CN104079906B - 图像处理装置、投影机及图像处理方法 - Google Patents

图像处理装置、投影机及图像处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种图像处理装置、投影机及图像处理方法。本发明提高操作投射图像时的用户的便利性。图像处理装置具备：检测部，检测指示体的指示方向；和旋转部，根据检测部检测的指示方向来旋转图像。

Description

图像处理装置、投影机及图像处理方法
技术领域
本发明涉及图像处理装置、投影机及图像处理方法。
背景技术
已知有具备投射图像的投影机和在投射的图像上由用户操作的发光笔的交互系统(例如，参照专利文献1)。发光笔是从笔尖发出红外线的指示体，投影机检测来自发光笔的红外线，识别用户的操作内容。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2012-173447号公报
投影机在例如桌子等的水平投影面对投射图像进行投射时，用户有从桌子的周围的各个位置操作的情况。但是，传统的交互系统中，投影机投射的投射图像的朝向，固定在规定的朝向，因此存在由于操作位置的不同导致用户难以看到投射图像的缺点。这样，存在操作投射图像时的用户的便利性不充分的问题。
发明内容
本发明鉴于上述问题而提出，目的是提供可提高操作投射图像时的用户的便利性的图像处理装置、投影机及图像处理方法。
(1)本发明为解决上述的问题而提出，本发明的一实施方式是一种图像处理装置，其特征在于，具备：检测部，检测指示体的指示方向；旋转部，根据上述检测部检测的上述指示方向来旋转图像。
根据该构成，图像处理装置通过检测指示体的指示方向，可将图像的朝向旋转到用户易于操作的朝向，因此可以提高操作投射图像时的用户的便利性。
(2)另外，本发明的一实施方式的图像处理装置，其特征在于，还具备比例尺变更部，当上述旋转部旋转上述图像时，变更上述图像的比例尺。
根据该构成，图像处理装置在旋转图像的朝向时可变更图像的比例尺，因此，可以在图像和/或图像中的对象不产生失真的情况下旋转图像。
(3)另外，本发明的一实施方式的图像处理装置，其特征在于，还具备位置变更部，当上述旋转部旋转上述图像时，变更上述图像的位置。
根据该构成，图像处理装置在图像旋转时，可以变更投射图像的位置，因此可以在用户易于操作的位置投射图像。
(4)另外，本发明的一实施方式的图像处理装置，其特征在于，还具备位置解析部，解析上述指示体表示的位置，上述旋转部根据上述检测部检测的上述指示体的上述指示方向和上述位置解析部解析的上述指示体表示的位置，旋转上述图像的部分区域。
根据该构成，图像处理装置可以根据指示体的指示方向和指示体的位置，仅仅使图像中的部分区域例如窗口旋转。
(5)另外，本发明的一实施方式的图像处理装置，其特征在于，上述检测部根据上述指示体发出的光的强度的分布检测上述指示方向。
根据该构成，图像处理装置可以根据指示体发出的光的强度的分布来检测指示体的指示方向。
(6)另外，本发明的一实施方式的图像处理装置，其特征在于，上述检测部还具备倾斜度检测部，检测上述指示体的倾斜度；并根据上述倾斜度检测部检测的上述指示体的倾斜度，检测上述指示方向。
根据该构成，图像处理装置可以根据指示体的倾斜度来检测指示体的指示方向。
(7)另外，本发明的一实施方式的图像处理装置，其特征在于，上述旋转部通过向外部设备输出旋转上述图像的指示信号，使上述外部设备旋转该图像。
根据该构成，图像处理装置通过检测指示体的朝向，可由外部装置将输出图像的朝向旋转到用户易于操作的朝向，因此可以提高操作投射图像时的用户的便利性。
(8)另外，本发明的一实施方式是一种投影机，其特征在于，具备：输入部，接受输入图像；投射部，投射上述输入部接受的上述输入图像；检测部，检测指示体的指示方向；旋转部，根据上述检测部检测的上述指示方向来旋转上述输入图像，由上述投射部投射旋转后的输入图像。
根据该构成，投影机通过检测指示体的指示方向，可以将图像的朝向旋转到用户易于操作的朝向，因此可以提高操作投射图像时的用户的便利性。
