JP2005092363A - Image generation device and image generation program - Google Patents

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Takashi Fukaya
崇史 深谷
Takao Tsuda
貴生 津田
Yuiko Yamauchi
結子 山内
Hideki Mitsumine
秀樹 三ツ峰
Masaki Hayashi
林  正樹
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Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image generation device that always generates an undistorted image when a viewer watches the image displayed on the display screen of a television set or the like. <P>SOLUTION: The image generation device 1 is provided with; a viewer position detection means 11 which detects the position of the viewer; a virtual space setting means 12 which sets the viewer's position and the screen area of the display screen, as a virtual viewer's position and a virtual screen area, on a virtual space; a virtual plane setting means 13 which makes the virtual viewer's position a virtual viewpoint, makes an area surrounded by the intersection points of straight lines, which go through the virtual viewpoint and the apexes of the virtual screen area, and virtual plane as a conversion virtual screen area, and sets on the virtual plane a rectangular area including the conversion virtual screen area as a generation image area; an image synthesizing means 15 which synthesizes a displaying image on the conversion virtual screen area; and an image conversion means 16 which converts an image in the conversion virtual screen area in association with the generation image area. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、表示画面に表示する画像を生成するための技術に関し、特に、表示画面に対する鑑賞者の位置に応じて、表示画面に表示する画像を生成する画像生成装置および画像生成プログラムに関する。   The present invention relates to a technique for generating an image to be displayed on a display screen, and more particularly to an image generation apparatus and an image generation program for generating an image to be displayed on a display screen according to the position of a viewer with respect to the display screen.

従来、テレビ受像機やコンピュータディスプレイ等の表示画面に表示する映像は、鑑賞者が画面と正対して見ることを前提として表示されている。そのため、鑑賞者が表示画面に対して正対していないときには、この鑑賞者から見ると表示画面上の映像は歪んで見える。   Conventionally, video displayed on a display screen such as a television receiver or a computer display is displayed on the premise that the viewer sees the screen facing the screen. Therefore, when the viewer is not facing the display screen, the video on the display screen appears distorted when viewed from the viewer.

また、プロジェクタ等の映像投射装置から、スクリーンに対してあおり投射のような正対しない位置からの投射を行った際に、投射された画像に台形歪みが生じることがある。そのため、投射する際にスクリーン上で歪みが生じない画像となるように、投射位置や投射面の位置に応じて投射する映像に、この台形歪みを打ち消すような歪みを加えることで、投射した映像に歪みを生じさせずに表示する機能が備わっている映像投射装置が開示されている(特許文献1参照)。   Further, when a projection from a position that does not face the screen, such as tilt projection, is performed from a video projection device such as a projector, trapezoidal distortion may occur in the projected image. Therefore, the projected image is obtained by adding distortion that cancels this trapezoidal distortion to the image projected according to the projection position and the position of the projection surface so that the image does not generate distortion on the screen when projecting. A video projection apparatus having a function of displaying without causing distortion is disclosed (see Patent Document 1).

さらに、スクリーンに対する鑑賞者の位置に応じて、投射する映像をリアルタイムで更新し、常に鑑賞者の位置から見えるべき映像を投射するバーチャルリアリティシステムが提案されている(非特許文献1参照)。このシステムは、六方をスクリーンで囲まれた部屋に、天井からケーブルでつながった立体めがねをした鑑賞者が入り、この鑑賞者の位置を検出して、その視点、視線から見えるべき3次元構造の映像をスクリーンに投射するものである。
特開2003−78842号公報(段落0009〜0030、図3等) 井門 俊治、“CAVE研究会報告”、[online]、埼玉工業大学情報工学科、[平成15年7月18日検索]、インターネット<URL:http://www.viz-journal.kgt.co.jp/topics/cave.html>
Furthermore, a virtual reality system has been proposed in which an image to be projected is updated in real time according to the position of the viewer with respect to the screen, and an image that should always be seen from the position of the viewer is projected (see Non-Patent Document 1). This system has a three-dimensional structure that should be visible from the viewpoint and line of sight by detecting the viewer's position by the viewer wearing stereoscopic glasses connected by cables from the ceiling into a room surrounded by a screen on all sides. The image is projected onto the screen.
JP 2003-78842 A (paragraphs 0009 to 0030, FIG. 3, etc.) Shunji Imon, “CAVE Study Group Report”, [online], Department of Information Engineering, Saitama Institute of Technology, [July 18, 2003 search], Internet <URL: http://www.viz-journal.kgt.co.jp /topics/cave.html>

しかしながら、通常のテレビ受像機やコンピュータディスプレイ等の表示画面に表示する映像や、特許文献1の映像投射装置は、鑑賞者が表示された映像を正対する位置から見ることを前提としたもので、鑑賞者が映像を斜めの方向から見る場合には、鑑賞者は歪んだ映像を見なければならない。そのため、その映像の内容を鑑賞者が認識しにくい、あるいは、正しく認識できないなどの問題が生じる。   However, the video displayed on the display screen of a normal television receiver, computer display, etc., and the video projection device of Patent Document 1 are based on the premise that the viewer sees the video displayed from the front, If the viewer views the video from an oblique direction, the viewer must see a distorted video. For this reason, there arises a problem that it is difficult for the viewer to recognize the content of the video, or it cannot be correctly recognized.

また、非特許文献1のシステムでは、立体映像を鑑賞者の視点に合わせて複数のスクリーンに投射するものであるが、このシステムを実現するにはシステム専用の大掛かりな設備が必要となる。また、投射する画像を生成するためには、画像にして投射する被写体の3次元の情報が必要となり、それに基づいて各スクリーンの画像を生成するため、一般に放送されている映像やリアルタイムで撮像された映像等をこのシステムで鑑賞することはできないという問題がある。   Further, in the system of Non-Patent Document 1, a stereoscopic video is projected onto a plurality of screens in accordance with the viewer's viewpoint. To realize this system, large-scale equipment dedicated to the system is required. In addition, in order to generate an image to be projected, three-dimensional information of a subject to be projected as an image is required, and an image of each screen is generated based on the information. There is a problem that it is not possible to view the video and the like with this system.

本発明は、前記従来技術の課題を解決するために成されたもので、テレビ受像機やコンピュータディスプレイ等の一般的な表示装置を用い、表示画面に表示する際に鑑賞者の位置から見て常に歪みのない画像を、放送波やネットワークを介して配信される映像等の既存の映像や、リアルタイムで撮像された映像等から生成することのできる画像生成装置および画像生成プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and is viewed from the viewer's position when displaying on a display screen using a general display device such as a television receiver or a computer display. To provide an image generation apparatus and an image generation program that can always generate an image without distortion from an existing image such as an image distributed via a broadcast wave or a network, an image captured in real time, or the like. Objective.

前記課題を解決するため、請求項1に記載の画像生成装置は、表示画像を表示画面に表示する際に、鑑賞者が前記表示画面に対して正対位置からずれた位置で前記表示画像を見たときに発生する、前記表示画像の歪みを除去するために前記表示画面に逆歪みを付加した逆歪み付加画像を生成する画像生成装置であって、鑑賞者位置検出手段と、仮想空間設定手段と、仮想平面設定手段と、画像合成手段と、画像変換手段とを備える構成とした。   In order to solve the above problem, the image generating apparatus according to claim 1, when displaying the display image on the display screen, the viewer displays the display image at a position deviated from the directly-facing position with respect to the display screen. An image generation device that generates a reverse distortion-added image in which reverse distortion is added to the display screen in order to remove distortion of the display image that occurs when viewed, the viewer position detecting means, and a virtual space setting Means, virtual plane setting means, image composition means, and image conversion means.

かかる構成によれば、画像生成装置は、鑑賞者位置検出手段によって、鑑賞者の位置を検出し、仮想空間設定手段によって、鑑賞者位置検出手段で検出された鑑賞者の位置および表示画面の画面領域を、仮想空間上において、仮想鑑賞者位置および仮想画面領域として設定する。そして、仮想平面設定手段によって、仮想空間設定手段で設定された仮想鑑賞者位置を仮想視点とし、この仮想視点から前記仮想画面領域の中心を通る半直線を法線とする仮想平面を設定する。さらに、仮想視点と仮想画面領域の各頂点とを通る直線とこの仮想平面との交点によって囲まれる領域を、仮想平面上に変換仮想画面領域として設定し、また、この変換仮想画面領域を含み、仮想画面領域の縦横比を持つ矩形の領域を、仮想平面上に生成画像領域として設定する。   According to this configuration, the image generation apparatus detects the position of the viewer by the viewer position detection unit, and the viewer position detected by the viewer position detection unit by the virtual space setting unit and the screen of the display screen The area is set as a virtual viewer position and a virtual screen area in the virtual space. Then, the virtual plane setting means sets a virtual plane having the virtual viewer position set by the virtual space setting means as a virtual viewpoint and having a half line passing through the center of the virtual screen area as a normal line from this virtual viewpoint. Furthermore, an area surrounded by the intersection of the virtual viewpoint and a straight line passing through each vertex of the virtual screen area and the virtual plane is set as a converted virtual screen area on the virtual plane, and includes the converted virtual screen area. A rectangular area having the aspect ratio of the virtual screen area is set as a generated image area on the virtual plane.

そして、画像合成手段によって、仮想平面設定手段で設定された変換仮想画面領域に表示画像の少なくとも一部が含まれるように表示画像を合成し、画像変換手段によって、画像合成手段で合成した表示画像の少なくとも一部を含む、変換仮想画面領域内の画像を生成画像領域に対応付けて変換し、逆歪み付加画像を生成する。この変換によって、表示画像に逆歪みが付加される。この表示画像に付加される逆歪みとは、鑑賞者が表示画面に対して正対位置からずれた位置で表示画像を見たときに発生する、表示画像の歪みを補正する歪みであり、この逆歪みが付加された逆歪み付加画像は、表示画面に表示する際に、鑑賞者から見て歪みのない画像となる。これによって、鑑賞者が表示画面に対して正対位置からずれた位置で見たときにも、表示画面に表示する際に鑑賞者から見て歪みのない逆歪み付加画像を、表示画像から生成することができる。   Then, the display image is synthesized by the image synthesis unit so that at least a part of the display image is included in the converted virtual screen area set by the virtual plane setting unit, and the display image synthesized by the image synthesis unit by the image conversion unit The image in the converted virtual screen area including at least a part of the image is converted in association with the generated image area to generate an inverse distortion added image. By this conversion, reverse distortion is added to the display image. The reverse distortion added to the display image is a distortion that corrects the distortion of the display image that occurs when the viewer views the display image at a position that is deviated from the normal position with respect to the display screen. The reverse distortion-added image to which reverse distortion is added becomes an image without distortion when viewed from the viewer when displayed on the display screen. As a result, even when the viewer sees the display screen at a position deviated from the front-facing position, a reverse distortion-added image that is not distorted by the viewer when displayed on the display screen is generated from the display image. can do.

