JPH08237407A - 画像タイルの相対的なアラインメントを見当合わせすると共に透視歪みを修正するための方法 - Google Patents

画像タイルの相対的なアラインメントを見当合わせすると共に透視歪みを修正するための方法

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JPH08237407A
JPH08237407A JP7313930A JP31393095A JPH08237407A JP H08237407 A JPH08237407 A JP H08237407A JP 7313930 A JP7313930 A JP 7313930A JP 31393095 A JP31393095 A JP 31393095A JP H08237407 A JPH08237407 A JP H08237407A
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tiles
light
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エイ．カス トッド
Eric Saund
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シーン走査システムにおいて、画像タイルの
相対的なアラインメントを見当合わせすると共に透視歪
みを修正する。 【解決手段】 本発明のシステムはシーン画像を複数の
画像タイルにして捕捉するカメラサブシステム54と、シ
ーン画像上に見当合わせ光パターンを投影するためのプ
ロジェクタ60を含む。本発明の方法は、見当合わせ光パ
ターンをシーン画像上に投射するステップを含み、光パ
ターンの一部は複数の各画像タイルに投射され、前記光
パターンの各部分は複数の光マークを含む。該方法は更
に、各画像タイルにおいて光マーク画像を捕捉するステ
ップと、タイル同士の重なり合った領域に共通する光マ
ークに基づいて、隣接するタイルのペアの相対的アライ
ンメントを決定して透視歪みを修正するステップと、相
対的なアラインメントの情報を結合してシーン画像全体
の合成アラインメントを生成するステップを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ホワイトボード、
デスクトップ、オープンブック等のシーンや一般的なシ
ーンを電子形式で生成して画像形成するデバイスの較正
に関する。
【０００２】さらに詳細には、本発明はシーン走査シス
テムにおいて成分画像タイルを見当合わせ（位置合わ
せ）するための射影アラインメントパターンに関し、該
シーン走査システムはデジタル合成画像を提供して、ホ
ワイトボード全体の完全且つ歪みのない高分解能画像を
生成する。
【０００３】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】本発明
では表面の高分解能合成画像を生成する方法が提示さ
れ、該方法はカメラからそう遠くない表面の画像形成作
業に一般的に適用可能である。特定的なアプリケーショ
ンの例は、高分解能のデジタルデスクトップ画像形成と
高分解能のオープンブックスキャナである。別の重要な
例のアプリケーションは、ホワイトボード面の画像形成
である。以下の記述では、本発明の主要な要素がより一
般的なケースにも適用されることができるという趣旨で
ホワイトボードの高分解能画像形成アプリケーションを
詳細に説明することにより、本発明の理念を示す。
【０００４】共同で作業する状況において、表示された
情報の視認と操作を同時に行なうことをたびたび要求す
るユーザは少なくない。ホワイトボードは「壁サイズ」
の面に手書きのテキスト画像と図形画像を維持するため
に広く使用されている。ホワイトボード媒体は種々の対
話式作業を容易にする一定の特性を供与する。即ち、マ
ーキングは複数の人間によって視認されるのに十分な大
きさのものであり、マーキングは消去及び書き直しによ
って編集可能であり、表面は静止しているために、見失
ったり、しわが寄ったり、破れたり、又は風で吹き飛ば
されることがなく、表面は容易に消去され、完全に再利