(9)另外，本发明的一实施方式是一种图像处理方法，其特征在于，包括：检测指示体的指示方向的第1步骤；根据上述第1步骤中检测的上述指示体的上述指示方向来旋转图像的第2步骤。
根据该构成，图像处理方法通过检测指示体的指示方向，可以将图像的朝向旋转到用户易于操作的朝向，因此可以提高操作投射图像时的用户的便利性。
根据本发明，可以提高操作投射图像时的用户的便利性。
附图说明
图1是本发明的第1实施例涉及的交互系统S1的构成的一例的概略图。
图2是具备本实施例涉及的图像处理装置的投影机的构成的一例的概略方框图。
图3是说明本实施例涉及的图像处理部的检测部的指示体的朝向检测处理的一例的说明图。
图4是说明本实施例涉及的图像处理部中的旋转部及变更部的操作的一例的说明图。
图5是具备本发明的第2实施例涉及的图像处理装置的投影机的构成的一例的概略方框图。
图6是说明本实施例涉及的投影机投射的投射图像的一例的说明图。
图7是说明本实施例涉及的图像处理装置的旋转部的旋转处理的一例的说明图。
符号的说明
S1...交互系统，SC...投影面，O1...对象，1、1A...图像处理装置，2、2A...投影机，3...发光笔(指示体)，11...输入部，12...接收部，121...摄像部，13...图像处理部，131、131A...检测部，1311...倾斜度检测部，132...位置解析部，133...变换部，134、134A...旋转部，135...变更部，14...控制部，15...设备输出部，17...投射部，LP...发光点，P1、P1＇...候补光点，H1...用户，W1、W2、W3、W2＇...窗口
具体实施方式
(第1实施例)
以下，参照附图详细说明本发明的第1实施例。
图1是本发明的第1实施例涉及的交互系统S1的构成的一例概略图。
交互系统S1构成为包括具备图像处理装置1的投影机2和作为指示体的发光笔3。
投影机2在投影面SC投射图像G1。用户可以或者用发光笔3指示投射的图像G1(以下称为投射图像。)的一部分，或者在图像G1上描绘图形和/或文字等的对象O1。此时，发光笔3通过使发光笔3的前端具备的发光元件发光，使投影机2发出红外线，投影机2检测发光笔3的发光，识别发光笔3的位置。
从而，投影机2生成与发光笔3的操作相应的图像作为操作图像，将重叠了生成的操作图像的新投射图像G1投射到投影面SC。
另外，本实施例中，投影机2对投射图像G1进行投射的投影面SC例如假定为桌子等的水平面进行说明。另外，投影机2优选设置为从上方或斜上方对投影面SC投影图像。
图2是具备本实施例涉及的图像处理装置1的投影机2的构成的一例的概略方框图。
投影机2包含图像处理装置1和投射部17。图像处理装置1包含输入部11、接收部12、图像处理部13。接收部12包含摄像部121。图像处理部13包含检测部131、位置解析部132、变换部133、旋转部134、变更部135。投影机2另外还具有一般投影机的功能，但是省略了图示及说明。
输入部11从外部的设备(例如，个人电脑)接受输入图像。输入部11将接受的输入图像向图像处理部13输出。
接收部12通过摄像部121接收发光笔3发出的红外线。
摄像部121使发光笔3发出的红外线在摄像元件上成像。具体地说，摄像部121具备CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)传感器和/或CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)传感器等的摄像元件(未图示)和摄像透镜(未图示)。摄像部121在投影机2的投射透镜(未图示)的附近配置，以规定的帧速率拍摄包含投影面SC的投射图像的范围。摄像部121生成表示拍摄的图像(以下，称为拍摄图像。)的图像信息，将生成的图像信息向图像处理部13输出。另外，摄像部121摄像的光是例如940nm的波长范围的光。