ここで、表示画面とは逆歪み付加画像を提示する提示部であり、例えば、逆歪み付加画像をディスプレイに表示する場合には、表示画面はこのディスプレイの画面にあたり、また逆歪み付加画像をプロジェクタ等の映像投射装置によってスクリーンに投射する場合には、表示画面は、この映像投射装置によって映像が投射される領域にあたるものである。   Here, the display screen is a presentation unit that presents a reverse distortion-added image. For example, when displaying a reverse distortion-added image on a display, the display screen corresponds to the display screen, and the reverse-distortion-added image is displayed on a projector. In the case of projecting onto a screen by a video projection device such as the above, the display screen corresponds to a region where a video is projected by this video projection device.

また、鑑賞者位置検出手段によって鑑賞者を検出する方法としては、例えば、2台以上のカメラで鑑賞者を撮像し、顔検出技術等の被写体検出技術によって、この撮像画像から鑑賞者の顔を検出し、鑑賞者の位置を特定するようにしても良く、また、鑑賞者に位置検出用のセンサを装着させ、鑑賞者を検出するようにしても良い。さらに、鑑賞者の位置とは、鑑賞者の視点(目)の位置を表し、例えば、カメラで撮像された撮像画像から鑑賞者の顔を検出し、鑑賞者の目の位置を特定する場合に、検出された顔の位置に目の位置までのオフセットを加え、目の位置を特定しても良いが、本発明の鑑賞者を検出する方法は、これらの方法に限定されるものではなく、鑑賞者の視点(目)の位置を検出できるものであれば良い。   As a method for detecting the viewer by the viewer position detecting means, for example, the viewer is imaged by two or more cameras, and the viewer's face is detected from the captured image by subject detection technology such as face detection technology. The position of the viewer may be specified by detection, or the viewer may be detected by attaching a sensor for position detection to the viewer. Furthermore, the position of the viewer represents the position of the viewer's viewpoint (eyes). For example, when the viewer's face is detected from a captured image captured by a camera and the position of the viewer's eyes is specified. The position of the eye may be specified by adding an offset to the eye position to the detected face position, but the method of detecting the viewer of the present invention is not limited to these methods, Any device that can detect the position of the viewer's viewpoint (eyes) may be used.

さらに、画像合成手段は、表示画像を合成する際に、表示画像は少なくともその一部が変換仮想画面領域内に含まれるように合成すれば良く、例えば、表示画像全体が変換仮想画面領域内に収まるように合成しても良いし、あるいは、表示画像を生成画像領域全体に合成しても良い。ここで、表示画像全体が変換仮想画面領域内に収まるように合成すると、変換仮想画面領域内の画像を生成画像領域に対応付けて変換した後に、入力した表示画像全体が含まれる逆歪み付加画像が生成される。また、表示画像を生成画像領域全体に合成すると、変換後に、入力した表示画像が全面に合成されて、空白の部分のない逆歪み付加画像が生成される。   Furthermore, the image synthesis means may synthesize the display image so that at least part of the display image is included in the converted virtual screen area. For example, the entire display image is included in the converted virtual screen area. The images may be combined so that they fit, or the display image may be combined with the entire generated image area. Here, when the entire display image is synthesized so as to be within the converted virtual screen area, the image in the converted virtual screen area is converted in association with the generated image area, and then the reverse distortion added image including the entire input display image is included. Is generated. Further, when the display image is combined with the entire generated image area, the input display image is combined on the entire surface after conversion, and a reverse distortion added image having no blank portion is generated.

また、請求項2に記載の画像生成装置は、請求項1に記載の画像生成装置において、前記表示画像を生成するための3次元画像データを記憶する3次元画像データ記憶手段と、前記3次元画像データに基づいて、前記鑑賞者の位置に対応する前記表示画像を生成する表示画像生成手段とを備え、前記画像合成手段が、前記表示画像生成手段によって生成された表示画像を合成する構成とした。   An image generation apparatus according to claim 2 is the image generation apparatus according to claim 1, wherein the three-dimensional image data storage means stores three-dimensional image data for generating the display image, and the three-dimensional image data. A display image generation unit that generates the display image corresponding to the position of the viewer based on image data, and the image synthesis unit synthesizes the display image generated by the display image generation unit; did.

かかる構成によれば、画像生成装置は、3次元画像データ記憶手段によって、表示画像を生成するための3次元画像データを記憶する。そして、表示画像生成手段によって、3次元画像データに基づいて、鑑賞者の位置に対応する表示画像を生成し、画像合成手段によってこの表示画像を合成するため、鑑賞者の位置に応じて逆歪み付加画像の内容を変えることができる。   According to such a configuration, the image generation apparatus stores the three-dimensional image data for generating the display image by the three-dimensional image data storage unit. Then, a display image corresponding to the viewer's position is generated by the display image generating means based on the three-dimensional image data, and this display image is synthesized by the image synthesizing means. The content of the additional image can be changed.

また、請求項3に記載の画像生成プログラムは、表示画像を表示画面に表示する際に、鑑賞者が前記表示画面に対して正対位置からずれた位置で前記表示画像を見たときに発生する、前記表示画像の歪みを除去するために前記表示画面に逆歪みを付加した逆歪み付加画像を生成するために、コンピュータを、前記鑑賞者の位置を検出する鑑賞者位置検出手段、この鑑賞者位置検出手段で検出された前記鑑賞者の位置と前記表示画面の画面領域とを、仮想空間上において、仮想鑑賞者位置と仮想画面領域として設定する仮想空間設定手段、この仮想空間設定手段で設定された仮想鑑賞者位置を仮想視点とし、この仮想視点から前記仮想画面領域の中心を通る半直線を法線とする仮想平面上に、前記仮想視点と前記仮想画面領域の各頂点とを通る直線と前記仮想平面との交点によって囲まれる領域を変換仮想画面領域とし、前記変換仮想画面領域を含み、前記仮想画面領域の縦横比を持つ矩形の領域を生成画像領域として設定する仮想平面設定手段、この仮想平面設定手段で設定された前記変換仮想画面領域に、前記表示画像の少なくとも一部が含まれるように前記表示画像を合成する画像合成手段、この画像合成手段で合成した前記表示画像の少なくとも一部を含む、前記変換仮想画面領域内の画像を前記生成画像領域に対応付けて変換し、前記逆歪み付加画像を生成する画像変換手段として機能させることとした。   The image generation program according to claim 3 is generated when a viewer views the display image at a position deviated from a directly-facing position with respect to the display screen when the display image is displayed on the display screen. In order to generate a reverse distortion-added image in which reverse distortion is added to the display screen in order to remove distortion of the display image, a viewer position detecting means for detecting the position of the viewer, Virtual space setting means for setting the position of the viewer and the screen area of the display screen detected by the viewer position detection means as a virtual viewer position and a virtual screen area on the virtual space, the virtual space setting means The set virtual viewer position is a virtual viewpoint, and the virtual viewpoint passes through the virtual viewpoint and each vertex of the virtual screen area on a virtual plane whose normal is a half line passing through the center of the virtual screen area. Virtual plane setting means for setting a region surrounded by an intersection of a line and the virtual plane as a conversion virtual screen region, and setting a rectangular region including the conversion virtual screen region and having an aspect ratio of the virtual screen region as a generation image region An image composition means for composing the display image so that at least a part of the display image is included in the converted virtual screen area set by the virtual plane setting means, and the display image synthesized by the image composition means. The image in the converted virtual screen area including at least a part thereof is converted in association with the generated image area, and functions as an image converting means for generating the inverse distortion added image.

かかる構成によれば、画像生成プログラムは、鑑賞者位置検出手段によって、鑑賞者の位置を検出し、仮想空間設定手段によって、鑑賞者位置検出手段で検出された鑑賞者の位置と表示画面の画面領域を、仮想空間上において、仮想鑑賞者位置と仮想画面領域として設定する。そして、仮想平面設定手段によって、仮想空間設定手段で設定された仮想鑑賞者位置を仮想視点とし、この仮想視点から前記仮想画面領域の中心を通る半直線を法線とする仮想平面を設定する。さらに、仮想視点と仮想画面領域の各頂点とを通る直線とこの仮想平面との交点によって囲まれる領域を、仮想平面上に変換仮想画面領域として設定し、また、変換仮想画面領域を含み、仮想画面領域の縦横比を持つ矩形の領域を、仮想平面上に生成画像領域として設定する。   According to such a configuration, the image generation program detects the position of the viewer by the viewer position detection unit, and the viewer position and the screen of the display screen detected by the viewer position detection unit by the virtual space setting unit. The area is set as a virtual viewer position and a virtual screen area in the virtual space. Then, the virtual plane setting means sets a virtual plane having the virtual viewer position set by the virtual space setting means as a virtual viewpoint and having a half line passing through the center of the virtual screen area as a normal line from this virtual viewpoint. Furthermore, an area surrounded by the intersection of the virtual viewpoint and a straight line passing through each vertex of the virtual screen area and the virtual plane is set as a converted virtual screen area on the virtual plane, and includes a converted virtual screen area. A rectangular area having the aspect ratio of the screen area is set as a generated image area on the virtual plane.

そして、画像合成手段によって、仮想平面設定手段で設定された変換仮想画面領域に表示画像の少なくとも一部が含まれるように、表示画像を合成し、画像変換手段によって、画像合成手段で合成した表示画像の少なくとも一部を含む、変換仮想画面領域内の画像を生成画像領域に対応付けて変換し、逆歪み付加画像を生成する。これによって、鑑賞者が前記表示画面に対して正対位置からずれた位置で見たときにも、表示画面に表示する際に鑑賞者から見て歪みのない逆歪み付加画像を、表示画像から生成することができる。   Then, the display image is synthesized by the image synthesis unit so that at least part of the display image is included in the converted virtual screen area set by the virtual plane setting unit, and the image synthesized by the image synthesis unit is displayed. An image in the converted virtual screen area including at least a part of the image is converted in association with the generated image area to generate a reverse distortion added image. As a result, even when the viewer sees the display screen at a position deviated from the normal position, a reverse distortion-added image that is not distorted when viewed from the viewer when displayed on the display screen is displayed from the display image. Can be generated.