用可能であり、（実質的には）磨滅しない。しかしなが
ら、ホワイトボードの使用に対する一つの問題点は、情
報が他の媒体に容易に転送されないことである。従って
現時点では、ボード上のテキスト及び図形における対話
の記録を維持し且つその記録を用紙又は他の携帯及び記
憶可能な媒体に対し迅速、簡単、且つ自動的に転写しな
がら、任意の相手との対話を保持することは不可能であ
る。
【０００５】この作業を実行するための既存の方法は手
間がかかり、時間を浪費し、且つ不便なものである。そ
の一つは、ホワイトボード上に存在するテキスト及び図
形の一部又は全部を手書きにより用紙上に転記できるに
すぎない。これは多くの時間を要し、人間が読み書きす
る際の間違いからエラーを被ることがある。あるいは、
カメラでボードを写真に撮ることもできる。これはカメ
ラを手近に置く必要があり、フィルムを現像することに
よる遅延を生じ、「インスタント」カメラを用いると費
用が高くなる可能性があり、不正確な焦点及び露出によ
って品質の低い表現になりやすい。さらにカメラは、通
常読み取り難い非常に縮小されたサイズの画像を生成す
る。
【０００６】あるいはまた、ポスターパッド等の「壁サ
イズ」の用紙によって、書かれたものについての比較的
永久性であり且つ携帯可能な記録が可能となるが、これ
らの用紙は大型且つ取り扱い難く、画像生成中は容易に
消去することができない。
【０００７】コピー−ボードデバイスはハードコピー用
紙に転記可能な書き込み面を提供するが、これらは現在
では、てこ装置を有する組み込み式ボードにとって代わ
る、見やすい携帯用のホワイトボードとして考えられ
る。
【０００８】さらに上述の解決法には、画像をホワイト
ボードから電子的に使用可能な形式に転写することを補
助するものはない。本願と共通の出願人により出願され
た特願平７−２２５０６９号（米国特許出願第０８／３
０３，９１８号）は、ホワイトボード又はブラックボー
ドを走査して画像を捕捉するシステムを開示する。この
システムは、一連の画像「タイル」又はボードの個々の
カメラショット部分を結合してボードの合成画像にする
ことにより作用する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、画像タイルを
結合して合成画像にするために情報の見当合わせ（位置
合わせ）を提供するように使用されることが可能であ
る。本発明では、ホワイトボード上にアラインメントパ
ターンが投影されて、カメラベースの走査システムによ
り表面の画像のタイルの電子的な見当合わせ及び構成が
提供され、その結果１つのシーンの高分解能電子画像が
大きな歪みもなく提供されることができる。
【００１０】本発明はさらに、かかる較正パターンがシ
ーン走査システムのユーザから独立して投影され且つ処
理されることを可能とする。本発明は赤外線光投射を使
用することができるので、見当合わせ情報はシステムの
ユーザに視認されない。
【００１１】本発明はシーン画像を走査して電子画像に
するシステムを提供する。該システムはシーン画像を複
数の画像タイルにして捕捉するカメラサブシステムを含
み、各タイルはホワイトボードの一部を捕捉する。また
本発明のシステムは、ホワイトボード上に見当合わせ光
パターンを投影するためのプロジェクタを含む。本発明
はまた、画像タイルの相対的アラインメントを見当合わ
せするための方法を含み、見当合わせ光パターンはシー
ン上で各タイルに投影される。各タイルの光パターンが
捕らえられ、隣接するタイルのペア（対）のアラインメ
ントを決定するように使用される。各タイルペアのアラ
インメントが全タイルのアラインメント情報と組み合わ
せられて、ホワイトボード画像全体の合成アラインメン
トが生成される。
【００１２】本発明の一態様は、シーン画像から独立し
て使用可能な較正マーキングをシーン上に投影し、１シ
ーンの高分解能電子画像を大きな歪みもなく構築するこ
とができることである。
【００１３】赤外線（ＩＲ）光が投射されて見当合わせ
パターンが提供される時には、ユーザは見当合わせマー
クを視認しないために混乱することがないが、システム
はタイルのオーバーラップ領域におけるマーク等の他の
入力をユーザに要求することなくその較正計算を行うた