图像处理部13具备CPU(Central Processing Unit:中央运算处理装置)、各种数据的暂时存储等中采用的RAM(Random Acccess Memory：随机存取存储器)及掩模ROM(ReadOnly Memory:只读存储器)和/或闪速存储器、FeRAM(Ferroelectric Randam AccessMemory:强电介质存储器)等的非易失性存储器和/或图像解析用的处理装置(都未图示)。
图像处理部13对输入图像实施后述图像处理，将表示处理后的图像(输出图像)的输出信号向投射部17输出。
检测部131根据从摄像部121输入的图像信息，检测发光笔3的朝向。具体地说，检测部131根据拍摄发光的发光笔3的拍摄图像所包含的光的强度分布，检测发光笔3的朝向。更具体地说，首先，检测部131将拍摄图像内光的强度最高的位置检测为基准光点。然后，检测部131将光的强度为比基准光点的强度低的规定强度的多个位置检测为候补光点。检测部131算出基准光点和各个候补光点之间的距离。检测部131将位于离基准光点最远距离的候补光点检测为抽出光点。检测部131将从基准光点到抽出光点的朝向检测为发光笔3的朝向(指示方向)。
这里，发光笔3从发光笔3的前端部沿着与发光笔3的轴(通过发光笔3的前端部和另一端部的轴)平行且从另一端部侧朝向前端部侧的方向发出红外线。因而，检测部131检测的发光笔3的指示方向是指将从发光笔3的另一端部朝向前端部的方向在投影面SC上投影的方向。另外，检测部131也可以根据发光笔3的朝向，检测用户通过发光笔3操作投射图像时从投射图像朝向用户的方向。
位置解析部132构成为包含图像解析用的处理装置和/或存储器等(都未图示)。位置解析部132解析从摄像部121输入的图像信息，特定发光笔3发光的位置(发光位置)。位置解析部132将表示特定的发光位置的位置信息向变换部133输出。
变换部133存储基于摄像部121拍摄的拍摄图像中的坐标和投射部17投射的投射图像中的坐标的对应关系的变换表。变换部133根据该变换表，将从位置解析部132输入的发光笔3的位置坐标变换为投射图像中的位置坐标。这里，拍摄图像中的坐标和投射图像中的坐标的对应关系由事先进行的校准取得，作为变换表存储。另外，图像处理部13对基于变换后的位置坐标的位置进行重叠规定的标记等的处理，反映到投射图像。
旋转部134根据检测部131检测的发光笔3的朝向，使输入部11接受的输入图像旋转。具体地说，使检测部131检测的发光笔3的指示方向即用户通过发光笔3操作投射图像时从用户朝向投射图像的方向与从投射图像的下方朝向上方的方向一致的方式，使输入图像旋转。这里，一致不仅包含完全一致的情况，也包含用户通过发光笔3操作投射图像时从用户朝向投射图像的方向与从投射图像的下方朝向上方的方向成为大致同样的方向的情况。
变更部135的比例尺变更单元变更旋转后的图像的比例尺和投射部17在投影面SC可对投射图像进行投射的区域(以下，称为可投射区域。)中显示旋转后的图像的位置。具体地说，变更部135的比例尺变更单元不改变旋转前的图像的纵横比和旋转后的图像的纵横比，且以在可投射区域内显示全体图像的方式变更图像的比例尺。例如，在使在可投射区域的全体显示的横长的图像旋转90度时，变更部135的比例尺变更单元以旋转后的图像的长边与旋转前的图像的短边成为相同长度的方式，使图像缩小。另外，使该图像进一步旋转90度时，变更部135的比例尺变更单元以旋转后的图像的短边与旋转前的图像的长边成为相同长度的方式，使图像扩大。
这样，使在可投射区域的全体显示的图像以90度为单位旋转时，变更部135的比例尺变更单元以旋转后的图像中的规定的一个边与旋转前的图像中的其他规定的一个边的长度相等的方式，变更比例尺。
另外，变更部135的位置变更单元在旋转后的图像比可投射区域小时，也有以旋转后的图像的中心不同于旋转前的图像的中心的方式来变更图像的位置的场合。具体地说，变更部135的位置变更单元在可投射区域内显示全体图像的范围内，沿着检测部131检测的指示方向的相反方向使图像移动。即，变更部135的位置变更单元使投射图像接近用发光笔3进行操作的用户。例如，在可投射区域的全体显示横长的图像时，用户从图像的右侧用发光笔3操作时，变更部135使图像移动，使得旋转部134左旋转90度的图像缩小的同时，旋转后的图像的下边与旋转前的图像的右边一致。
