれぞれに対して、HMD装着者に通知するためのメッセージ画像をOSD表示画像として重畳し、それらの画像をHMD10で表示することも可能である。ここで、メッセージ画像とは、設定情報、使用時間等の各種ステータス情報や、画像表示システム内でエラーが発生した際のエラー内容、警告等がある。   Furthermore, it is also possible to superimpose a message image for notifying the HMD wearer as an OSD display image on each of the captured image 301, the CG image 303, and the composite image 305, and display these images on the HMD 10. . Here, the message image includes various status information such as setting information and usage time, error contents when an error occurs in the image display system, a warning, and the like.

撮像画像301、CG画像303、合成画像305のそれぞれに対して、HMD装着者に通知したいメッセージ画像をOSD表示として重畳した画像がそれぞれOSD重畳画像306、307、308となる。図3では、格納された複数のOSD表示画像(文字画像)の中から、「使」、「用」、「時」、「間」、「3」、「0」、「分」、「経」、「過」の各OSD表示画像(文字画像)を選択し、それらを組み合わせて「使用時間30分経過」と表示されるOSD表示画像を生成している。   OSD superimposed images 306, 307, and 308 are obtained by superimposing a message image to be notified to the HMD wearer as an OSD display on each of the captured image 301, the CG image 303, and the composite image 305, respectively. In FIG. 3, “usage”, “for”, “hour”, “between”, “3”, “0”, “minute”, “time” are selected from the plurality of stored OSD display images (character images). ”And“ over ”OSD display images (character images) are selected and combined to generate an OSD display image that displays“ usage time of 30 minutes ”.

次に、画像表示システムにおけるモードの一例について、図4を用いて説明する。   Next, an example of a mode in the image display system will be described with reference to FIG.

図4は本発明の実施形態1の画像表示システムのモードを示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing modes of the image display system according to the first embodiment of the present invention.

「合成」の欄は、HMD10のクロマキー合成部104、画像処理装置11の画像合成部110のどちらを用いて撮像画像とCG画像の画像合成を行うかを示す欄である。合成の欄が「ナシ」と記載されている設定は、HMD10の撮像ユニット101で撮像した画像を直接、表示ユニット102で表示する系を示している。   The “composite” column is a column indicating which of the chroma key combining unit 104 of the HMD 10 and the image combining unit 110 of the image processing apparatus 11 is used to combine the captured image and the CG image. The setting in which “None” is written in the combination column indicates a system in which an image captured by the imaging unit 101 of the HMD 10 is directly displayed on the display unit 102.

また、「OSD表示」の欄は、HMD10、画像処理装置11がそれぞれ有しているOSD表示の重畳機能を用いるか否かを示している。   The column “OSD display” indicates whether or not the OSD display superimposing function of the HMD 10 and the image processing apparatus 11 is used.

以上の合成機能の有無、及び機能を実行する装置の違いに加え、更に、それらの中でOSD表示の有無、及び機能を実行する装置の違いによって、画像表示システムのモードが分かれている。ここで、このモードとは、画像合成機能、及びOSD表示機能を制御するための画像表示システムの動作モードである。   In addition to the above-described presence / absence of the synthesis function and the difference between apparatuses that execute the function, the mode of the image display system is further divided depending on the presence / absence of OSD display and the difference between apparatuses that execute the function. Here, this mode is an operation mode of the image display system for controlling the image composition function and the OSD display function.

次に、画像表示システムの各モードで扱う画像の一例について、図5を用いて説明する。   Next, an example of an image handled in each mode of the image display system will be described with reference to FIG.

図5は本発明の実施形態1の画像表示システムの各モードで扱う画像の例を示す図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an image handled in each mode of the image display system according to the first embodiment of the present invention.

以下で、図4に示した各モードについて、図2の機能ブロック図、及び図5の画像の例を用いて動作を説明する。また、説明するモード2、6及び8の表示例は、他のモードの表示例から明らかなため、図5では省略する。   The operation of each mode shown in FIG. 4 will be described below using the functional block diagram of FIG. 2 and the example of the image of FIG. In addition, display examples of modes 2, 6, and 8 to be described are clear from display examples of other modes, and thus are omitted in FIG.

モード1、2は、HMD10の撮像ユニット101で撮像した撮像画像501に対して、画像合成を行わずに、表示ユニット102で直接表示する系を示している。   Modes 1 and 2 indicate systems in which the display unit 102 directly displays the captured image 501 captured by the imaging unit 101 of the HMD 10 without performing image synthesis.

モード1は、HMD10の撮像ユニット101で取得した撮像画像に対して、クロマキー合成部104によってOSD表示画像502の重畳を行い、OSD表示付の撮像画像503を生成し、表示ユニット102で表示する。撮像画像501に重畳するOSD表示画像502は、HMD10内のOSD表示データ格納部105に格納されているデータの中から、HMD10の状態に応じて、HMD装着者に通知すべき内容を選択して利用する。   In mode 1, the OSD display image 502 is superimposed on the captured image acquired by the imaging unit 101 of the HMD 10 by the chroma key combining unit 104 to generate a captured image 503 with OSD display and displayed on the display unit 102. The OSD display image 502 to be superimposed on the captured image 501 is selected from the data stored in the OSD display data storage unit 105 in the HMD 10 according to the state of the HMD 10 and contents to be notified to the HMD wearer. Use.