めに、見当合わせマークは常に存在し得る。
【００１４】本発明の請求項１の態様は、シーン画像を
走査して透視歪みを修正された電子画像にするためのシ
ステムにおいて、複数の画像タイルの相対的なアライン
メントを見当合わせすると共に透視歪みを修正するため
の方法であって、該システムがシーン画像を複数の画像
タイルにして捕捉するカメラサブシステムを含み、各タ
イルがシーン画像の一部を捕捉すると共に隣接するタイ
ル同士の重なり合う領域を有し、前記方法が、見当合わ
せ光パターンをシーン画像上に投射するステップを含
み、前記光パターンの一部が複数の画像タイルの各々に
投射され、前記光パターンの各部分が複数の光マークを
含み、前記方法がさらに、各画像タイルにおいて前記複
数の光マークの画像を捕捉するステップを含み、隣接す
るタイル同士の重なり合った領域に共通する光マークに
基づいて、隣接するタイルのペアの相対的アラインメン
トを決定すると共に透視歪みを修正するステップを含
み、相対的なアラインメントの情報を結合してシーン画
像全体の合成アラインメントを生成するステップを含
む、ことを特徴とする。
【００１５】本発明の請求項２の態様は、上記請求項１
の態様において、前記光マークに基づいて、隣接するタ
イルのペアのアラインメントを決定すると共に透視歪み
を修正する前記ステップがさらに、各２つの隣接するタ
イルに対して、第１タイルと第２タイルの間の重なり合
った領域を決定するステップと、前記重なり合った領域
において、前記光パターンにおける少なくとも１つの光
マークを決定するステップと、前記第１タイルに関連す
る第２座標系内の前記光マークの位置を与えられて、第
１座標系内の前記光マークの第１の位置を見出すステッ
プと、前記第２タイルに関連する第３座標系内の前記光
マークの位置を与えられて、第１座標系内の前記光マー
クの第２の位置を見出すステップと、第１座標系内の第
１の位置及び第２の位置を用いて第１タイルと第２タイ
ルとの間の透視歪みを修正し、第１座標系内の光マーク
に対して修正されたシーン座標を生成するステップと、
前記修正されたシーン座標を格納するステップと、を含
むことを特徴とする。
【００１６】本発明の請求項３の態様は、上記請求項２
の態様において、透視歪みを修正する前記ステップがさ
らに、前記第１タイルの透視変換を計算して光マークの
第１の位置を得るステップと、前記第２タイルの透視変
換を計算して光マークの第２の位置を得るステップと、
前記光マークの第１の位置と第２の位置との差を決定す
るステップと、前記光マークの前記第１の位置と前記第
２の位置との前記差が許容可能なしきい値より小さくな
るまで、前の透視変換に基づいて透視歪みを修正し続け
るステップと、を含むことを特徴とする。
【００１７】本発明は、特願平７−２２５０６９号（米
国特許出願第０８／３０３，９１８号）の変更及び拡張
である。
【００１８】
【発明の実施の形態】本明細書中の記述は主にボード又
はホワイトボードの画像形成に関するが、本発明はより
一般的な近二次元的な面又は「シーン」の画像形成にさ
らに適用可能であることが明白である。
【００１９】図１は本発明の特徴を含むシステム５０を
示し、このシステム５０では投射される光パターンが使
用されて、複数の画像タイルを見当合わせして１シーン
の合成画像とすることを補助する。この投射される光パ
ターンは、可視又は赤外線（ＩＲ）レンジのいずれかで
よい。
【００２０】システム５０は、ホワイトボード５２の形
態の画像シーン、ビデオカメラ５４、及びコンピュータ
システム５６を含む。ホワイトボード５２はユーザから
のマーキングを受け取る。
【００２１】カメラサブシステム５４はホワイトボード
の１つの又は複数の画像を捕捉し、それ（ら）はネット
ワーク５８を介してコンピュータ５６に供給される。一
般に、ビデオカメラ等の電子カメラの分解能は、ボード
上のマーキングをはっきりと識別するのに十分なディテ
ールでホワイトボード画像全体を捕らえるには不十分で
ある。このため、「画像タイル（image tile）」と呼ば
れる、ホワイトボード上のより小さなサブ領域の数個の
ズーム・イン画像が個別に捕らえられ、次いで結合され