从而，图像处理装置1可以在保持纵横比的情况下使图像旋转，可以防止图像旋转导致图像的一部分缺失。另外，图像处理装置1通过在纵横比保持的情况下旋转图像，可以防止用户描绘的对象及图像失真。另外，图像处理装置1在使图像旋转时，可以在用户易于操作的位置显示图像。
投射部17具备放电灯、液晶面板、分光元件、偏光元件、投射透镜(都未图示)等，根据从图像处理部13输入的输出信号，在投影面SC投射投射图像。
图3是说明本实施例涉及的图像处理部13的检测部131的指示体(发光笔3)的朝向检测处理的一例的说明图。投影机2在投影面SC对投射图像G2进行投射。发光笔3在投射图像G2上操作。发光笔3在投射图像G2上的某位置发光时，光的强度形成图示的分布。即，随着远离光的强度最高的位置LP，光的强度逐渐变低，而在发光笔3朝向的方向上，与其他方向比，光的强度高。换言之，沿着发光笔3朝向的方向的光的强度变化比其他方向慢，越是靠发光笔3朝向的方向，光可在强度不衰减的情况下达到越远。另外，图3用等高线状表示了最大值设为255时的光的强度分布的一例。
检测部131将光的强度成为规定强度(例如，50)的多个位置(例如，位置P1，P1＇等)检测为候补光点，算出基准光点和各个候补光点之间的距离。检测部131将离基准光点最远距离的候补光点P1检测为抽出光点，将从基准光点到抽出光点的朝向检测为发光笔3的朝向(指示方向)。
这样，检测部131根据光的强度最高的光点和规定强度的光点之间的距离，检测发光笔3的朝向(指示方向)。
图4是说明本实施例涉及的图像处理部13中的旋转部134及变更部135的操作的一例的说明图。
投影机2在投影面SC投影投射图像G3。用户H1或者用发光笔3指示投射图像G3的一部分，或者在投射图像G3上描绘对象。这里，用户H1对于在可投射区域的全体显示的旋转前的投射图像G3，从右侧用发光笔3进行指示、描绘等的操作。
此时，旋转部134根据检测部131检测的发光笔3的朝向(指示方向)，使输入部11接受的输入图像旋转。具体地说，以检测部131检测的发光笔3的指示方向即用户H1通过发光笔3操作投射图像G3时从用户H1朝向投射图像G3的方向与从图像的下方朝向上方的方向一致的方式，使投射图像G3旋转。
然后，变更部135以旋转后的图像的长边与旋转前的图像的短边成为相同长度的方式使图像缩小，而且，变更部135以旋转后的图像的下边与旋转前的图像的右边一致的方式使图像移动。其结果，旋转后的投射图像G4的图像的全体可由用户H1在正确的方向进行视认，且显示在接近用户H1的位置。
这样，根据本实施例，图像处理装置1具备：检测部131，检测指示体(发光笔3)的指示方向；旋转部134，根据检测部131检测的指示体(发光笔3)的指示方向使图像旋转。从而，图像处理装置1通过检测指示体(发光笔3)的指示方向，可以使图像的朝向旋转到用户易于操作的朝向，因此，可以提高操作投射图像时的用户的便利性。
(第2实施例)
以下，参照附图详细说明本发明的第2实施例。
图5是具备本发明的第2实施例涉及的图像处理装置1A的投影机2A的构成的一例的概略方框图。
投影机2A具备图像处理装置1A、投射部17。图像处理装置1A具备输入部11、接收部12、图像处理部13、控制部14、设备输出部15。接收部12具备摄像部121。图像处理部13具备检测部131A、位置解析部132、变换部133、旋转部134A。检测部131A具备倾斜度检测部1311。投影机2A另外还具备一般投影机的功能，但是省略了图示及说明。
比较第1实施例中的投影机2的构成和本实施例中的投影机2A的构成，删除了变更部135，追加了控制部14及设备输出部15。另外，检测部131A和旋转部134A的操作不同，因此进行说明。除此以外的构成相同，因此说明省略。