モード2(不図示)は、OSD表示画像502の重畳を行わずに、表示ユニット102で撮像画像501を直接表示する。   In mode 2 (not shown), the captured image 501 is directly displayed on the display unit 102 without superimposing the OSD display image 502.

モード3からモード6までは、HMD10の撮像ユニット101で撮像した撮像画像と、画像処理装置11のCG画像描画部109で生成したCG画像を画像処理装置11の画像合成部110で合成し、表示ユニット102で表示する系を示している。   In mode 3 to mode 6, the captured image captured by the imaging unit 101 of the HMD 10 and the CG image generated by the CG image rendering unit 109 of the image processing apparatus 11 are combined by the image combining unit 110 of the image processing apparatus 11 and displayed. A system to be displayed by the unit 102 is shown.

モード3は、画像処理装置11の画像合成部110で生成した合成画像に対して、OSD表示重畳部111でOSD表示画像を重畳する。そして、OSD表示が重畳された合成画像504に対して、更にHMD10のクロマキー合成部104によってOSD表示画像505と合成を行い、OSD表示付の合成画像506を表示ユニット102で表示する。モード3では、画像処理装置11とHMD10でそれぞれの状態に応じて、OSD表示を行うことができる。   In mode 3, the OSD display superimposing unit 111 superimposes the OSD display image on the composite image generated by the image combining unit 110 of the image processing apparatus 11. The composite image 504 on which the OSD display is superimposed is further combined with the OSD display image 505 by the chroma key combining unit 104 of the HMD 10, and the composite image 506 with OSD display is displayed on the display unit 102. In mode 3, OSD display can be performed in the image processing apparatus 11 and the HMD 10 according to the respective states.

モード4は、画像処理装置11の画像合成部110で生成した合成画像507に対して、HMD10のクロマキー合成部104によってOSD表示画像508と合成を行い、OSD表示付の合成画像509を表示ユニット102で表示する。   In mode 4, the synthesized image 507 generated by the image synthesizing unit 110 of the image processing apparatus 11 is synthesized with the OSD display image 508 by the chroma key synthesizing unit 104 of the HMD 10, and the synthesized image 509 with OSD display is displayed on the display unit 102. Is displayed.

モード5は、画像処理装置11の画像合成部110で生成した合成画像に対して、OSD表示重畳部111でOSD表示画像を重畳して合成画像510を生成する。一方、HMD10では合成やOSD表示を行わずに、OSD表示付の合成画像512(合成画像510と同じ画像)を表示ユニット102で表示する。   In mode 5, the OSD display superimposing unit 111 superimposes the OSD display image on the composite image generated by the image combining unit 110 of the image processing apparatus 11 to generate the composite image 510. On the other hand, the HMD 10 displays a composite image 512 with the OSD display (the same image as the composite image 510) on the display unit 102 without performing composition or OSD display.

モード6(不図示)は、画像処理装置11の画像合成部110で生成した合成画像507に対して、画像処理装置11及びHMD10でOSD表示を行わずに、表示ユニット102で合成画像507を直接表示する。   In mode 6 (not shown), the composite image 507 generated by the image compositing unit 110 of the image processing apparatus 11 is directly displayed on the composite image 507 on the display unit 102 without performing OSD display on the image processing apparatus 11 and the HMD 10. indicate.

モード7、8は、HMD10の撮像ユニット101で撮像した撮像画像と、画像処理装置11のCG画像描画部109で生成したCG画像をHMD10のクロマキー合成部104で合成し、表示ユニット102で表示する系を示している。   In modes 7 and 8, the captured image captured by the imaging unit 101 of the HMD 10 and the CG image generated by the CG image rendering unit 109 of the image processing apparatus 11 are combined by the chroma key combining unit 104 of the HMD 10 and displayed on the display unit 102. The system is shown.

モード7は、画像処理装置11のCG画像描画部109で生成したCG画像に対して、OSD表示重畳部111でOSD表示画像を重畳する。OSD表示が重畳されたCG画像513に対して、HMD10のクロマキー合成部104によって撮像画像514と合成を行い、OSD表示付の合成画像515を表示ユニット102で表示する。   In mode 7, the OSD display superimposing unit 111 superimposes the OSD display image on the CG image generated by the CG image drawing unit 109 of the image processing apparatus 11. The CG image 513 on which the OSD display is superimposed is combined with the captured image 514 by the chroma key combining unit 104 of the HMD 10, and the combined image 515 with OSD display is displayed on the display unit 102.

モード8(不図示)は、画像処理装置11のCG画像描画部109で生成したCG画像に対して、画像処理装置11でOSD表示を行わずに、HMD10のクロマキー合成部104によって撮像画像と合成を行い、合成画像を表示ユニット102で表示する。   In mode 8 (not shown), the CG image generated by the CG image drawing unit 109 of the image processing apparatus 11 is combined with the captured image by the chroma key combining unit 104 of the HMD 10 without performing OSD display on the image processing apparatus 11. And the composite image is displayed on the display unit 102.

次に、画像表示システムのモード設定時の処理フローについて、図6を用いて説明する。   Next, a processing flow when setting the mode of the image display system will be described with reference to FIG.

図6は本発明の実施形態1の画像表示システムのモード設定時の処理フローを説明するフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart for explaining a processing flow at the time of mode setting of the image display system according to the first embodiment of the present invention.