本発明に係る画像生成装置および画像生成プログラムでは、以下のような優れた効果を奏する。   The image generation apparatus and the image generation program according to the present invention have the following excellent effects.

請求項1または請求項3に記載の発明によれば、鑑賞者の位置を検出し、その位置に基づいて、表示画面に表示した際に鑑賞者の位置から見た時に発生する歪みを除去するための逆歪みを付加した画像を、表示画像から生成することができる。これによって、生成された逆歪み付加画像を表示画面に表示する際に、鑑賞者が表示画面に対して正対位置からずれた位置で見る場合であっても、鑑賞者がその内容を正しく認識できるようになる。また、既存の画像からも逆歪み付加画像を生成することができ、さらに、専用の表示装置を必要としないため、例えば、放送波等を介して配信される映像をテレビ受像機の画面に表示する場合や、あるいは、テレビ電話のようにリアルタイムで撮影した映像を表示画面に表示する場合など、表示画面に表示する様々な画像(映像)に対して適用することができる。   According to the first or third aspect of the present invention, the position of the viewer is detected, and distortion generated when viewed from the position of the viewer when displayed on the display screen is removed based on the position. Therefore, an image to which reverse distortion is added can be generated from the display image. As a result, when the generated reverse distortion added image is displayed on the display screen, the viewer correctly recognizes the content even when the viewer views the image at a position deviated from the normal position with respect to the display screen. become able to. In addition, a reverse distortion-added image can be generated from an existing image, and a dedicated display device is not required. For example, video distributed via broadcast waves or the like is displayed on the screen of a television receiver. The present invention can be applied to various images (videos) displayed on the display screen, such as when the video is taken in real time like a videophone or when the video is displayed on the display screen.

請求項2に記載の発明によれば、画像生成装置は、鑑賞者の位置に基づいて、表示画像を生成して合成するため、鑑賞者の位置に応じて逆歪み付加画像の内容を変えることができる。これによって、鑑賞者の位置に応じた情報を提供できる画像を生成することができ、例えば、鑑賞者が見たい部分の画像が表示されるようにその位置を変化させた場合に、鑑賞者の見たい部分の画像を表示画面に表示するようにすることができる。   According to the second aspect of the present invention, the image generating device generates and synthesizes the display image based on the position of the viewer, and therefore changes the content of the reverse distortion added image according to the position of the viewer. Can do. This makes it possible to generate an image that can provide information according to the position of the viewer. For example, when the position is changed so that the image of the portion that the viewer wants to view is displayed, It is possible to display an image of a desired portion on the display screen.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。この実施の形態では、二つの実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, two embodiments will be described.

[画像生成装置の構成(第一の実施の形態)]
図1は、本発明における第一の実施の形態である画像生成装置の構成を示したブロック図である。画像生成装置1は、テレビ番組等の映像が入力され、入力された映像のフレームごとに、表示画面に表示する際に鑑賞者の位置から見て歪みのない画像となるような逆歪み付加画像を生成するものである。ここでは、画像生成装置1は、鑑賞者位置検出手段11と、仮想空間設定手段12と、仮想平面設定手段13と、入力手段14と、画像合成手段15と、画像変換手段16と、表示手段17とを備えている。また、ここでは、画像生成装置1は、鑑賞者の位置を検出するための2台の位置検出カメラ2,2、画像等を表示する表示装置4とを外部に接続している。
[Configuration of Image Generating Device (First Embodiment)]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image generation apparatus according to the first embodiment of the present invention. The image generation apparatus 1 receives a video such as a TV program, and reverse-distortion-added images such that each frame of the input video becomes an image without distortion when viewed from the viewer's position when displayed on the display screen. Is generated. Here, the image generation apparatus 1 includes a viewer position detection unit 11, a virtual space setting unit 12, a virtual plane setting unit 13, an input unit 14, an image composition unit 15, an image conversion unit 16, and a display unit. 17. Here, the image generation apparatus 1 is connected to the outside with two position detection cameras 2 and 2 for detecting the position of the viewer and a display apparatus 4 for displaying images and the like.

鑑賞者位置検出手段11は、位置検出カメラ2,2から撮像画像を入力し、鑑賞者の目(視点)の位置を検出するものである。鑑賞者位置検出手段11は、鑑賞者検出部11aと鑑賞者位置算出部11bとを備える。   The viewer position detection means 11 receives captured images from the position detection cameras 2 and 2 and detects the position of the viewer's eyes (viewpoint). The viewer position detection unit 11 includes a viewer detection unit 11a and a viewer position calculation unit 11b.

鑑賞者検出部11aは、位置検出カメラ2,2の撮像画像から鑑賞者の顔を検出するものである。ここでは、2台の位置検出カメラ2,2によって鑑賞者を撮像し、各々の撮像画像から鑑賞者の顔を検出する。なお、この鑑賞者検出部11aにおける顔検出は、公知の顔検出の技術を用いて実現することができる。また、位置検出カメラ2,2によって撮像された撮像画像から鑑賞者の位置を検出する方法は顔検出に限定される必要は無く、撮像画像から人物を検出する検出方法であれば良い。さらに、ここでは位置検出カメラ2,2によって撮像された撮像画像から鑑賞者の位置を検出しているが、例えば、鑑賞者に位置検出用のセンサを装着させて、そのセンサから発せられる信号に基づいて、鑑賞者検出部11aが鑑賞者を検出するようにしても良い。   The viewer detection unit 11 a detects the viewer's face from the captured images of the position detection cameras 2 and 2. Here, the viewer is imaged by the two position detection cameras 2 and 2, and the viewer's face is detected from each captured image. The face detection in the viewer detection unit 11a can be realized using a known face detection technique. Further, the method for detecting the position of the viewer from the captured images captured by the position detection cameras 2 and 2 is not limited to face detection, and any detection method for detecting a person from the captured images may be used. Furthermore, here, the position of the viewer is detected from the captured images captured by the position detection cameras 2 and 2. For example, a signal for detecting the position is attached to the viewer and a signal generated from the sensor is detected. Based on this, the viewer detection unit 11a may detect the viewer.

鑑賞者位置算出部11bは、鑑賞者検出部11aで検出した検出結果から鑑賞者の目(視点)の位置を算出するものである。鑑賞者位置算出部11bは、鑑賞者検出部11aから、位置検出カメラ2,2によって撮像された撮像画像について鑑賞者の顔を検出した検出結果が入力され、その検出結果から鑑賞者の目(視点)の位置を算出する。なお、ここでは位置検出カメラ2を2台備える構成としているが、画像生成装置1は、鑑賞者の目の3次元の位置を算出するために、位置検出カメラを2台以上備えていれば良い。そして、ここで算出した算出結果は、仮想空間設定手段12へ出力される。   The viewer position calculation unit 11b calculates the position of the viewer's eyes (viewpoint) from the detection result detected by the viewer detection unit 11a. The viewer position calculation unit 11b receives from the viewer detection unit 11a the detection result of detecting the viewer's face in the captured images captured by the position detection cameras 2 and 2, and the viewer's eyes (from the detection result) The position of the (viewpoint) is calculated. Here, the configuration includes two position detection cameras 2, but the image generation apparatus 1 only needs to include two or more position detection cameras in order to calculate the three-dimensional position of the viewer's eyes. . The calculation result calculated here is output to the virtual space setting unit 12.

仮想空間設定手段12は、鑑賞者位置算出部11bから入力される鑑賞者の目の位置の算出結果と、予め登録された表示装置4の表示画面の位置および大きさとに基づいて、鑑賞者の目の位置と、表示装置4の表示画面の領域とを、仮想空間上に設定するものである。仮想空間設定手段12は、仮想画面領域設定部12aと仮想鑑賞者位置設定部12bとを備える。   The virtual space setting means 12 is based on the viewer eye position calculation result input from the viewer position calculator 11b and the position and size of the display screen of the display device 4 registered in advance. The position of the eyes and the area of the display screen of the display device 4 are set on the virtual space. The virtual space setting unit 12 includes a virtual screen area setting unit 12a and a virtual viewer position setting unit 12b.

仮想画面領域設定部12aは、予め登録された表示装置4の表示画面の位置および大きさに基づいて、仮想空間の座標軸を設定し、表示装置4の表示画面の領域を、この仮想空間上に、仮想画面領域として設定するものである。そして、仮想画面領域設定部12aは、この仮想空間上の仮想画面領域を表す仮想画面領域情報を仮想平面設定手段13に出力する。   The virtual screen area setting unit 12a sets the coordinate axis of the virtual space based on the position and size of the display screen of the display device 4 registered in advance, and places the display screen area of the display device 4 on this virtual space. This is set as a virtual screen area. Then, the virtual screen area setting unit 12 a outputs virtual screen area information representing the virtual screen area in the virtual space to the virtual plane setting unit 13.

仮想鑑賞者位置設定部12bは、鑑賞者位置算出部11bから入力される鑑賞者の目の位置の算出結果と、予め登録された位置検出カメラ2,2の位置とに基づいて、鑑賞者の目の位置を、仮想画面領域設定部12aによって設定された仮想空間上に、仮想鑑賞者位置として設定するものである。そして、仮想鑑賞者位置設定部12bは、仮想空間上の仮想鑑賞者位置を表す仮想鑑賞者位置情報を仮想平面設定手段13に出力する。   The virtual viewer position setting unit 12b is based on the viewer's eye position calculation result input from the viewer position calculation unit 11b and the positions of the position detection cameras 2 and 2 registered in advance. The eye position is set as a virtual viewer position on the virtual space set by the virtual screen area setting unit 12a. Then, the virtual viewer position setting unit 12 b outputs virtual viewer position information representing the virtual viewer position in the virtual space to the virtual plane setting unit 13.

ここで、図2を参照(適宜図1参照)して、仮想空間上に仮想鑑賞者位置と仮想画面領域を設定する例について説明する。図2(a)は、表示装置4と位置検出カメラ2,2と、鑑賞者Vが実空間に配置されている状態を示した説明図、(b)は、仮想空間上に仮想鑑賞者位置と仮想画面領域を設定する例を示した説明図である。   Here, an example in which a virtual viewer position and a virtual screen area are set in the virtual space will be described with reference to FIG. 2 (refer to FIG. 1 as appropriate). 2A is an explanatory diagram showing a state in which the display device 4, the position detection cameras 2 and 2, and the viewer V are arranged in the real space, and FIG. 2B is a virtual viewer position in the virtual space. It is explanatory drawing which showed the example which sets a virtual screen area | region.