控制部14具备CPU、各种数据的暂时存储等中采用的RAM及掩模ROM和/或闪速存储器、FeRAM等的非易失性存储器(都未图示)。控制部14通过使CPU按照非易失性存储器存储的控制程序而操作，控制接收部12、图像处理部13A、设备输出部15。另外，控制部14将从图像处理部13A输入的指示信号向设备输出部15输出。
设备输出部15，将从控制部14输入的指示信号向还作为输入图像的供给源的外部设备(例如，个人电脑)输出。
外部的设备(未图示)根据指示信号，向输入部11输出使向输入部11输入的图像旋转的图像信号。
检测部131A根据从摄像部121输入的图像信息，检测发光笔3的朝向。具体地说，检测部131将图像信息所包含的发光笔3发光时光的强度最高的位置检测为基准光点。
发光笔3具备检测倾斜度的传感器(例如，陀螺传感器)。发光笔3用该传感器检测发光笔3的倾斜度，将表示检测的发光笔3的倾斜度的倾斜度信息向投影机2A发送。另外，作为发光笔3发送倾斜度信息的方法，例如有将倾斜度信息通过发光图形(闪烁图形)的种类来传达的方法等。倾斜度检测部1311根据从接收部12输入的倾斜度信息，导出发光笔3的朝向(指示方向)。
旋转部134A根据检测部131A检测的基准光点的位置信息和倾斜度检测部1311检测的发光笔3的指示方向，生成使该基准光点指示的投射图像中的部分区域(窗口和/或图等)旋转的指示信号。具体地说，例如，基准光点表示投射图像中的窗口的一部分时，旋转部134A生成以发光笔3的指示方向即用户通过发光笔3操作投射图像时从用户朝向投射图像的方向和从该窗口的下方朝向上方的方向一致的方式使该窗口旋转的指示信号，将生成的指示信号向控制部14输出。
图6是本实施例涉及的投影机2投射的投射图像的一例的说明图。
图7是说明本实施例涉及的图像处理装置1A的旋转部134A的旋转处理的一例的说明图。
图6、7中的输入部11接受的输入图像G5包含多个窗口W1、W2、W3。用户H1对输入图像G5，用发光笔3指示窗口W2的一部分时，旋转部134A根据发光笔3发出的光的基准光点的位置信息和发光笔3的指示方向，将以发光笔3的指示方向即用户H1操作发光笔3时从用户朝向投射图像的方向和从窗口W2的下方向上方的方向一致的方式使窗口W2旋转的指示信号向控制部14输出。
控制部14向设备输出部15输出指示信号，设备输出部15将其向外部的设备输出后，外部的设备根据指示信号进行使窗口W2旋转的处理，将处理后的图像信号向投影机2A的输入部11输出。
从而，如图7所示，可以仅仅使发光笔3指示的窗口W2旋转。另外，旋转部134A使图像的一部分(窗口W2)旋转时的旋转中心没有特别限定，例如，如图示，也可以基准光点作为中心进行旋转。
这样，根据本实施例，图像处理装置1A具备：检测部131A，检测指示体(发光笔3)的指示方向；旋转部134A，根据检测部131A检测的指示体(发光笔3)的指示方向使图像旋转。从而，图像处理装置1A通过检测指示体(发光笔3)的指示方向，可以使图像的朝向旋转到用户易于操作的朝向，因此可以提高操作投射图像时的用户的便利性。
另外，上述各实施例中，也可以由可拍摄可见光的摄像部121拍摄指示体(发光笔3)的外观，从拍摄图像导出指示体的倾斜度。另外，也可以在发光笔3的前端部配置多个按压式的开关，根据哪个开关被按压来检测指示体的倾斜度。另外，检测部131、131A也可以在用户不再操作发光笔3而经过规定的时间时，检测发光笔3的朝向或发光笔3的倾斜度。另外，旋转部134、134A也可以将使图像旋转的角度例如确定为如90度、45度、15度等的规定的旋转角，根据发光笔3的朝向使图像旋转。
另外，第1实施例中，图像处理装置1的旋转部134使图像旋转，而也可以如第2实施例那样，采用向外部设备输出指示信号，在外部设备中使图像旋转后由输入部11接受旋转后的图像的输入的构成。另外，第2实施例中，说明了图像处理装置1A的旋转部134A通过将使图像旋转的指示信号向外部设备输出而使图像旋转，但是，也可以如第1实施例那样，由图像处理装置1A的旋转部134A使图像旋转。