画像処理装置11は電源が投入されると、まず、HMD10と接続されているか否かを確認するために、接続要求をHMD10に送信する(ステップS601)。HMD10では接続要求を受信すると、画像処理装置11と接続されていることを通知するために接続完了通知を画像処理装置11に送信する(ステップS602)。   When the power is turned on, the image processing apparatus 11 first transmits a connection request to the HMD 10 in order to check whether or not it is connected to the HMD 10 (step S601). When the HMD 10 receives the connection request, the HMD 10 transmits a connection completion notification to the image processing apparatus 11 to notify that it is connected to the image processing apparatus 11 (step S602).

画像処理装置11は、HMD10からの接続完了通知を受信して、HMD10との接続を確認すると、モード入力待ち状態に移行する(ステップS603)。モード入力待ち状態の時に、モード入力部113よりモード入力が行われると(ステップS604)、モード制御部114は、モード設定情報をHMD10に送信する(ステップS605)。続いて、モード制御部106は、入力されたモードに応じた制御情報を、画像処理装置11内のCG画像描画部109、画像合成部110、OSD表示重畳部111、セレクタ112の各機能ブロックに送信する(ステップS606)。   When the image processing apparatus 11 receives the connection completion notification from the HMD 10 and confirms the connection with the HMD 10, the image processing apparatus 11 shifts to a mode input waiting state (step S603). If mode input is performed from the mode input unit 113 while waiting for mode input (step S604), the mode control unit 114 transmits mode setting information to the HMD 10 (step S605). Subsequently, the mode control unit 106 sends control information corresponding to the input mode to the functional blocks of the CG image drawing unit 109, the image synthesis unit 110, the OSD display superimposing unit 111, and the selector 112 in the image processing apparatus 11. Transmit (step S606).

制御情報に応じて、モード制御部114は、画像処理装置11内の各機能ブロックの設定を行う(ステップS607)。その後、各機能ブロックは設定完了通知をモード制御部114に送信する(ステップS608)。各機能ブロックからの設定完了通知を受信すると、モード制御部114は、HMD10からのモード設定完了通知を受信するまで、モード設定完了通知待ち状態に移行する(ステップS609)。   In accordance with the control information, the mode control unit 114 sets each functional block in the image processing apparatus 11 (step S607). Thereafter, each functional block transmits a setting completion notification to the mode control unit 114 (step S608). When receiving a setting completion notification from each functional block, the mode control unit 114 shifts to a mode setting completion notification waiting state until receiving a mode setting completion notification from the HMD 10 (step S609).

一方、HMD10はモード設定情報を画像処理装置11から受信する。これを受けて、モード制御部106は、受信したモード設定情報に応じた制御情報を、クロマキー合成部104、OSD制御部115及びセレクタ116の各機能ブロックに送信する(ステップS610)。モード制御部106は、制御情報に応じてHMD10内の各機能ブロックの設定を行う(ステップS611)。   On the other hand, the HMD 10 receives mode setting information from the image processing apparatus 11. In response to this, the mode control unit 106 transmits control information corresponding to the received mode setting information to the function blocks of the chroma key combining unit 104, the OSD control unit 115, and the selector 116 (step S610). The mode control unit 106 sets each functional block in the HMD 10 according to the control information (step S611).

その後、各機能ブロックは、設定完了通知をモード制御部106に送信する(ステップS612)。設定完了通知を受信すると、モード制御部106は、モード設定完了通知を画像処理装置11に送信する(ステップS613)。画像処理装置11は、HMD10からのモード設定完了通知を受信すると、モード設定完了通知待ち状態を抜け、モード設定を終了する(ステップS614)。   Thereafter, each functional block transmits a setting completion notification to the mode control unit 106 (step S612). When receiving the setting completion notification, the mode control unit 106 transmits a mode setting completion notification to the image processing apparatus 11 (step S613). Upon receiving the mode setting completion notification from the HMD 10, the image processing apparatus 11 exits the mode setting completion notification waiting state and ends the mode setting (step S614).

以上説明したように、実施形態1によれば、回路規模の増大を最小限に抑えつつ、HMD側で画像合成機能とOSD表示重畳機能を付加することが可能となる。また、HMD側で画像合成を行うことにより、撮像から表示までの時間遅延の少ない画像表示システムを実現することができる。   As described above, according to the first embodiment, it is possible to add an image composition function and an OSD display superimposing function on the HMD side while minimizing an increase in circuit scale. Further, by performing image composition on the HMD side, an image display system with little time delay from imaging to display can be realized.

また、クロマキー合成部を用いてHMD側でOSD表示機能を実行することにより、単純にクロマキー合成機能とOSD表示機能を別々にHMDに追加する場合に比べ、回路規模を抑え、サイズ、消費電力を抑えることができる。   In addition, by executing the OSD display function on the HMD side using the chroma key composition unit, the circuit scale can be reduced, and the size and power consumption can be reduced compared to simply adding the chroma key composition function and the OSD display function to the HMD separately. Can be suppressed.

(実施形態2)
実施形態2の画像表示システムは、実施形態1の画像表示システムと比較して、位置情報生成部をHMD側に有している点、画像処理装置のOSD表示重畳部からHMDのOSD制御部へ、画像処理装置側のOSD表示情報を送信することを特徴としている。
(Embodiment 2)
Compared with the image display system of the first embodiment, the image display system of the second embodiment has a position information generation unit on the HMD side, from the OSD display superimposing unit of the image processing apparatus to the OSD control unit of the HMD. The OSD display information on the image processing apparatus side is transmitted.

図7は本発明の実施形態2の画像表示システムの機能構成を示すブロック図である。   FIG. 7 is a block diagram showing a functional configuration of the image display system according to the second embodiment of the present invention.