なければならない。カメラサブシステム５４はコンピュ
ータ制御パン／チルト（pan/tilt）ヘッド５５に取り付
けられ、画像捕捉コマンドが実行されると、プログラム
制御のもとで種々のサブ領域で順次方向付けされる。あ
るいは、カメラサブシステム５４は、固定又は回転自在
のカメラアレイを有し、これらカメラはそれぞれ異なる
サブ領域（単数又は複数）に向けられる。説明の便宜
上、カメラサブシステム５４は単にカメラ５４と称す
る。
【００２２】「生」画像タイルは概して互いに重なり合
うものであり、カメラの軸視点からはずれて見るために
透視による歪みを含み、また未制御の照明条件と反射に
よって、前景（書込みマーク）と背景（未表記のホワイ
トボード）との間のホワイトボードにわたって不均等な
明るさレベルを含む。
【００２３】システム５０は、ライン又はドットのグリ
ッド（格子）等の見当合わせパターンを、画像形成され
ている面に投影する光投射デバイス６０を含む。図２
は、ホワイトボード８０上に投射され得る一例のグリッ
ドパターン８２を示す。このシステムを使用して、ビデ
オカメラ５４は２つの連続した画像を１つのカメラポジ
ションで捕らえる。即ち面の１つの画像は投射された見
当合わせパターンにより照射され、もう１つの画像はパ
ターンで照射されない。下に存在する面のマーキングは
概念的に画像をＸＯＲ処理することにより得られる。投
影されるパターンはカメラ及び画像形成環境の特性に最
適であるように選択されることが可能である。
【００２４】特願平７−２２５０６９号（米国特許出願
第０８／３０３，９１８号）は、「ランドマーク（land
mark；境界標）」はボード上の表面マーキングであり、
それを使用して重なり合った画像タイルを見当合わせし
且つ整合させるシステムを開示するものであった。本発
明は、例えばホワイトボードのケースにおいて、画像形
成される面にアラインメントマーク即ち「ランドマー
ク」を投影することにより、アラインメントマークを自
動的に生成する手段を扱う。
【００２５】図３のフローチャートは、各タイルの位置
を見当合わせするために上述の投影パターンを使用し
て、走査画像セクションの集合に対するホワイトボード
の電子的アラインメントパターンを生成するための一般
的な方法を示している。ステップ１００では、走査画像
セクションは「タイル」として捕捉される。各タイル
は、図４で示されるようにカメラにより走査された画像
の一部である。ホワイトボード９０は一連のタイル９
２、９４等として捕捉される。これらのタイルは隣接し
たタイルとわずかに重なり合っているので、全体の画像
は「欠落した」空間をあけずに走査される。タイルが走
査される時には、各タイルの位置はパン／チルトヘッド
上でカメラの位置と方向から識別される。タイルを「生
画像」又は「カメラ画像」タイルとして説明することが
できるのは、これらタイルをデジタル画像で解釈したり
正確に位置づけるようにタイルに対し何も処理が施され
ていないからである。
【００２６】図３に戻って説明すると、ステップ１０２
ではセンタ・サラウンド（中心囲み）処理が各カメラ画
像タイル上に実行される。センタ・サラウンド処理はタ
イル間及びタイル内における明るさのばらつきを補償す
る。特願平７−２２５０６９号において実行されたよう
にホワイトボード上の書き込みマークを見出すのではな
く、このステップにおけるセンタ・サラウンド処理はホ
ワイトボード上の最も明るいマーク、即ち投射された光
パターンを分離する。センタ・サラウンド処理法を図５
に関して説明する。画像中の各ピクセルに対して、ステ
ップ１２０はｐ i,j に中心をおいた、ウィンドウ内の事
前指定サイズのピクセル強度の局所平均を計算する。ス
テップ１２２では、平均強度は各ｐi,j から減算され
る。得られたピクセルはステップ１２４において出力さ
れる。結果として出力されるピクセルは、囲み領域にお
けるピクセルの元の値と平均値との、各ピクセルごとの
差を表す。
【００２７】再び図３に戻って説明すると、ステップ１
０４では、図７に関して説明するように、重なり合った
タイルにおける対応する「ランドマーク」が見出され
る。ランドマークは投影されるパターンの部分であり、
隣接するタイルの正確に重なり合った部分を提供するよ