図2(a)に示すように、表示装置4と位置検出カメラ2,2と、鑑賞者Vが実空間に配置されている。そして、仮想空間設定手段12には、鑑賞者位置算出部11bから、位置検出カメラ2,2によって撮像された撮像画像に基づいて算出された鑑賞者の位置が入力される。そして、仮想画面領域設定部12aは、予め登録された表示装置4の表示画面の位置に基づいて、図2(b)に示す、仮想空間の座標軸を設定する。つまり、表示装置4の表示画面の中心点Poからの地平面への垂線と地平面との交点を空間座標の原点Oとして、この原点Oを通り、表示画面の長手方向に平行なX軸、原点Oから鉛直方向にY軸、X軸とY軸に対して直交する方向にZ軸を設定する。   As shown in FIG. 2A, the display device 4, the position detection cameras 2 and 2, and the viewer V are arranged in the real space. Then, the position of the viewer calculated based on the captured images captured by the position detection cameras 2 and 2 is input to the virtual space setting unit 12 from the viewer position calculation unit 11b. Then, the virtual screen area setting unit 12a sets the coordinate axes of the virtual space shown in FIG. 2B based on the position of the display screen of the display device 4 registered in advance. That is, the intersection of the perpendicular to the ground plane from the center point Po of the display screen of the display device 4 and the ground plane is defined as the origin O of the spatial coordinates, the X axis passing through the origin O and parallel to the longitudinal direction of the display screen, The Y axis is set in the vertical direction from the origin O, and the Z axis is set in the direction orthogonal to the X axis and the Y axis.

そして、予め登録された表示装置4の表示画面の位置と大きさとに基づいて、この仮想空間上に仮想画面領域Dvを設定する。ここで、表示画面の位置として、表示画面の中心Poの地表面から高さがh、表示画面の大きさとして、表示画面の幅と高さがそれぞれ2wと2tであることが予め登録されていたとする。そこで、仮想画面領域設定部12aは、仮想画面領域Dvの中心Poの座標がPo=(0,h,0)、仮想画面領域Dvの頂点Pa,Pb,Pc,Pbの座標がPa=(−w,h+t,0)、Pb=(−w,h−t,0)、Pc=(w,h−t,0)、Pd=(w,h+t,0)となる仮想画面領域Dvを設定し、仮想画面領域Dvの中心Poの座標と各頂点Pa,Pb,Pc,Pbの座標を仮想画面領域情報として仮想平面設定手段13に出力する。   Then, based on the position and size of the display screen of the display device 4 registered in advance, a virtual screen area Dv is set in this virtual space. Here, it is registered in advance that the height of the display screen is h from the ground surface of the center Po of the display screen, and the width and height of the display screen are 2w and 2t, respectively, as the size of the display screen. Suppose. Therefore, the virtual screen area setting unit 12a has the coordinates Po of the center Po of the virtual screen area Dv Po = (0, h, 0) and the coordinates of the vertices Pa, Pb, Pc, Pb of the virtual screen area Dv Pa = (−. A virtual screen region Dv is set such that w, h + t, 0), Pb = (− w, ht, 0), Pc = (w, ht, 0), Pd = (w, h + t, 0). The coordinates of the center Po of the virtual screen area Dv and the coordinates of the vertices Pa, Pb, Pc and Pb are output to the virtual plane setting means 13 as virtual screen area information.

また、仮想鑑賞者位置設定部12bは、鑑賞者位置算出部11bから入力される鑑賞者の目の位置の算出結果と、予め登録された位置検出カメラ2,2の位置とに基づいて、鑑賞者の目の位置を、図2(b)に示す仮想空間上に、仮想鑑賞者位置として設定する。ここで、位置検出カメラ2,2の位置と表示画面の位置と、鑑賞者位置算出部11bから入力される鑑賞者の目の位置の算出結果とに基づいて、鑑賞者の位置Ppの座標がPp=(xp,yp,zp)と算出されたとする。そこで、仮想鑑賞者位置設定部12bは、鑑賞者の位置Ppの座標を仮想鑑賞者位置情報として仮想平面設定手段13に出力する。   In addition, the virtual viewer position setting unit 12b performs viewing based on the calculation result of the viewer's eye position input from the viewer position calculation unit 11b and the positions of the position detection cameras 2 and 2 registered in advance. The position of the viewer's eyes is set as the virtual viewer position on the virtual space shown in FIG. Here, the coordinates of the viewer position Pp are determined based on the position detection cameras 2 and 2, the position of the display screen, and the calculation result of the viewer's eye position input from the viewer position calculation unit 11 b. It is assumed that Pp = (xp, yp, zp) is calculated. Therefore, the virtual viewer position setting unit 12b outputs the coordinates of the viewer position Pp to the virtual plane setting unit 13 as virtual viewer position information.

図1に戻って説明を続ける。仮想平面設定手段13は、仮想空間設定手段12から入力される仮想鑑賞者位置情報と仮想画面領域情報とに基づいて、仮想鑑賞者位置を仮想視点とし、この仮想視点から前記仮想画面領域の中心を通る半直線を法線とする仮想平面を設定し、この仮想平面上に変換仮想画面領域と生成画像領域とを設定するものである。仮想平面設定手段13は変換仮想画面領域設定部13aと生成画像領域設定部13bとを備える。   Returning to FIG. 1, the description will be continued. The virtual plane setting unit 13 sets the virtual viewer position as a virtual viewpoint based on the virtual viewer position information and the virtual screen area information input from the virtual space setting unit 12, and the center of the virtual screen area from the virtual viewpoint. A virtual plane whose normal is a half line passing through is set, and a converted virtual screen area and a generated image area are set on the virtual plane. The virtual plane setting unit 13 includes a conversion virtual screen area setting unit 13a and a generated image area setting unit 13b.

変換仮想画面領域設定部13aは、仮想空間設定手段12から入力される仮想鑑賞者位置情報と仮想画面領域情報とに基づいて、仮想視点(仮想鑑賞者位置)から前記仮想画面領域の中心を通る半直線を法線とする仮想平面を設定し、この仮想平面上に変換仮想画面領域を設定するものである。この変換仮想画面領域は、仮想画面領域の各頂点と仮想視点とを通る直線と仮想平面との交点によって囲まれる領域である。   The converted virtual screen area setting unit 13a passes from the virtual viewpoint (virtual viewer position) to the center of the virtual screen area based on the virtual viewer position information and the virtual screen area information input from the virtual space setting means 12. A virtual plane whose normal is a half line is set, and a conversion virtual screen area is set on the virtual plane. This converted virtual screen area is an area surrounded by the intersection of a straight line passing through each vertex of the virtual screen area and the virtual viewpoint and the virtual plane.

生成画像領域設定部13bは、変換仮想画面領域設定部13aで設定された変換仮想画面領域を含み、仮想画面領域と同じ縦横比を持つ矩形の領域を、仮想平面上に生成画像領域として設定するものである。そして、生成画像領域設定部13bは、この仮想平面上に座標軸を設定し、この生成画像領域と、変換仮想画面領域設定部13aで設定された変換仮想画面領域とを仮想平面上の座標に変換し、仮想平面上における変換仮想画面領域を表す変換仮想画面領域情報と、生成画像領域を表す生成画像領域情報とを画像合成手段15に出力する。   The generated image area setting unit 13b includes a converted virtual screen area set by the converted virtual screen area setting unit 13a, and sets a rectangular area having the same aspect ratio as the virtual screen area as a generated image area on the virtual plane. Is. Then, the generated image area setting unit 13b sets coordinate axes on the virtual plane, and converts the generated image area and the converted virtual screen area set by the converted virtual screen area setting unit 13a into coordinates on the virtual plane. Then, the converted virtual screen area information indicating the converted virtual screen area on the virtual plane and the generated image area information indicating the generated image area are output to the image composition means 15.

ここで、図3を参照(適宜図1参照)して、仮想平面上に変換仮想画面領域と生成画像領域を設定する例について説明する。図3(a)は、仮想平面上に変換仮想画面領域を設定する例を示した説明図、(b)は、仮想平面上に生成画像領域を設定する例を示した説明図である。   Here, an example in which the converted virtual screen area and the generated image area are set on the virtual plane will be described with reference to FIG. 3 (refer to FIG. 1 as appropriate). FIG. 3A is an explanatory diagram showing an example of setting a converted virtual screen area on a virtual plane, and FIG. 3B is an explanatory diagram showing an example of setting a generated image area on a virtual plane.

まず、変換仮想画面領域設定部13aに、仮想空間設定手段12から、仮想鑑賞者位置情報と仮想画面領域情報が入力される。そして、図3(a)に示すように、変換仮想画面領域設定部13aは、仮想鑑賞者位置情報の示す鑑賞者の位置を仮想視点Ppとし、この仮想視点Ppから仮想画面領域Dvの中心Poを通る半直線を法線とする仮想平面を設定する。例えば、仮想鑑賞者位置情報に仮想視点Ppの座標としてPp=(xp,yp,zp)、仮想画面領域情報に仮想画面領域Dvの中心Poの座標としてPo=(0,h,0)が含まれている場合に、変換仮想画面領域設定部13aは、仮想視点Ppから仮想画面領域の中心Poを通る半直線を設定し、この半直線を法線とする仮想平面を設定する。つまり、この半直線と同じ傾きを持つベクトルとして、仮想視点Ppから仮想画面領域Dvの中心Poへのベクトルv=(−xp,h−yp,−zp)を算出し、このベクトルvに直交する仮想平面Sを設定する。なお、図3(a)では仮想平面Sを仮想視点Ppと仮想画面領域Dvの中心Poの間に設定しているが、この仮想平面は仮想視点Ppから見て仮想画面領域Dvの中心Poを隔てる位置に設定するようにしても良く、また、仮想画面領域Dvの中心Poを含む位置に設定するようにしても良い。   First, virtual viewer position information and virtual screen area information are input from the virtual space setting means 12 to the converted virtual screen area setting unit 13a. Then, as shown in FIG. 3A, the conversion virtual screen area setting unit 13a sets the viewer position indicated by the virtual viewer position information as the virtual viewpoint Pp, and the center Po of the virtual screen area Dv from the virtual viewpoint Pp. A virtual plane with the half line passing through as a normal is set. For example, the virtual viewer position information includes Pp = (xp, yp, zp) as the coordinates of the virtual viewpoint Pp, and the virtual screen area information includes Po = (0, h, 0) as the coordinates of the center Po of the virtual screen area Dv. In this case, the conversion virtual screen area setting unit 13a sets a half line passing through the center Po of the virtual screen area from the virtual viewpoint Pp, and sets a virtual plane having the half line as a normal line. That is, a vector v = (− xp, h−yp, −zp) from the virtual viewpoint Pp to the center Po of the virtual screen area Dv is calculated as a vector having the same inclination as the half line, and is orthogonal to the vector v. A virtual plane S is set. In FIG. 3A, the virtual plane S is set between the virtual viewpoint Pp and the center Po of the virtual screen area Dv. However, this virtual plane defines the center Po of the virtual screen area Dv when viewed from the virtual viewpoint Pp. It may be set to a position that is separated, or may be set to a position that includes the center Po of the virtual screen area Dv.