実施形態2の画像表示システムは、HMD70と画像処理装置71で構成される。   The image display system according to the second embodiment includes an HMD 70 and an image processing device 71.

HMD70は、撮像ユニット701、表示ユニット702、I/F703、クロマキー合成部704、OSD表示データ格納部705、OSD制御部706、位置情報生成部707、モード制御部708、セレクタ709、位置姿勢センサ717を有する。   The HMD 70 includes an imaging unit 701, a display unit 702, an I / F 703, a chroma key composition unit 704, an OSD display data storage unit 705, an OSD control unit 706, a position information generation unit 707, a mode control unit 708, a selector 709, and a position and orientation sensor 717. Have

画像処理装置71は、I/F710、CG画像描画部711、画像合成部712、OSD表示重畳部713、セレクタ714、モード入力部715、モード制御部716、OSD表示データ生成部718、OSD制御部719を有する。   The image processing apparatus 71 includes an I / F 710, a CG image drawing unit 711, an image composition unit 712, an OSD display superimposing unit 713, a selector 714, a mode input unit 715, a mode control unit 716, an OSD display data generation unit 718, and an OSD control unit. 719.

尚、図7において、図2と同一の名称を有する機能ブロックについては、その詳細説明を省略する。そのため、以下では、実施形態2において新規に追加された機能ブロックと、その機能が異なる部分の説明を行う。   In FIG. 7, the detailed description of functional blocks having the same names as those in FIG. 2 is omitted. Therefore, hereinafter, a functional block newly added in the second embodiment and a portion where the function is different will be described.

位置姿勢センサ717は、HMD70の三次元位置姿勢情報を生成するためのセンシング情報を取得する。位置情報生成部707は、撮像ユニット701で取得した撮像画像及びセンシング情報を用いて、HMD装着者の位置及び姿勢を算出し、三次元位置姿勢情報を生成する。そして、位置情報生成部707は、その三次元位置姿勢情報を、HMD70のOSD制御部706、及び画像処理装置71のOSD制御部719とCG画像描画部711に送信する。   The position / orientation sensor 717 acquires sensing information for generating three-dimensional position / orientation information of the HMD 70. The position information generation unit 707 calculates the position and orientation of the HMD wearer using the captured image and sensing information acquired by the imaging unit 701, and generates 3D position and orientation information. Then, the position information generation unit 707 transmits the three-dimensional position and orientation information to the OSD control unit 706 of the HMD 70 and the OSD control unit 719 and the CG image drawing unit 711 of the image processing apparatus 71.

次に、HMD70のOSD制御部706は、HMD70の状態に応じて、OSD表示データ格納部705に格納された複数種類のOSD表示データの中から、HMD装着者に対して通知すべきメッセージ画像に対応するOSD表示データを選択する。次に、OSD制御部706は、画像処理装置71のOSD制御部719から送信されたOSD表示情報、位置情報生成部707で生成した三次元位置姿勢情報、CG画像描画部711から送信されたCG描画範囲情報を参照する。そして、OSD制御部706は、参照した各種情報に基づいて、選択したOSD表示データを制御して、そのOSD表示データをクロマキー合成部704に送信する。   Next, the OSD control unit 706 of the HMD 70 generates a message image to be notified to the HMD wearer from a plurality of types of OSD display data stored in the OSD display data storage unit 705 according to the state of the HMD 70. Select the corresponding OSD display data. Next, the OSD control unit 706 includes the OSD display information transmitted from the OSD control unit 719 of the image processing apparatus 71, the three-dimensional position and orientation information generated by the position information generation unit 707, and the CG transmitted from the CG image drawing unit 711. Refer to drawing range information. Then, the OSD control unit 706 controls the selected OSD display data based on the various information referred to, and transmits the OSD display data to the chroma key composition unit 704.

尚、OSD表示情報は、画像処理装置71で実行されたOSD表示の表示位置を含むOSD表示情報である。   The OSD display information is OSD display information including the display position of the OSD display executed by the image processing apparatus 71.

画像処理装置71のCG画像描画部711は、HMD70の位置情報生成部707で生成された三次元位置姿勢情報に基づいて、撮像画像に合成するためのCG画像の描画を実行する。次に、CG画像描画部711は、描画したCG画像を画像合成部712に送信し、また、CG描画範囲情報をOSD制御部719及びHMD70のOSD制御部706に送信する。   The CG image drawing unit 711 of the image processing device 71 executes drawing of a CG image to be combined with the captured image based on the three-dimensional position and orientation information generated by the position information generation unit 707 of the HMD 70. Next, the CG image drawing unit 711 transmits the drawn CG image to the image composition unit 712, and transmits the CG drawing range information to the OSD control unit 719 and the OSD control unit 706 of the HMD 70.

画像処理装置71のOSD制御部719は、位置情報生成部707で生成された三次元位置姿勢情報とCG画像描画部711からのCG描画範囲情報を参照し、OSD表示データ生成部718で生成したOSD表示データの重畳位置を制御する。OSD表示データの重畳位置は、OSD表示データとCG画像とが互い重ならない位置に表示位置制御することが望ましい。但し、フレーム毎にCG描画範囲が頻繁に変化するような場合には、OSD表示の位置がフレームごとに大きく変化することになるため、この表示位置制御方法については、この限りではない。   The OSD control unit 719 of the image processing apparatus 71 refers to the three-dimensional position and orientation information generated by the position information generation unit 707 and the CG drawing range information from the CG image drawing unit 711, and generates the OSD display data generation unit 718. Controls the overlay position of OSD display data. It is desirable to control the display position of the OSD display data so that the OSD display data and the CG image do not overlap each other. However, when the CG drawing range frequently changes from frame to frame, the OSD display position changes greatly from frame to frame, so this display position control method is not limited to this.