另外，上述各实施例中的图像处理装置1、1A、投影机2、2A的一部分或全部也可以用计算机实现。该场合，在计算机可读取的存储媒体存储用于实现该控制功能的程序，通过将该存储媒体存储的程序读入计算机系统并执行而实现。
另外，这里所说的“计算机系统”是在图像处理装置1、1A、投影机2、2A内置的计算机系统，包含OS和/或周边设备等的硬件。另外，“计算机可读取的存储媒体”是指软盘、光磁盘、ROM、CD-ROM等的可移动媒体、在计算机系统内置的硬盘等的存储装置。而且，“计算机可读取的存储媒体”也可以包含如经由因特网等的网络和/或电话线路等的通信线路发送程序时的通信线那样可短时间、动态地保持程序的装置，以及如成为该场合的服务器和/或客户机的计算机系统内部的易失性存储器那样可在一定时间保持程序的装置。另外，上述程序可以是用于实现前述功能的一部分的程序，而且，也可以是与计算机系统已经存储的程序组合来实现前述功能。
另外，上述实施例中的图像处理装置1、1A、投影机2、2A的一部分或全部也可以用LSI(Large Scale Integration：大规模集成)等的集成电路实现。图像处理装置1、1A、投影机2、2A的各功能块可以个别地处理器化，也可以是一部分或全部集成地处理器化。另外，集成电路化的手法不限于LSI，也可以用专用电路或通用处理器实现。另外，由于半导体技术的进步而出现代替LSI的集成电路化的技术时，也可以采用基于该技术的集成电路。
以上，参照附图详细说明了本发明的一实施例，但是具体的构成不限于上述，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种各样的设计变更等。

Claims (7)

1.一种图像处理装置，其特征在于，具备：
位置解析部，确定指示体所指示的位置；
检测部，检测上述指示体的指示方向；以及
旋转部，根据上述检测部检测的上述指示方向来旋转图像，
在上述图像中包含多个区域，
上述旋转部仅旋转上述多个区域中由上述指示体指示的区域，
上述检测部基于与通过上述指示体的前端部和另一端部的轴平行地从上述指示体发出的光的强度的分布，检测上述指示方向。
2.权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，
还具备比例尺变更部，当上述旋转部旋转上述图像时，变更上述图像的比例尺。
3.权利要求1或权利要求2所述的图像处理装置，其特征在于，
还具备位置变更部，当上述旋转部旋转上述图像时，变更上述图像的位置。
4.权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，
上述检测部还具备倾斜度检测部，检测上述指示体的倾斜度；并根据上述倾斜度检测部检测的上述指示体的倾斜度，检测上述指示方向。
5.权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，
上述旋转部通过向外部设备输出旋转上述图像的指示信号，使上述外部设备旋转该图像。
6.一种投影机，其特征在于，具备：
位置解析部，确定指示体所指示的位置；
检测部，检测上述指示体的指示方向；
旋转部，根据上述检测部检测的上述指示方向来旋转图像；以及
投射部，投射由上述旋转部旋转后的图像，
在上述图像中包含多个区域，
上述旋转部仅旋转上述多个区域中由上述指示体指示的区域，
上述检测部基于与通过上述指示体的前端部和另一端部的轴平行地从上述指示体发出的光的强度的分布，检测上述指示方向。
7.一种图像处理方法，其特征在于，包括：
确定指示体所指示的位置的第1步骤；
检测上述指示体的指示方向的第2步骤；以及
根据上述第2步骤中检测的上述指示体的上述指示方向来旋转图像的第3步骤，
在上述图像中包含多个区域，
在上述第3步骤中，仅旋转上述多个区域中由上述指示体指示的区域，
在上述第2步骤中，基于与通过上述指示体的前端部和另一端部的轴平行地从上述指示体发出的光的强度的分布，检测上述指示方向。
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