さらに、変換仮想画面領域設定部13aは、仮想平面上に変換仮想画面領域を設定する。つまり、図3(a)に示すように、変換仮想画面領域設定部13aは、仮想画面領域Dvの各頂点Pa,Pb,Pc,Pdと仮想視点Ppとを通る直線La,Lb,Lc,Ldと仮想平面Sとの交点Pa’,Pb’,Pc’,Pd’によって囲まれる領域を変換仮想画面領域Dv’として設定する。   Furthermore, the conversion virtual screen area setting unit 13a sets a conversion virtual screen area on the virtual plane. That is, as shown in FIG. 3A, the converted virtual screen area setting unit 13a has straight lines La, Lb, Lc, Ld passing through the vertices Pa, Pb, Pc, Pd and the virtual viewpoint Pp of the virtual screen area Dv. A region surrounded by the intersections Pa ′, Pb ′, Pc ′, and Pd ′ between the virtual plane S and the virtual plane S is set as a converted virtual screen region Dv ′.

そして、生成画像領域設定部13bは、変換仮想画面領域設定部13aによって設定された変換仮想画面領域を含む生成画像領域を仮想平面S上に設定する。つまり図3(b)に示すように、生成画像領域設定部13bは、仮想平面S上に変換仮想画面領域設定部13aで設定された変換仮想画面領域Dv’を含み、仮想画面領域Dvと同じ縦横比を持つ矩形の領域を生成画像領域Ivとして設定する。   Then, the generated image region setting unit 13b sets a generated image region including the converted virtual screen region set by the converted virtual screen region setting unit 13a on the virtual plane S. That is, as shown in FIG. 3B, the generated image region setting unit 13b includes the converted virtual screen region Dv ′ set by the converted virtual screen region setting unit 13a on the virtual plane S, and is the same as the virtual screen region Dv. A rectangular area having an aspect ratio is set as the generated image area Iv.

さらに、生成画像領域設定部13bは、この仮想平面上に座標軸を設定し、この生成画像領域と変換仮想画面領域とを仮想平面上の座標に変換する。例えば、図3(b)に示すように、生成画像領域設定部13bは生成画像領域Ivの各頂点Pa”,Pb”,Pc”,Pd”の仮想平面S上の座標spa”,spb”,spc”,spd”がspa”=(0,1)、spb”=(0,0)、spc”=(1,0)、spd”=(1,1)となるように、仮想平面Sの座標軸sxとsyを設定し、変換仮想画面領域Dv’の頂点Pa’,Pb’,Pc’,Pd’を仮想平面上の座標spa’,spb’,spc’,spd’に変換する。そして、生成画像領域設定部13bは、変換仮想画面領域Dv’の頂点spa’,spb’,spc’,spd’の仮想平面S上の座標を変換仮想画面領域情報として、生成画像領域Ivの頂点spa”,spb”,spc”,spd”の仮想平面S上の座標を生成画像領域情報として画像合成手段15に出力する。   Further, the generated image area setting unit 13b sets coordinate axes on the virtual plane, and converts the generated image area and the converted virtual screen area into coordinates on the virtual plane. For example, as shown in FIG. 3B, the generated image area setting unit 13b has coordinates spa ″, spb ″, and vertices Pa ″, Pb ″, Pc ″, and Pd ″ of the generated image area Iv on the virtual plane S. The virtual plane S is set such that spc ″, spd ″ are spa ″ = (0, 1), spb ″ = (0, 0), spc ″ = (1, 0), spd ″ = (1, 1). Coordinate axes sx and sy are set, and the vertices Pa ′, Pb ′, Pc ′, and Pd ′ of the converted virtual screen area Dv ′ are converted into coordinates spa ′, spb ′, spc ′, and spd ′ on the virtual plane. Then, the generated image area setting unit 13b uses the coordinates on the virtual plane S of the vertices spa ′, spb ′, spc ′, and spd ′ of the converted virtual screen area Dv ′ as converted virtual screen area information, and the vertices of the generated image area Iv The coordinates on the virtual plane S of spa ″, spb ″, spc ″, spd ″ are output to the image composition means 15 as generated image area information.

図1に戻って説明を続ける。入力手段14は、表示画像を入力するものである。この入力手段14によって入力される表示画像は、例えば、後記する画像変換手段16によって変換され、表示画面に対して正対位置からずれた位置で見たときに発生する歪みを除去されるものである。入力された表示画像は、画像合成手段15へ出力される。   Returning to FIG. 1, the description will be continued. The input means 14 is for inputting a display image. The display image input by the input unit 14 is converted by, for example, an image conversion unit 16 to be described later, and distortion generated when viewed at a position deviated from the directly-facing position with respect to the display screen is removed. is there. The input display image is output to the image composition means 15.

画像合成手段15は、仮想平面設定手段13で設定された仮想平面上に表示画像を合成する領域である画像合成領域を設定し、この画像合成領域に入力手段14から入力された表示画像を合成するものである。画像合成手段15は、画像合成領域設定部15aと画像合成実行部15bとを備える。   The image composition unit 15 sets an image composition region, which is a region for compositing a display image, on the virtual plane set by the virtual plane setting unit 13 and composes the display image input from the input unit 14 in this image composition region. To do. The image composition unit 15 includes an image composition area setting unit 15a and an image composition execution unit 15b.

画像合成領域設定部15aは、仮想平面設定手段13で設定された仮想平面上に、入力手段14から入力された表示画像を合成する領域である画像合成領域を設定するものである。   The image composition area setting unit 15 a sets an image composition area, which is an area for synthesizing the display image input from the input unit 14, on the virtual plane set by the virtual plane setting unit 13.

画像合成実行部15bは、画像合成領域設定部15aで設定された画像合成領域内に、入力手段14から入力された表示画像を合成するものである。このとき、画像合成実行部15bは、表示画像の少なくとも一部が変換仮想画面領域に含まれるように表示画像を合成する。そして、画像合成実行部15bによって、表示画像を合成された生成画像領域上の画像は、画像変換手段16に出力される。   The image composition execution unit 15b synthesizes the display image input from the input unit 14 within the image composition region set by the image composition region setting unit 15a. At this time, the image composition execution unit 15b synthesizes the display image so that at least a part of the display image is included in the converted virtual screen area. Then, the image on the generated image area obtained by synthesizing the display image by the image synthesis execution unit 15 b is output to the image conversion means 16.

ここで、画像合成実行部15bが、表示画像の少なくとも一部が変換仮想画面領域に含まれるように表示画像を合成するためには、画像合成領域設定部15aは、画像合成領域と変換仮想画面領域の少なくとも一部が重複するように、画像合成領域を設定する必要がある。そして、画像合成領域設定部15aによって設定される画像合成領域と変換仮想画面領域との重複する範囲の画像が、後記する画像変換手段16によって変換されて生成される逆歪み付加画像に含まれる画像となる。よって、例えば、画像合成領域設定部15aが、変換仮想画面領域にこの画像合成領域全体を含ませるように画像合成領域を設定するようにすると、画像変換手段16によって変換されて生成される逆歪み付加画像には、合成した表示画像全体を含ませることができる。また、画像合成領域設定部15aが、変換仮想画面領域に画像合成領域の一部を含ませるように画像合成領域を設定するようにすると、画像変換手段16によって変換して生成される逆歪み付加画像には、合成した表示画像のうち、画像合成領域と変換仮想画面領域の重複する範囲の画像のみを含ませることができる。   Here, in order for the image composition execution unit 15b to compose the display image so that at least a part of the display image is included in the conversion virtual screen region, the image composition region setting unit 15a includes the image composition region and the conversion virtual screen. It is necessary to set the image composition area so that at least a part of the area overlaps. Then, an image included in the reverse distortion-added image generated by converting the image in the overlapping range between the image composition area set by the image composition area setting unit 15a and the converted virtual screen area by the image conversion means 16 described later. It becomes. Therefore, for example, when the image composition area setting unit 15a sets the image composition area so that the entire image composition area is included in the converted virtual screen area, the inverse distortion generated by the conversion by the image conversion means 16 is generated. The additional image can include the entire combined display image. Further, when the image composition area setting unit 15a sets the image composition area so that a part of the image composition area is included in the converted virtual screen area, the inverse distortion addition generated by the image conversion means 16 is generated. The image can include only an image in a range where the image synthesis area and the conversion virtual screen area overlap among the synthesized display images.

ここで、図4を参照(適宜図1参照)して、画像合成手段15が、仮想平面上に画像合成領域を設定し、表示画像を合成する例について説明する。図4は、仮想平面上に画像合成領域を設定し、表示画像を合成する例を示した説明図である。   Here, with reference to FIG. 4 (refer to FIG. 1 as appropriate), an example in which the image composition unit 15 sets an image composition area on a virtual plane and composes a display image will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example in which an image synthesis area is set on a virtual plane and a display image is synthesized.