OSD制御部719は、表示位置制御を行った表示データをOSD表示重畳部713に、OSD表示情報をI/F710及び703を介して、HMD70のOSD制御部706にそれぞれ送信する。   The OSD control unit 719 transmits display data subjected to display position control to the OSD display superimposing unit 713 and OSD display information to the OSD control unit 706 of the HMD 70 via the I / Fs 710 and 703, respectively.

以上のシステム構成を有することにより、実施形態2の画像表示システムも実施形態1と同様に、図4で示したモードのすべての動作が可能である。   By having the above system configuration, the image display system of the second embodiment can perform all operations in the mode shown in FIG. 4 as in the first embodiment.

実施形態2の画像表示システムは、位置情報生成部707をHMD70で有しているため、例えば、モード7やモード8での動作時に、HMD70から画像処理装置71に位置情報生成に用いる撮像画像を送信する必要がない。また、モード3やモード4のようなHMD70でOSD表示を行うモードでの動作時に、画像処理装置71からHMD70へ位置姿勢情報を送信する必要がない。このように、実施形態2の画像表示システムでは、HMD70と画像処理装置71間で送受信するデータ量を削減できるという効果が生じる。   Since the image display system according to the second embodiment includes the position information generation unit 707 as the HMD 70, for example, during operation in mode 7 or mode 8, the captured image used for position information generation from the HMD 70 to the image processing apparatus 71 is acquired. There is no need to send. Further, it is not necessary to transmit the position / orientation information from the image processing apparatus 71 to the HMD 70 during the operation in the mode in which the OSD display is performed by the HMD 70 such as mode 3 or mode 4. As described above, the image display system according to the second embodiment has an effect that the amount of data transmitted and received between the HMD 70 and the image processing apparatus 71 can be reduced.

更に、HMD70と画像処理装置71間で通信が途絶した際にも、HMD70で自身の位置を把握することができるため、HMD装着者の位置に応じたOSD表示を行うことが可能である。例えば、HMD70と画像処理装置71間が有線I/Fの場合は、HMD装着者がケーブルの長さ以上に画像処理装置から離れる方向に移動しようとしていることを検出し、OSD表示でその旨を通知すること等が可能である。また、無線I/Fの場合は、無線通信範囲外に移動しようとしていることを検出し、OSD表示でその旨を通知すること等が可能である。   Furthermore, even when communication between the HMD 70 and the image processing apparatus 71 is interrupted, the HMD 70 can grasp its own position, so that it is possible to perform OSD display according to the position of the HMD wearer. For example, when the HMD 70 and the image processing apparatus 71 are wired I / F, it is detected that the HMD wearer is about to move away from the image processing apparatus beyond the length of the cable, and this is indicated on the OSD display. It is possible to notify. Further, in the case of a wireless I / F, it is possible to detect that the mobile terminal is about to move out of the wireless communication range and notify the fact by OSD display.

続いて、画像処理装置71からOSD表示情報を送信することによる効果について、以下に説明する。   Next, effects of transmitting OSD display information from the image processing apparatus 71 will be described below.

図8は本発明の実施形態2の画像表示システムにおける表示画像の一例を説明するための図である。   FIG. 8 is a diagram for explaining an example of a display image in the image display system according to the second embodiment of the present invention.

図4に示したモードの内、モード3はHMD70と画像処理装置71の両方でOSD表示を行うことができるモードである。この場合、HMD70ではHMD70の状態を、画像処理装置71では画像処理装置71の状態を監視して、必要に応じてそれぞれの装置がOSD表示を行える。そのため、エラーによってHMD70と画像処理装置71間で通信が行えなくなった場合でも、HMD70でOSD表示を行って、HMD装着者に対してエラーが発生したことを通知することが可能となる。   Of the modes shown in FIG. 4, mode 3 is a mode in which OSD display can be performed by both the HMD 70 and the image processing apparatus 71. In this case, the HMD 70 monitors the state of the HMD 70 and the image processing device 71 monitors the state of the image processing device 71, and each device can perform OSD display as necessary. Therefore, even when communication between the HMD 70 and the image processing apparatus 71 cannot be performed due to an error, it is possible to perform OSD display on the HMD 70 and notify the HMD wearer that an error has occurred.

しかしながら、画像処理装置71とHMD70が同じ1枚の画像に対してOSD表示を行った場合、画像801のようにOSD表示が重なってしまい、HMD装着者がメッセージを認識できなくなる可能性がある。   However, when the image processing apparatus 71 and the HMD 70 perform OSD display on the same image, the OSD display overlaps as in the image 801, and the HMD wearer may not be able to recognize the message.

そこで、実施形態2では、画像処理装置71内のOSD表示重畳部713でOSD表示を行った際には、表示位置情報を含むOSD表示情報をHMD70に送信する。そして、HMD70内のOSD制御部706で、その表示位置情報を参照して、表示が重ならない位置にOSD表示を行うように制御することで、この問題を解決している。   Therefore, in the second embodiment, when OSD display is performed by the OSD display superimposing unit 713 in the image processing apparatus 71, OSD display information including display position information is transmitted to the HMD 70. Then, the OSD control unit 706 in the HMD 70 refers to the display position information, and controls to perform OSD display at a position where the display does not overlap, thereby solving this problem.