うに使用される。図６は、ランドマークとして使用され
得るマークの２つの例を示す。ランドマークは、開始
点、終了点、及びそれらの構成における交差点によって
規定されることができる。
【００２８】ランドマークは２つの段階において検出さ
れる。第１の段階は、画像内の各ピクセルを中心とす
る、可能性のあるランドマークの「良好度（goodnes
s）」を示す補助ランドマークの「ランドマーク品質」
画像の生成を含む。マーク１５０のような「良好な」ラ
ンドマークは二方向における正確な位置決定（localiza
tion）を提供する。マーク１６０のような第２のランド
マークは一方向のみにおける位置決定を提供し、矢印１
６５の方向における位置決定を提供するが、矢印１６３
によって指定された他の方向における位置決定の正確性
は低い。第２の段階は、ボード座標系の２つの画像タイ
ルの射影間のオーバーラップ領域内で可能な限り均一に
良好なランドマークを選択することである。ランドマー
クの射影をコントロールすることにより、検出されるラ
ンドマークの大部分が「良好」と認められることが保証
され得る。
【００２９】補助のランドマーク品質画像を得るため
に、勾配演算子がまず生画像に適用され、それによっ
て、コンピュータビジョン分野に精通した人間には周知
とされる技法を用いてその勾配のおおよその配向と大き
さが各ピクセルごとに記録される。
【００３０】局所的配向は４つのビンに量子化される。
そこで画像の各ピクセル毎に、局所ヒストグラムが形成
されて各ピクセルの局所化された近傍内で配向ビンのそ
れぞれに対して累積勾配大きさ（cumulative gradient
magnitude ）が付与される。なお、良好なランドマーク
に対しては、ヒストグラムは全ての配向ビン内に大きな
累積勾配大きさを含み、第２のランドマークは多くとも
２つのビンに大きな勾配大きさを含み、悪質又は実在し
ないランドマークはビン内に大きな累積勾配大きさを含
まないことになる。最後に、各ピクセルは以下の式によ
る局所ランドマーク品質について評価（採点）される。
【００３１】ランドマーク品質＝Ｖm Ｖp ＋Ｖm ＋Ｖp
【００３２】ここで、Ｖm は最大累積勾配大きさを備え
たヒストグラムビン内の勾配の大きさであり、Ｖp はＶ
m のビンから配向９０°を表すヒストグラムビン内の勾
配の大きさである。
【００３３】ランドマーク検出の第２の段階では、ラン
ドマーク品質画像は高品質ランドマークを表すおおよそ
均一に分散された位置を得るという目的によって走査さ
れる。ランドマーク品質画像は、「ランドマーク半径」
と称される所定サイズの正方パッチに分割される。この
ようなパッチのそれぞれにおいて、各ピクセルには以下
の式による「重み付けランドマーク品質」スコア（採
点）が与えられる。
【００３４】重み付けランドマーク品質＝ランドマーク
品質＋２ランドマーク半径−｜ｄx ｜−｜ｄy ｜
【００３５】ここで、ｄx 及びｄy はそれぞれ、水平方
向及び垂直方向における正方パッチの中心までのピクセ
ルの距離である。各パッチ内で、最大重み付けランドマ
ーク品質を備えたピクセルが見出される。このピクセル
に対応付けられるランドマーク品質が所定のしきい値よ
りも上にくると、このピクセル位置はランドマークとし
て受け取られる。
【００３６】図７は、２つの重なり合ったタイルにおけ
る対応するランドマークを見出すことについて説明され
ており、これら２つのタイルはタイル１及びタイル２と
称される。図７のステップ１３０では、タイル１の近似
透視変換を実行して、ほぼどのようにしてタイルがホワ
イトボード座標にマップするかを決定する。これは、カ
メラ較正、及びこの画像が捕捉された時のパン／チルト
ヘッドの位置に基づいて推測航法（推測位置決定法：de
ad reckoning）から得られる。該変換は、同次座標にお
ける一般的な線形変換を用いて決定することもでき、
「コンピュータビジョンにおける幾何学的不変性（Geom
etric Invariance in Computer Vision ）」（edited b
y Mundy and Zisserman, 1992 Massachusetts Insutitu