画像合成領域設定部15aは、生成画像領域設定部13bから入力された変換仮想画面領域情報と生成画像領域情報とに基づいて、仮想平面設定手段13で設定された仮想平面上に画像合成領域を設定する。例えば、図4に示すように、生成画像領域設定部13bによって、仮想平面S上に頂点spa’,spb’,spc’,spd’をもつ変換仮想画面領域Dv’と、頂点spa”,spb”,spc”,spd”をもつ生成画像領域Ivとが設定されたとする。そして、画像合成領域設定部15aは、変換仮想画面領域Dv’内に、頂点spe、spf、spg、sphによって囲まれる画像合成領域Diを設定する。   The image composition area setting unit 15a sets an image composition area on the virtual plane set by the virtual plane setting unit 13 based on the converted virtual screen area information and the generated image area information input from the generated image area setting unit 13b. Set. For example, as illustrated in FIG. 4, the generated image area setting unit 13 b causes the converted virtual screen area Dv ′ having vertices spa ′, spb ′, spc ′, and spd ′ on the virtual plane S and the vertices spa ″, spb ″. , Spc ″, spd ″ and the generated image area Iv are set. Then, the image composition area setting unit 15a sets an image composition area Di surrounded by the vertices spe, spf, spg, and sph in the converted virtual screen area Dv ′.

さらに、画像合成実行部15bは、画像合成領域に入力手段14から入力された表示画像を合成する。図4では、入力手段14から、「正しいアスペクト」という文字が描画された表示画像が入力されたとして、この表示画像を画像合成領域Diに合成している。そして、画像合成実行部15bは、生成画像領域Iv内の画像を、画像変換手段16に出力する。   Further, the image composition execution unit 15b synthesizes the display image input from the input unit 14 in the image composition area. In FIG. 4, assuming that a display image in which the characters “correct aspect” are drawn is input from the input unit 14, the display image is combined with the image combining region Di. Then, the image composition execution unit 15 b outputs the image in the generated image area Iv to the image conversion unit 16.

図1に戻って説明を続ける。画像変換手段16は、画像合成実行部15bから入力された生成画像領域上の画像から、変換仮想画面領域内の画像を生成画像領域に対応付けて変換し、逆歪み付加画像を生成するものである。ここで、画像変換手段16は、画像合成実行部15bから入力された生成画像領域上の画像に含まれる、変換仮想画面領域内の画像を、変換仮想画面領域を生成画像領域に一致させるように変形させる(変換する)。そして、この変換された画像を逆歪み付加画像として表示手段17に出力する。   Returning to FIG. 1, the description will be continued. The image conversion means 16 converts the image in the converted virtual screen area from the image on the generated image area input from the image composition execution unit 15b in association with the generated image area, and generates a reverse distortion added image. is there. Here, the image conversion means 16 matches the image in the converted virtual screen area included in the image on the generated image area input from the image composition execution unit 15b with the converted virtual screen area to the generated image area. Deform (convert). Then, this converted image is output to the display means 17 as a reverse distortion added image.

ここで、図4および図5を参照(適宜図1参照)して、画像合成実行部15bから入力された生成画像領域上の画像から、変換仮想画面領域内の画像を生成画像領域に対応付けて変換し、逆歪み付加画像を生成する例について説明する。図5(a)は、図4の変換仮想画面領域内の画像を生成画像領域に対応付けて変換した逆歪み付加画像を示した説明図、(b)は、(a)の逆歪み付加画像を表示画面に表示して鑑賞者の位置から見たときの逆歪み付加画像を示した説明図である。   Here, referring to FIG. 4 and FIG. 5 (refer to FIG. 1 as appropriate), the image in the converted virtual screen area is associated with the generated image area from the image on the generated image area input from the image composition execution unit 15b. An example of generating an inverse distortion-added image will be described. FIG. 5A is an explanatory view showing a reverse distortion added image obtained by converting the image in the converted virtual screen area of FIG. 4 in association with the generated image area, and FIG. 5B is a reverse distortion added image of FIG. It is explanatory drawing which showed the reverse distortion addition image when displaying on a display screen and seeing from the position of a viewer.

図4に示すような、生成画像領域Iv内の画像が画像合成実行部15bから入力された場合に、画像変換手段16は、変換仮想画面領域Dv’内の画像を生成画像領域に対応付けて変換し、逆歪み付加画像を生成する。つまり、画像変換手段16は、図4の変換仮想画面領域Dv’の頂点spa’,spb’,spc’,spd’が、それぞれ生成画像領域Ivの頂点spa”,spb”,spc”,spd”と一致するように、変換仮想画面領域Dv’内の画像を変形させる処理を行う。この変換仮想画面領域Dv’内の画像の変換は、透視変換などの画像変換技術によって実現できる。   When an image in the generated image area Iv as shown in FIG. 4 is input from the image composition execution unit 15b, the image conversion means 16 associates the image in the converted virtual screen area Dv ′ with the generated image area. Conversion is performed to generate an inverse distortion added image. That is, the image conversion means 16 uses the vertices spa ′, spb ′, spc ′, spd ′ of the converted virtual screen area Dv ′ of FIG. 4 as the vertices spa ″, spb ″, spc ″, spd ″ of the generated image area Iv, respectively. Is performed so as to deform the image in the converted virtual screen area Dv ′. The conversion of the image in the conversion virtual screen area Dv ′ can be realized by an image conversion technique such as perspective conversion.

そして、この変換によって、変換仮想画面領域Dv’内の画像全体が変形され、変換仮想画面領域Dv’内の画像は、図5(a)に示すように、鑑賞者の位置に対応して変形された画像、つまり、逆歪みが付加された画像となり、この逆歪み付加画像は、表示画面に表示して鑑賞者の位置から見ると、図5(b)のように見えるものとなる。   By this conversion, the entire image in the converted virtual screen area Dv ′ is deformed, and the image in the converted virtual screen area Dv ′ is deformed corresponding to the position of the viewer as shown in FIG. This image, that is, an image to which reverse distortion is added, is displayed on the display screen and viewed from the viewer's position as shown in FIG.

図1に戻って説明を続ける。表示手段17は、画像変換手段16から入力された逆歪み付加画像を解析して、表示可能な出力形式に変換して表示装置4へ出力するものである。   Returning to FIG. 1, the description will be continued. The display means 17 analyzes the reverse distortion added image input from the image conversion means 16, converts it into a displayable output format, and outputs it to the display device 4.

以上、本発明に係る画像生成装置1の構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ここでは、画像生成装置1によって生成された逆歪み付加画像を、外部に接続した表示装置4によって表示する場合について説明したが、表示装置4の代わりに、外部に映像投射装置を接続して、画像生成装置1によって生成された逆歪み付加画像を、映像投射装置から投射させてスクリーン等に表示する構成としても良い。この場合、画像生成装置1は、スクリーン上の画像を投射する領域の大きさと位置とを予め登録しておき、仮想空間設定手段12によって、鑑賞者の位置と、画像を投射する領域とを仮想空間上に仮想鑑賞者位置と仮想画面領域として設定し、画像変換手段16によって変換された逆歪み付加画像を、映像投射装置に出力することで実現できる。   The configuration of the image generation apparatus 1 according to the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this. For example, here, the case where the reverse distortion added image generated by the image generation device 1 is displayed by the display device 4 connected to the outside has been described. However, instead of the display device 4, a video projection device is connected to the outside. Thus, the reverse distortion-added image generated by the image generation device 1 may be projected from the video projection device and displayed on a screen or the like. In this case, the image generating apparatus 1 registers in advance the size and position of the area on the screen where the image is projected, and the virtual space setting unit 12 virtually determines the position of the viewer and the area where the image is projected. This can be realized by setting the virtual viewer position and the virtual screen area on the space, and outputting the reverse distortion added image converted by the image conversion means 16 to the video projection device.

なお、画像生成装置1は、一般的なコンピュータにプログラムを実行させ、コンピュータ内の演算装置や記憶装置を動作させることで実現することができる。このプログラム(画像生成プログラム)は、通信回線を介して配布することもできるし、また、CD−ROM等の記録媒体に記録して配布することも可能である。   The image generation apparatus 1 can be realized by causing a general computer to execute a program and operating an arithmetic device or a storage device in the computer. This program (image generation program) can be distributed via a communication line, or can be recorded and distributed on a recording medium such as a CD-ROM.

[画像生成装置の動作(第一の実施の形態)]
次に、図6を参照(適宜図1参照)して、本発明における画像生成装置1の動作について説明する。図6は、画像生成装置が、表示画面に対して正対位置からずれた位置で鑑賞者が表示画像を見たときに発生する、画像の歪みを除去した逆歪み付加画像を生成する動作を示したフローチャートである。
[Operation of Image Generating Device (First Embodiment)]
Next, the operation of the image generation apparatus 1 according to the present invention will be described with reference to FIG. 6 (refer to FIG. 1 as appropriate). FIG. 6 shows an operation in which the image generation apparatus generates an inverse distortion-added image from which image distortion is removed, which occurs when the viewer views the display image at a position deviated from the directly-facing position with respect to the display screen. It is the shown flowchart.

画像生成装置1は、表示装置4の表示画面の位置および大きさと、位置検出カメラ2,2の位置を登録する(ステップS11)。ここで、表示画面の位置と大きさとは、例えば、表示画面の中心の位置(地表面からの高さ)と表示画面の幅と高さや、表示画面の下辺左端の地表面からの高さと表示画面の縦と横の辺の長さなどで表しても良いし、あるいは、基準となる座標軸を設けておき、その座標によって表すようにしても良い。また、位置検出カメラ2,2の位置とは、表示画面からの位置を特定できるものであれば良い。   The image generation device 1 registers the position and size of the display screen of the display device 4 and the positions of the position detection cameras 2 and 2 (step S11). Here, the position and size of the display screen are, for example, the center position of the display screen (height from the ground surface), the width and height of the display screen, and the height from the ground surface at the lower left edge of the display screen. It may be expressed by the length of the vertical and horizontal sides of the screen, or a reference coordinate axis may be provided and expressed by the coordinates. Further, the position of the position detection cameras 2 and 2 may be any position that can specify the position from the display screen.

また、画像生成装置1は、鑑賞者を撮像した撮像画像を、位置検出カメラ2,2から入力する(ステップS12)。   Further, the image generating apparatus 1 inputs a captured image obtained by capturing the viewer from the position detection cameras 2 and 2 (step S12).

(鑑賞者位置検出ステップ)
そして、鑑賞者位置検出手段11の鑑賞者検出部11aは、位置検出カメラ2,2から入力された各々の撮像画像から鑑賞者の顔を検出する(ステップS13)。さらに、鑑賞者位置検出手段11の鑑賞者位置算出部11bは、鑑賞者検出部11aで検出された検出結果から鑑賞者の目(視点)の位置を算出する(ステップS14)。
(Viewer position detection step)
Then, the viewer detection unit 11a of the viewer position detection unit 11 detects the viewer's face from each captured image input from the position detection cameras 2 and 2 (step S13). Further, the viewer position calculation unit 11b of the viewer position detection unit 11 calculates the position of the viewer's eyes (viewpoint) from the detection result detected by the viewer detection unit 11a (step S14).