その他の方法としては、起動後のモード設定時に、HMD70と画像処理装置71の両方でOSD表示を実行するモード(モード3)が設定された場合、HMD70と画像処理装置71間でネゴシエーションを行う。そして、そのネゴシエーションに基づいて、OSD表示を行う表示位置が重ならないように、それぞれが実行するOSD表示の表示位置を事前に決定する制御方法も考えられる。   As another method, when the mode (mode 3) in which OSD display is executed by both the HMD 70 and the image processing apparatus 71 is set at the time of mode setting after startup, negotiation is performed between the HMD 70 and the image processing apparatus 71. Then, based on the negotiation, a control method for determining in advance the display positions of the OSD displays to be executed can be considered so that the display positions for performing the OSD display do not overlap.

以上のような表示位置制御を行うことにより、画像802に示すように、それぞれの装置のOSD表示が重ならないように表示を行うことが可能となる。更に、OSD表示情報に表示位置情報以外の情報として、通知メッセージ(OSD表示画像)の優先度や、通知メッセージを通知した装置名、フォントのカラーやサイズ等の情報を含めることが可能である。   By performing the display position control as described above, it is possible to perform display so that the OSD display of each device does not overlap as shown in the image 802. Further, the OSD display information can include information such as the priority of the notification message (OSD display image), the name of the device that has notified the notification message, the font color, and the size as information other than the display position information.

つまり、OSD表示情報には、表示内容の優先度に関する情報、重畳した装置名に関する情報、使用しているフォントに関する情報、カラーに関する情報、またはサイズに関する情報のいずれか、またはそれらのうちの複数の情報を含んでいる。   That is, the OSD display information includes information on the priority of display contents, information on the superimposed device name, information on the font used, information on color, information on size, or a plurality of them. Contains information.

これによって、画像803、804、805のようなOSD重畳画像の表示を実現することができ、HMD装着者は各装置の状態を使用者が容易に認識することが可能となる。   As a result, it is possible to display OSD superimposed images such as images 803, 804, and 805, and the HMD wearer can easily recognize the state of each device by the user.

以上説明したように、実施形態2によれば、HMD側で画像合成機能とOSD表示重畳機能を付加することが可能となる。更に、位置情報生成部をHMD側に有することによって、一部のモードにおいてではあるが、装置間の伝送データ量を削減することができる。また、HMDと画像処理装置で同時にOSD表示を重畳するモード(モード3)において、OSD表示の重なりを防ぐことができる。それと同時に、メッセージの優先度や、どちらの装置が通知しているメッセージであるかを、HMD装着者が容易に認識できるOSD表示を実現することが可能である。   As described above, according to the second embodiment, an image composition function and an OSD display superimposing function can be added on the HMD side. Further, by having the position information generation unit on the HMD side, it is possible to reduce the amount of transmission data between apparatuses, even in some modes. Further, in the mode (mode 3) in which the OSD display is simultaneously superimposed on the HMD and the image processing apparatus, it is possible to prevent the OSD display from overlapping. At the same time, it is possible to realize an OSD display in which the HMD wearer can easily recognize the priority of the message and which device is reporting the message.

以上、実施形態例を詳述したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能である。具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。   Although the embodiment has been described in detail above, the present invention can take an embodiment as a system, apparatus, method, program, storage medium, or the like. Specifically, the present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices, or may be applied to an apparatus composed of a single device.

尚、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム(実施形態では図に示すフローチャートに対応したプログラム)を、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。   In the present invention, a software program (in the embodiment, a program corresponding to the flowchart shown in the drawing) that realizes the functions of the above-described embodiments is directly or remotely supplied to a system or apparatus. In addition, this includes a case where the system or the computer of the apparatus is also achieved by reading and executing the supplied program code.

従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。   Accordingly, since the functions of the present invention are implemented by computer, the program code installed in the computer also implements the present invention. In other words, the present invention includes a computer program itself for realizing the functional processing of the present invention.

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。   In that case, as long as it has the function of a program, it may be in the form of object code, a program executed by an interpreter, script data supplied to the OS, or the like.

プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスクがある。また、更に、記録媒体としては、光磁気ディスク、MO、CD−ROM、CD−R、CD−RW、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM、DVD(DVD−ROM,DVD−R)などがある。   Examples of the recording medium for supplying the program include a floppy (registered trademark) disk, a hard disk, and an optical disk. Further, as a recording medium, magneto-optical disk, MO, CD-ROM, CD-R, CD-RW, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, DVD (DVD-ROM, DVD-R), etc. is there.

その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続する。そして、その接続先のホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるWWWサーバも、本発明に含まれるものである。   As another program supply method, a browser on a client computer is used to connect to an Internet home page. Then, the computer program itself of the present invention or a compressed file including an automatic installation function can be downloaded from a homepage of the connection destination to a recording medium such as a hard disk. It can also be realized by dividing the program code constituting the program of the present invention into a plurality of files and downloading each file from a different homepage. That is, a WWW server that allows a plurality of users to download a program file for realizing the functional processing of the present invention on a computer is also included in the present invention.

また、本発明のプログラムを暗号化してCD−ROM等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせる。そして、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。   In addition, the program of the present invention is encrypted, stored in a storage medium such as a CD-ROM, distributed to users, and key information for decryption is downloaded from a homepage via the Internet to users who have cleared predetermined conditions. Let It is also possible to execute the encrypted program by using the key information and install the program on a computer.