te of Technology, Appendix 23.4.5-23.4.7, pages 48
1-484 ）に記載されている通りである。ホワイトボード
座標はホワイトボードに対して事前定義される。カメラ
が較正されると、各タイル位置がホワイトボード座標に
おいて決定される。ステップ１３２では、タイル２につ
いて同様の変換が行われる。
【００３７】ステップ１３４では、ホワイトボード座標
におけるタイル１とタイル２の間のオーバーラップ領域
がカメラ位置の推測航法に基づいて見出される。タイル
１の変換画像におけるこのオーバーラップ領域に入るラ
ンドマークがステップ１３６で識別され、ステップ１３
８では、タイル２の変換画像におけるランドマークの概
略位置が検出される。
【００３８】ステップ１４０では、ランドマークの近傍
の画像パッチについて局所的相関が実行されて、タイル
１のランドマーク位置に対応するタイル２の位置が見出
される。投射は、例えば二方向における位置決定を行う
等の位置決定に対する検出可能性及び有用性を最適化す
るように選択され得る。例としては、画像タイルのサイ
ズとそれらのオーバーラップのサイズとに対して離間を
選択されたライン、ドット、十字の規則的なグリッドを
投射して、オーバーラップしたタイルの見当合わせを容
易にすることが含まれる。グリッドの離間が画像タイル
の位置の生の正確な評価の２倍より大きく選択される
と、２つのオーバーラップしたタイル同士間のオーバー
ラップ領域における対応アラインメントマークが明瞭に
見出されることができる。
【００３９】あるいはまた、一般的なグリッド構成の代
わりにタイル配置構成が使用されることが前もってわか
っている場合には、アラインメントパターンの構成は特
定のタイル配置パターンに対して調整されると共に、オ
ーバーラップしたタイルの各ペア同士間のオーバーラッ
プ領域に投影される。グリッド離間が画像タイルの位置
の生の正確な評価の２倍より大きく選択されると、２つ
のオーバーラップタイル同士間のオーバーラップ領域に
おける対応アラインメントマークが明瞭に見出されるこ
とが可能である。最も単純なケースにおけるこのパター
ンは、ｋ個のランドマーク即ちポイントを含むことがで
き、ここでｋは２つの画像同士間の変換が計算されるこ
とができるように選択される。例えば平面透視変換の場
合には、ｋ＝４個のポイント同士間の対応が、それらの
間の変換を計算するのに十分である。先に述べたよう
に、１つはアラインメントパターンを有するように、そ
してもう１つはアラインメントパターンを有さないよう
に連続的に２つの画像を捕捉して、これらの画像のポイ
ント同士の差を計算して、大きい差を有するポイントを
アラインメントパターンとして識別することにより、所
与のタイル位置に対してアラインメントマークが見出さ
れることができる。従ってパターンは１つのタイルにつ
き一度オンにされたりオフにされたりする。
【００４０】図３に再び戻って、ステップ１０６では、
図８においてより詳細に述べるように、全体的なランド
マーク不整合（不一致）関数を最適化する透視歪み修正
の問題を解決する。このステップは、画像内のタイル位
置の推測航法において生じるエラーを修正する。
【００４１】図８のステップ１７０において、ランドマ
ークは透視変換の現在の推定を用いてホワイトボード座
標に投影される。これが実行されると最初に、カメラ位
置からの推測航法データが用いられて現在の推定が行わ
れる。ステップ１７２では、重なり合うタイルからのラ
ンドマークペアの位置が比較され、ステップ１７４で
は、ランドマークペア同士の中間に中間目標位置が選択
される。これらのステップは図９と図１０に示されてい
る。図９において、第１のタイル１９０はそのオーバー
ラップ領域で識別されるランドマーク１９２を有する。
第２のタイル１９４では、対応するランドマーク１９６
が検出される。図１０に示すように、ランドマーク１９
２と１９６はホワイトボード座標へのそれらの射影にお
いてわずかにずれている。両タイルの画像はさらに変換
されて、ランドマーク位置をこの目標位置とさらに密接
に相関付ける。
【００４２】ステップ１７６は、最小自乗目的測定を用
いて新しい透視変換を計算し、カメラ座標におけるラン