(仮想空間設定ステップ)
そして、仮想空間設定手段12の仮想画面領域設定部12aは、仮想空間の座標軸を設定する(ステップS15)。さらに、仮想画面領域設定部12aは、ステップS11において登録された表示画面の位置と大きさに基づいて、仮想空間上に仮想画面領域を設定する(ステップS16)。また、仮想空間設定手段12の仮想鑑賞者位置設定部12bは、ステップS14において、鑑賞者位置算出部11bによって算出された鑑賞者の目の位置の算出結果と、予め登録された位置検出カメラ2,2の位置とに基づいて、鑑賞者の目の位置を仮想空間上に仮想鑑賞者位置として設定する(ステップS17)。
(Virtual space setting step)
Then, the virtual screen area setting unit 12a of the virtual space setting unit 12 sets the coordinate axis of the virtual space (step S15). Further, the virtual screen area setting unit 12a sets a virtual screen area on the virtual space based on the position and size of the display screen registered in step S11 (step S16). Further, the virtual viewer position setting unit 12b of the virtual space setting unit 12 calculates the viewer's eye position calculated by the viewer position calculation unit 11b in step S14 and the position detection camera 2 registered in advance. , 2 is set as the virtual viewer position in the virtual space based on the positions of the viewers (step S17).

(仮想平面設定ステップ)
そして、仮想平面設定手段13の変換仮想画面領域設定部13aは、ステップS16において設定された仮想画面領域の中心の位置(仮想空間上の座標)と、ステップS17において設定された仮想鑑賞者位置(仮想空間上の座標)とに基づいて、仮想視点(仮想鑑賞者位置)から前記仮想画面領域の中心を通る半直線を法線とする仮想平面を設定する(ステップS18)。さらに、変換仮想画面領域設定部13aは、ステップS16において設定された仮想画像領域の各頂点と仮想視点とを通る直線と仮想平面との交点の座標を算出し、仮想平面上のこれらの交点によって囲まれる領域を変換仮想画面領域として設定する(ステップS19)。さらに、仮想平面設定手段13の生成画像領域設定部13bは、ステップS19において、変換仮想画面領域設定部13aによって設定された変換仮想画面領域を含み、仮想画面領域と同じ縦横比の矩形の領域を、仮想平面上に生成画像領域として設定する(ステップS20)。また、生成画像領域設定部13bは、仮想平面上に座標軸を設定し、生成画像領域と変換仮想画面領域とを仮想平面上の座標に変換する(ステップS21)。
(Virtual plane setting step)
Then, the conversion virtual screen area setting unit 13a of the virtual plane setting means 13 and the position of the center of the virtual screen area set in step S16 (coordinates in the virtual space) and the virtual viewer position set in step S17 ( On the basis of the coordinates in the virtual space), a virtual plane having a normal line from the virtual viewpoint (virtual viewer position) passing through the center of the virtual screen area is set (step S18). Furthermore, the conversion virtual screen area setting unit 13a calculates the coordinates of the intersections between the straight line passing through each vertex of the virtual image area set in step S16 and the virtual viewpoint and the virtual plane, and uses these intersections on the virtual plane. The enclosed area is set as the conversion virtual screen area (step S19). Further, the generated image area setting unit 13b of the virtual plane setting unit 13 includes a converted virtual screen area set by the converted virtual screen area setting unit 13a in step S19, and a rectangular area having the same aspect ratio as the virtual screen area. The generated image area is set on the virtual plane (step S20). Further, the generated image area setting unit 13b sets coordinate axes on the virtual plane, and converts the generated image area and the converted virtual screen area into coordinates on the virtual plane (step S21).

そして、入力手段14は、表示画面に表示するための表示画像を入力する(ステップS22)。   And the input means 14 inputs the display image for displaying on a display screen (step S22).

(画像合成ステップ)
また、画像合成手段15の画像合成領域設定部15aは、ステップS18において、仮想平面設定手段13によって設定された仮想平面上に画像合成領域を設定する(ステップS23)。そして、画像合成手段15の画像合成実行部15bは、この仮想平面上の画像合成領域に、ステップS22において入力された表示画像を合成する(ステップS24)。
(Image composition step)
The image composition area setting unit 15a of the image composition means 15 sets an image composition area on the virtual plane set by the virtual plane setting means 13 in step S18 (step S23). Then, the image composition execution unit 15b of the image composition unit 15 composes the display image input in step S22 with the image composition area on the virtual plane (step S24).

(画像変換ステップ)
さらに、画像変換手段16は、ステップS24において表示画像を合成された生成画像領域上の画像から、変換仮想画面領域内の画像を生成画像領域に対応付けて変換し、逆歪み付加画像を生成する(ステップS25)。
(Image conversion step)
Further, the image conversion means 16 converts the image in the converted virtual screen area in association with the generated image area from the image on the generated image area obtained by synthesizing the display image in step S24, and generates a reverse distortion added image. (Step S25).

そして、表示手段17は、ステップS25で生成された逆歪み付加画像を表示装置4の表示画面に表示する(ステップS26)。   Then, the display unit 17 displays the reverse distortion added image generated in step S25 on the display screen of the display device 4 (step S26).

そして、表示画面を生成する動作を終了しない場合(ステップS27でNo)、つまり新たな表示画像が入力手段14から入力される場合には、ステップS12に戻って、位置検出カメラ2,2から撮像画像を入力する動作以降の動作を行う。一方、表示画面を生成する動作を終了する場合(ステップS27でYes)、つまり新たな表示画像が入力手段14から入力されない場合には、動作を終了する。   If the operation for generating the display screen is not completed (No in step S27), that is, if a new display image is input from the input unit 14, the process returns to step S12 and is imaged from the position detection cameras 2 and 2. The operation after the image input operation is performed. On the other hand, when the operation for generating the display screen is ended (Yes in step S27), that is, when a new display image is not input from the input unit 14, the operation is ended.

以上の動作によって、画像生成装置1は、位置検出カメラから入力される撮像画像から、鑑賞者の位置を検出し、その鑑賞者の位置と表示画面の位置と大きさとに基づいて、表示画面に対して正対位置からずれた位置で鑑賞者が見たときに発生する歪みを除去するための逆歪みを入力される表示画像に付加した逆歪み付加画像を生成することができる。そして、入力される表示画像ごとに鑑賞者の位置を検出して、逆歪みを付加した画像を生成するため、鑑賞者の表示画面に対する位置を常時検出し、鑑賞者から見て常に歪みの無い映像を生成することができる。   With the above operation, the image generating apparatus 1 detects the position of the viewer from the captured image input from the position detection camera, and displays the position on the display screen based on the position of the viewer and the position and size of the display screen. On the other hand, it is possible to generate a reverse distortion-added image in which reverse distortion for removing distortion that occurs when the viewer looks at a position shifted from the directly-facing position is added to the input display image. Since the viewer's position is detected for each input display image and an image with reverse distortion added is generated, the viewer's position on the display screen is always detected, and no distortion is always seen from the viewer. Video can be generated.

なお、ここでは、仮想平面設定手段13の生成画像領域設定部13bが、仮想平面上に生成画像領域を設定した(ステップS20)後に、仮想平面上に座標軸を設定して変換仮想画面領域と生成画像領域とを平面座標に変換し(ステップS21)、続いて、画像合成手段15の画像合成領域設定部15aが、仮想平面上に画像合成領域を設定し(ステップS23)、さらに、画像合成実行部15bが、この画像合成領域に表示画像を合成する(ステップS24)場合について説明したが、生成画像領域設定部13bによって設定される生成画像領域は、画像変換手段16が、変換画像領域内の画像を変換する(ステップS25)前に設定されていれば良く、例えば、画像変換装置1が、変換仮想画面領域を設定した(ステップS19)後に、仮想平面上に座標軸を設定して変換仮想画面領域を平面座標に変換し(ステップS21)、そして、この仮想平面上に画像合成領域を設定して(ステップS23)、この画像合成領域に表示画像を合成し(ステップS24)、その後に、仮想平面上に生成画像領域を設定する(ステップS20)ようにしても良い。   Here, after the generated image area setting unit 13b of the virtual plane setting unit 13 sets the generated image area on the virtual plane (step S20), the coordinate axis is set on the virtual plane to generate the converted virtual screen area. The image area is converted into plane coordinates (step S21), and then the image composition area setting unit 15a of the image composition unit 15 sets the image composition area on the virtual plane (step S23), and further executes image composition. Although the case where the unit 15b synthesizes the display image with this image synthesis region (step S24) has been described, the generated image region set by the generated image region setting unit 13b is determined by the image conversion means 16 within the converted image region. For example, after the image conversion apparatus 1 sets the conversion virtual screen area (step S19), the image may be set before the image conversion (step S25). A coordinate axis is set on the virtual plane to convert the converted virtual screen area into a plane coordinate (step S21), and an image composition area is set on the virtual plane (step S23), and a display image is displayed in the image composition area. May be combined (step S24), and then the generated image area may be set on the virtual plane (step S20).

[画像生成装置の利用例1]
次に、図7を参照(適宜図1参照)して、本発明にかかる画像生成装置の利用例について説明する。ここでは、テレビスタジオでの合成映像の制作時に、出演者には見えるが、テレビカメラには映らない間欠投射光の技術(特願2001−142262号公報参照)によって、出演者に文字や図などの情報の提示を行う場合に、この画像生成装置1を適用する例について説明する。図7(a)は、出演者への情報を提示するための表示画像を投射装置から投射する例を示した説明図、(b)は、出演者への情報を提示するための表示画像を、画像生成装置(図示せず)によって、出演者から見た画像の歪みを除去して投射装置から投射する状態を示す説明図である。
[Usage example 1 of image generating apparatus]
Next, referring to FIG. 7 (refer to FIG. 1 as appropriate), an example of use of the image generation apparatus according to the present invention will be described. Here, when a composite video is produced in a television studio, characters or figures are shown to the performer by the technique of intermittent projection light that is visible to the performer but not reflected on the television camera (see Japanese Patent Application No. 2001-142262). An example in which the image generation apparatus 1 is applied when presenting the information will be described. FIG. 7A is an explanatory view showing an example in which a display image for presenting information to performers is projected from the projection device, and FIG. 7B is a display image for presenting information to performers. It is explanatory drawing which shows the state which removes the distortion of the image seen from the performer, and projects from a projection apparatus with an image generation apparatus (not shown).