また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される。また、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOSなどが、実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。   Further, the functions of the above-described embodiments are realized by the computer executing the read program. Further, based on the instructions of the program, an OS or the like running on the computer performs part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments can be realized by the processing.

更に、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。   Furthermore, the program read from the recording medium is written in a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer. Thereafter, the CPU of the function expansion board or function expansion unit performs part or all of the actual processing based on the instructions of the program, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.

本発明の実施形態1の画像表示システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image display system of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の画像表示システムの機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the image display system of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の画像表示システムにおける表示画像の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the display image in the image display system of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の画像表示システムのモードを示す図である。It is a figure which shows the mode of the image display system of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の画像表示システムの各モードで扱う画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the image handled by each mode of the image display system of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1の画像表示システムのモード設定時の処理フローを説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the processing flow at the time of the mode setting of the image display system of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態2の画像表示システムの機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the image display system of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態2の画像表示システムにおける表示画像の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the display image in the image display system of Embodiment 2 of this invention. 従来のMRシステムのシステム構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the system configuration | structure of the conventional MR system.

符号の説明Explanation of symbols

10 HMD
11 画像処理装置
101 撮像ユニット
102 表示ユニット
103 I/F(HMD)
104 クロマキー合成部
105 OSD表示データ格納部
106 モード制御部(HMD)
107 I/F(画像処理装置)
108 位置情報生成部
109 CG画像描画部
110 画像合成部
111 OSD表示重畳部
112 セレクタ(画像処理装置)
113 モード入力部
114 モード制御部(画像処理装置)
115 OSD制御部
116 セレクタ(HMD)
117 OSD表示データ生成部
10 HMD
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Image processing apparatus 101 Imaging unit 102 Display unit 103 I / F (HMD)
104 Chroma key composition unit 105 OSD display data storage unit 106 Mode control unit (HMD)
107 I / F (image processing apparatus)
108 position information generation unit 109 CG image drawing unit 110 image composition unit 111 OSD display superimposing unit 112 selector (image processing apparatus)
113 mode input unit 114 mode control unit (image processing apparatus)
115 OSD controller 116 Selector (HMD)
117 OSD display data generator

Claims (11)