ドマークをホワイトボード座標における新しい目標位置
に最適に射影する。この変換は、前述したＭｕｎｄｙ及
びＺｉｓｓｅｒｍａｎにおいて述べられたように、同次
座標内の一般的線形変換を用いて決定することもでき
る。以下に示す公式において、Ｘ、Ｙ、Ｚはホワイトボ
ード座標内のランドマークの目標座標であり、重なり合
ったタイルからのランドマークを比較することによって
見つけられる。ｘ、ｙ、ｚはカメラ座標である。
【００４３】
【数１】
【００４４】画像座標ｕとｖは以下の式によって得られ
る。 ｕ＝ｘ／ｚ及びｖ＝ｙ／ｚ
【００４５】ここでｔ33＝１である。
【００４６】変換パラメータｔを求めるために、線形方
程式の過剰制約付きシステムが構築される。
【００４７】
【数２】
【００４８】上記マトリックスの対の行はそれぞれｉ番
目のランドマークをカバーする。変換パラメータの解は
特異値分解を使用して求められる。
【００４９】図８に戻って、ステップ１７８では、現在
自乗エラーと最終反復からの自乗エラーとの差として判
断されるランドマーク射影の新しい累積エラーが、予め
決定されたしきい値内に入ることが検査される。
【００５０】最後に図３に戻って、ステップ１０８はス
テップ１０６において決定された透視変換を用いてすべ
てのタイルに関して透視修正を実行する。画像タイルに
修正を行い、ホワイトボード座標に変換タイルを位置づ
けると、ホワイトボード上に画像の電子的表現が形成さ
れるようにホワイトボードが処理されることができる。
修正された各タイルが結合されてタイルの電子的見当合
わせパターンが提供されると、特願平７−２２５０６９
号で述べられたような走査システムによりさらなる処理
のために画像タイルが正確に結合されることができる。
【００５１】投射されるアラインメントパターンのソー
スは、スライド上の画像により投射パターンが与えられ
る従来のスライドプロジェクタと同程度に単純であるこ
とが可能である。この光源は正可視光であるか、又は赤
外線レンジ内の光であることができる。光ビームスプリ
ッターを用いてグリッドにスプリットされるローパワー
レーザがＩＲ又は可視光のポイントを供与することがで
き、あるいはまたレーザ光パターンは、単一若しくは複
数レーザビームが２Ｄパターンで迅速に走査されるレー
ザプリンタの場合のように光学系及び電子系を介して動
力的に生成されることができる。
【００５２】画像面に平行でない方向における表面スロ
ープによるアラインメントパターンの歪みを最小化する
ために、アラインメントパターンプロジェクタの光学軸
はカメラの光学軸にできる限り密接していなければなら
ない。例えば図１１は、画像形成される面２２８を有す
るシステム２２０を示す。プロジェクタ２２２とカメラ
２２４は、ハーフシルバーミラー２２６を用いて同一の
光学軸及び光学的中心を共有することができる。
【００５３】ここで述べたこの技術は、ホワイトボード
上のマークが見当合わせを効果的に提供するのに適切で
ない状況や、マークが非常に希薄であったり濃すぎた
り、読み取るのに不明瞭であったり読取りが困難であっ
たりする状況においても有用である。人間であるユーザ
を混乱させずにシステムの視認する人為マークを投射す
ることにより、システムは画像タイルを互いにより容易
にマッチングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特徴を含むシステムを示す。
【図２】ホワイトボード上に投射され得る一例のグリッ
ドパターンを示す。
【図３】１セットの走査画像セクションからホワイトボ
ードの電子的アラインメントを生成するための一般的な
方法を示すフローチャートである。
【図４】ホワイトボードの複数のセクションから走査さ
れた画像タイルを示す。
【図５】センタ・サラウンド処理を示すフローチャート
である。
【図６】ランドマークとして使用され得るマークの２つ
の例を示す。
【図７】重なり合ったタイルにおいて対応するランドマ
ークを見出すことを示すフローチャートである。
【図８】全体的なランドマーク不整合（不一致）関数を
最適化する透視歪み修正を解決することを述べるフロー
チャートである。
【図９】２つの隣接するタイルにおいてオフセットした
ランドマークを示す。
【図１０】オフセットしたランドマークとその中間の中
間点を示す。
【図１１】アラインメントパターンの歪みを最小化する
手段を含むシステムを示す。
【符号の説明】
５２ ホワイトボード ５４ ビデオカメラ ５５ コンピュータ制御パン／チルト ５６ コンピュータシステム ６０ 光投射デバイス ９２、９４、９６ タイル
フロントページの続き (72)発明者 エリック サウンド アメリカ合衆国 94070 カリフォルニア 州 サン カルロス クリフトン アヴェ ニュー 469

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シーン画像を走査して透視歪みを修正さ
    れた電子画像にするためのシステムにおいて、複数の画
    像タイルの相対的なアラインメントを見当合わせすると
    共に透視歪みを修正するための方法であって、該システ
    ムがシーン画像を複数の画像タイルにして捕捉するカメ
    ラサブシステムを含み、各タイルがシーン画像の一部を
    捕捉すると共に隣接するタイル同士の重なり合う領域を
    有し、前記方法が、 見当合わせ光パターンをシーン画像上に投射するステッ
    プを含み、前記光パターンの一部が複数の画像タイルの
    各々に投射され、前記光パターンの各部分が複数の光マ
    ークを含み、 各画像タイルにおいて前記複数の光マークの画像を捕捉
    するステップを含み、 隣接するタイル同士の重なり合った領域に共通する光マ
    ークに基づいて、隣接するタイルのペアの相対的アライ
    ンメントを決定すると共に透視歪みを修正するステップ
    を含み、 相対的なアラインメントの情報を結合してシーン画像全
    体の合成アラインメントを生成するステップを含む、こ
    とを特徴とする画像タイルの相対的なアラインメントを
    見当合わせすると共に透視歪みを修正するための方法。
  2. 【請求項２】 前記光マークに基づいて、隣接するタイ
    ルのペアのアラインメントを決定すると共に透視歪みを
    修正する前記ステップがさらに、 各２つの隣接するタイルに対して、第１タイルと第２タ
    イルの間の重なり合った領域を決定するステップと、 前記重なり合った領域において、前記光パターンにおけ
    る少なくとも１つの光マークを決定するステップと、 前記第１タイルに関連する第２座標系内の前記光マーク
    の位置を与えられて、第１座標系内の前記光マークの第
    １の位置を見出すステップと、 前記第２タイルに関連する第３座標系内の前記光マーク
    の位置を与えられて、第１座標系内の前記光マークの第
    ２の位置を見出すステップと、 第１座標系内の第１の位置及び第２の位置を用いて第１
    タイルと第２タイルとの間の透視歪みを修正し、第１座
    標系内の光マークに対して修正されたシーン座標を生成
    するステップと、 前記修正されたシーン座標を格納するステップと、を含
    むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 透視歪みを修正する前記ステップがさら
    に、 前記第１タイルの透視変換を計算して光マークの第１の
    位置を得るステップと、 前記第２タイルの透視変換を計算して光マークの第２の
    位置を得るステップと、 前記光マークの第１の位置と第２の位置との差を決定す
    るステップと、 前記光マークの前記第１の位置と前記第２の位置との前
    記差が許容可能なしきい値より小さくなるまで、前の透
    視変換に基づいて透視歪みを修正し続けるステップと、
    を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
JP7313930A 1994-12-09 1995-12-01 画像タイルの相対的なアラインメントを見当合わせすると共に透視歪みを修正するための方法 Pending JPH08237407A (ja)

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