撮像機能付表示装置と画像処理装置から構成される画像表示システムであって、
前記撮像機能付表示装置は、
現実空間を撮像する撮像手段と、
画像を表示する表示手段と、
前記画像処理装置と通信を行うための第1通信手段と、
前記表示手段で表示する画像に重畳するための複数種類のOSD表示画像を格納する格納手段と、
入力された制御情報に応じて、前記複数種類のOSD表示画像の中から、前記OSD表示画像を選択するOSD制御手段と、
入力された制御情報に応じて、前記撮像手段で撮像した現実空間画像と、前記第1通信手段を介して前記画像処理装置より入力した画像と、OSD制御手段で選択したOSD表示画像の内、いずれか2つを選択して合成する第1合成手段と、
設定された動作モードに応じて、前記OSD制御手段及び前記第1合成手段に対する制御情報を生成し、前記OSD制御手段及び前記第1合成手段の動作を制御する第1モード制御手段とを備え、
前記画像処理装置は、
前記撮像機能付表示装置と通信を行うための第2通信手段と、
前記現実空間画像に重畳して合成するための仮想空間画像をメモリ上に描画する画像描画手段と、
入力された制御情報に応じて、前記第2通信手段を介して前記撮像機能付表示装置から入力した前記現実空間画像と、前記画像描画手段で描画された仮想空間画像を合成する第2合成手段と、
入力された制御情報に応じて生成されたOSD表示画像を、前記撮像機能付表示装置に送信する画像に重畳する重畳手段と、
設定された動作モードに応じて、前記第2合成手段及び前記重畳手段に対する制御情報を生成し、前記第2合成手段及び前記重畳手段の動作を制御する第2モード制御手段とを備え、
前記撮像機能付表示装置と前記画像処理装置の少なくとも一方に前記動作モードを設定するためのモード入力手段と
を備えることを特徴とする画像表示システム。
An image display system including a display device with an imaging function and an image processing device,
The display device with an imaging function is:
Imaging means for imaging a real space;
Display means for displaying an image;
First communication means for communicating with the image processing device;
Storage means for storing a plurality of types of OSD display images to be superimposed on an image displayed by the display means;
OSD control means for selecting the OSD display image from the plurality of types of OSD display images according to the input control information;
According to the input control information, the real space image captured by the imaging unit, the image input from the image processing device via the first communication unit, and the OSD display image selected by the OSD control unit, First combining means for selecting any two and combining;
According to a set operation mode, the first mode control means for generating control information for the OSD control means and the first synthesis means, and controlling the operation of the OSD control means and the first synthesis means,
The image processing apparatus includes:
Second communication means for communicating with the display device with an imaging function;
Image rendering means for rendering a virtual space image to be superimposed on the real space image on the memory;
Second combining means for combining the real space image input from the display device with an imaging function via the second communication means and the virtual space image drawn by the image drawing means in accordance with the input control information. When,
Superimposing means for superimposing an OSD display image generated in accordance with input control information on an image to be transmitted to the display device with an imaging function;
In accordance with the set operation mode, the second synthesis means and the superimposing means are generated control information, and a second mode control means for controlling the operation of the second synthesizing means and the superimposing means,
An image display system comprising: mode input means for setting the operation mode in at least one of the display device with an imaging function and the image processing device.
前記動作モードの一つは、前記撮像機能付表示装置の前記撮像手段で撮像した現実空間画像を、前記表示手段で直接表示するモードである
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示システム。
The image display system according to claim 1, wherein one of the operation modes is a mode in which a real space image captured by the imaging unit of the display device with an imaging function is directly displayed by the display unit. .
前記動作モードの一つは、前記撮像機能付表示装置の前記第1合成手段において、前記現実空間画像と前記仮想空間画像とを合成し、前記表示手段で表示するモードである
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示システム。
One of the operation modes is a mode in which the real space image and the virtual space image are combined and displayed on the display unit in the first combining unit of the display device with an imaging function. The image display system according to claim 1.
前記動作モードの一つは、前記画像処理装置の前記第2合成手段において、前記現実空間画像と前記仮想空間画像とを合成し、前記表示手段で表示するモードである
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示システム。
One of the operation modes is a mode in which, in the second synthesizing unit of the image processing apparatus, the real space image and the virtual space image are synthesized and displayed on the display unit. 2. The image display system according to 1.
前記動作モードの一つは、前記画像処理装置の前記重畳手段において、前記入力された制御情報に応じて生成されたOSD表示画像を前記撮像機能付表示装置に送信する画像に重畳するモードである
ことを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれか1項に記載の画像表示システム。
One of the operation modes is a mode in which the superimposing unit of the image processing apparatus superimposes an OSD display image generated according to the input control information on an image to be transmitted to the display device with an imaging function. The image display system according to claim 2, wherein the image display system is an image display system.
前記動作モードの一つは、前記撮像機能付表示装置の前記第1合成手段において、OSD表示画像を重畳するモードである
ことを特徴とする請求項2または請求項4に記載の画像表示システム。
5. The image display system according to claim 2, wherein one of the operation modes is a mode in which an OSD display image is superimposed in the first combining unit of the display device with an imaging function.
前記動作モードの一つは、前記画像処理装置の前記重畳手段と、前記撮像機能付表示装置の第1合成手段の両方で、OSD表示画像を重畳するモードである
ことを特徴とする請求項4に記載の画像表示システム。
5. One of the operation modes is a mode in which an OSD display image is superimposed by both the superimposing unit of the image processing apparatus and the first synthesizing unit of the display device with an imaging function. The image display system described in 1.
前記画像処理装置の前記重畳手段と、前記撮像機能付表示装置の第1合成手段の両方で、OSD表示画像を重畳するモードが選択された場合、各手段で重畳するOSD表示画像が互いに重ならないように表示位置制御する制御手段を更に備える
ことを特徴とする請求項7に記載の画像表示システム。
When the mode for superimposing the OSD display image is selected by both the superimposing unit of the image processing apparatus and the first combining unit of the display device with an imaging function, the OSD display images superimposed by the respective units do not overlap each other. The image display system according to claim 7, further comprising control means for controlling the display position as described above.
前記画像処理装置の前記重畳手段は、前記OSD表示画像を重畳した場合、該OSD表示画像の表示位置情報を含むOSD表示情報を、前記撮像機能付表示装置の前記OSD制御手段に送信し、
前記撮像機能付表示装置の前記OSD制御手段は、前記画像処理装置から受信したOSD表示情報の中の表示位置情報に基づいて、前記撮像機能付表示装置の前記第1合成手段で合成する前記OSD表示画像の表示位置を決定する
ことを特徴とする請求項8に記載の画像表示システム。
When the OSD display image is superimposed, the superimposing unit of the image processing apparatus transmits OSD display information including display position information of the OSD display image to the OSD control unit of the display device with an imaging function.
The OSD control means of the display device with an imaging function is synthesized by the first synthesis means of the display device with an imaging function based on display position information in the OSD display information received from the image processing device. The image display system according to claim 8, wherein a display position of the display image is determined.
前記OSD表示情報は、表示内容の優先度に関する情報、重畳した装置名に関する情報、使用しているフォントに関する情報、カラーに関する情報、またはサイズに関する情報のいずれか、またはそれらのうちの複数の情報を含み、
前記撮像機能付表示装置でOSD表示を行う際に、前記画像処理装置で行われたOSD表示方法とは異なる表示方法でOSD表示を行うように制御することで、前記画像処理装置と前記撮像機能付表示装置で同時にOSD表示を重畳した場合にも、使用者が各装置の状態を容易に認識できるようにする
ことを特徴とする請求項9に記載の画像表示システム。
The OSD display information includes information on priority of display contents, information on superimposed device names, information on fonts used, information on colors, information on sizes, or a plurality of information among them. Including
When performing OSD display on the display device with an imaging function, the image processing device and the imaging function are controlled by performing control so that the OSD display is performed by a display method different from the OSD display method performed by the image processing device. The image display system according to claim 9, wherein the user can easily recognize the state of each device even when the OSD display is simultaneously superimposed on the attached display device.
前記モード入力手段による前記動作モードの設定時に、前記撮像機能付表示装置と前記画像処理装置でネゴシエーションを行い、それぞれの装置がOSD表示を行う表示位置を事前に決定する
ことを特徴とする請求項8に記載の画像表示システム。
The display device with an imaging function and the image processing device negotiate at the time of setting the operation mode by the mode input means, and a display position at which each device performs OSD display is determined in advance. 9. The image display system according to 8.
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