従来、図7(a)に示すように、投射装置Rによって、出演者Vへの情報を提示するための表示画像をそのまま投射すると、投射された映像Iの近くに出演者Vがいる場合には、この出演者Vから見ると映像Iは歪んで見える。   Conventionally, as shown in FIG. 7A, when a display image for presenting information to the performer V is projected as it is by the projection device R, the performer V is near the projected video I. When viewed from this performer V, video I looks distorted.

そこで、スタジオ内の天井等に位置検出カメラ2,2(図示せず)を設置して、出演者Vを含めたスタジオ内を撮像し、この撮像画像を画像生成装置1に入力するようにする。また、画像生成装置1には、出演者Vに対する文字や図などの情報を含んだ表示画像を入力し、この表示画像を投射するための投射装置を接続して、生成された逆歪み付加画像を投射装置からスクリーン等に投射させるようにする。また、投射装置Rによって画像が投射される部分の位置と大きさとを予め画像生成装置1に登録しておく。すると、画像生成装置1は、位置検出カメラ2によって撮像された撮像画像から出演者Vの位置を検出して、この出演者Vの位置と、画像が投射される部分の位置および大きさとに応じて、出演者Vから見た画像の歪みを除去した逆歪み付加画像を生成する。そして、図7(b)に示すように、投射装置Rによって、出演者Vから見て歪みの無い画像I’が投射される。このように、出演者に文字や図などの情報の提示する際に画像生成装置1を適用することで、投射(表示)される映像(画像)の近くに出演者(鑑賞者)がいる場合でも、出演者から見て歪みを除去した映像を表示することができ、出演者に対して有効に情報を提示することができる。   Therefore, position detection cameras 2 and 2 (not shown) are installed on the ceiling or the like in the studio, and the inside of the studio including the performer V is imaged, and this captured image is input to the image generation apparatus 1. . In addition, a display image including information such as characters and figures for the performer V is input to the image generation device 1 and a projection device for projecting the display image is connected to the generated reverse distortion added image. Is projected from the projection device onto a screen or the like. In addition, the position and size of the portion where the image is projected by the projection device R are registered in the image generation device 1 in advance. Then, the image generation device 1 detects the position of the performer V from the captured image captured by the position detection camera 2, and according to the position of the performer V and the position and size of the portion on which the image is projected. Thus, a reverse distortion-added image in which the distortion of the image viewed from the performer V is removed is generated. Then, as shown in FIG. 7B, the projection device R projects an image I ′ that is not distorted when viewed from the performer V. As described above, when the image generating device 1 is applied when presenting information such as characters and figures to the performer, there is a performer (viewer) near the projected image (image). However, it is possible to display an image from which distortion is removed when viewed from the performer, and to effectively present information to the performer.

[画像生成装置の利用例2]
次に、図8を参照(適宜図1参照)して、本発明にかかる画像生成装置1の他の利用例について説明する。ここでは、テレビ受像機にこの画像生成装置1を適用し、鑑賞者のテレビ受像機からの位置に応じて、テレビ番組とそれ以外の情報とを含む逆歪み付加画像を生成してテレビ受像機に表示させる例について説明する。図8(a)は、鑑賞者が表示画面に正対する位置から、画像生成装置(図示せず)によって生成された逆歪み付加画像を見る状態を示す説明図、(b)は、鑑賞者が表示画面に対して上の位置から、画像生成装置(図示せず)によって生成された逆歪み付加画像を見る状態を示す説明図、(c)は、鑑賞者が表示画面に対して左の位置から、画像生成装置(図示せず)によって生成された逆歪み付加画像を見る状態を示す説明図である。
[Usage example 2 of image generating apparatus]
Next, with reference to FIG. 8 (refer to FIG. 1 as appropriate), another usage example of the image generation apparatus 1 according to the present invention will be described. Here, the image generation apparatus 1 is applied to a television receiver, and a reverse distortion added image including a television program and other information is generated according to the position of the viewer from the television receiver to generate the television receiver. An example of displaying on the screen will be described. FIG. 8A is an explanatory view showing a state in which the viewer sees a reverse distortion-added image generated by an image generation device (not shown) from a position facing the display screen, and FIG. An explanatory view showing a state in which a reverse distortion added image generated by an image generation device (not shown) is viewed from the upper position with respect to the display screen. FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which a reverse distortion added image generated by an image generation device (not shown) is viewed.

図8(a)に示すように、鑑賞者Vがテレビ受像機の表示画面Fに正対する位置から表示画面Fを見る場合には、画像生成装置1は、位置検出カメラ2,2から入力される撮像画像から鑑賞者Vの位置を検出し、表示画面F全体にテレビ番組の映像を表示させる。   As shown in FIG. 8A, when the viewer V views the display screen F from a position facing the display screen F of the television receiver, the image generation device 1 is input from the position detection cameras 2 and 2. The position of the viewer V is detected from the captured image and the video of the television program is displayed on the entire display screen F.

また、鑑賞者Vが表示画面Fの正対位置から大きくずれた位置で表示画面Fを見ると、画像生成装置1は、位置検出カメラ2,2から入力される撮像画像から鑑賞者Vの位置を検出する。そして、検出された表示画面Fに対する鑑賞者Vの位置に応じて、画像生成装置1は、画像合成手段15の画像合成領域設定部15aによって、仮想平面上の変換仮想画面領域内に二つ以上の画像合成領域を設定する。ここで、画像生成装置1には、外部からテレビ番組の映像以外に、他の情報を含む画像を入力されており、画像合成実行部15bは、設定された複数の画像合成領域にそれぞれ異なる表示画像を合成する。これによって、鑑賞者のテレビ受像機からの位置に応じて、テレビ受像機にテレビ番組とそれ以外の情報とを含む逆歪み付加画像を表示することができる。   When the viewer V views the display screen F at a position greatly deviated from the directly-facing position of the display screen F, the image generation device 1 detects the position of the viewer V from the captured images input from the position detection cameras 2 and 2. Is detected. Then, according to the position of the viewer V with respect to the detected display screen F, the image generating device 1 uses the image composition area setting unit 15a of the image composition means 15 to place two or more in the converted virtual screen area on the virtual plane. Set the image composition area. Here, an image including other information in addition to the video of the TV program is input from the outside to the image generation apparatus 1, and the image composition execution unit 15 b displays different images in the set image composition areas. Composite the images. Accordingly, a reverse distortion added image including a television program and other information can be displayed on the television receiver according to the position of the viewer from the television receiver.

例えば、図8(b)の例は、鑑賞者Vがテレビ受像機の表示画面Fに対して上の位置から表示画面Fを見る場合を示し、このとき、画像生成装置1は、画像合成領域設定部15aによって、検出された鑑賞者Vの位置に応じて変換仮想画面領域内に上下に2つの画像合成領域を設定する。そして、画像生成装置1は、画像合成実行部15bによって、上に位置する画像合成領域にはテレビ番組の画像を、下に位置する画像合成領域には、例えば、外部から入力された、時刻を表示する画像を合成する。さらに、画像生成装置1は、画像変換手段16によって、この画像を変換して逆歪み付加画像を生成し、表示手段17によって、この逆歪み付加画像を表示画面Fに表示させる。これによって、鑑賞者Vが上の位置から見ているにもかかわらず、テレビ受像機に表示された逆歪み付加画像は鑑賞者Vから見て歪みのない画像となり、さらに、テレビ番組の映像の下には時刻の画像I1が表示されたものとなっている。 For example, the example of FIG. 8B shows a case where the viewer V views the display screen F from a position above the display screen F of the television receiver. The setting unit 15a sets up and down two image composition areas in the converted virtual screen area according to the detected position of the viewer V. Then, the image generation device 1 uses the image composition execution unit 15b to display the image of the TV program in the upper image composition area and the time inputted from the outside, for example, in the lower image composition area. Combine the images to be displayed. Furthermore, the image generation apparatus 1 converts the image by the image conversion unit 16 to generate a reverse distortion added image, and causes the display unit 17 to display the reverse distortion addition image on the display screen F. As a result, although the viewer V is viewing from the upper position, the reverse distortion-added image displayed on the television receiver becomes an image without distortion as viewed from the viewer V, and further, the video of the TV program is displayed. A time image I 1 is displayed below.

また、図8(c)の例は、鑑賞者Vがテレビ受像機の表示画面Fに対して左の位置から表示画面Fを見る場合を示し、このとき、画像生成装置1は、検出された鑑賞者Vの位置に応じて変換仮想画面領域内に左右に2つの画像合成領域を設定する。そして、画像生成装置1は、左に位置する画像合成領域にはテレビ番組の画像を、右に位置する画像合成領域には、例えば、外部から入力された、テレビ受像機の調整メニューを表示する画像を合成する。さらに、画像生成装置1は、この画像を変換して逆歪み付加画像を生成し、この逆歪み付加画像を表示画面Fに表示させる。これによって、表示された逆歪み付加画像は、鑑賞者Vから見て歪みのない画像となり、さらに、テレビ番組の映像の右にはテレビ受像機の調整メニューの画像I2が表示されたものとなっている。 8C shows a case where the viewer V views the display screen F from the left position with respect to the display screen F of the television receiver. At this time, the image generating apparatus 1 is detected. Two image composition areas are set on the left and right in the converted virtual screen area according to the position of the viewer V. Then, the image generating apparatus 1 displays an image of a television program in the image composition area located on the left, and displays, for example, an adjustment menu of the television receiver input from the outside in the image composition area located on the right. Composite the images. Further, the image generation apparatus 1 converts the image to generate a reverse distortion added image, and displays the reverse distortion added image on the display screen F. As a result, the displayed reverse distortion added image becomes an image having no distortion when viewed from the viewer V, and further, the image I 2 of the adjustment menu of the television receiver is displayed on the right of the video of the television program. It has become.

これによって、画像生成装置1は、複数の表示画像を同時に入力し、表示画面に対する鑑賞者の位置に基づいて一以上の表示画像を合成し、表示画面に表示した際に鑑賞者から見て歪みが生じない逆歪み付加画像を生成する。このとき、鑑賞者の位置に応じて複数の表示画像を組み合わせた画像を表示することができるため、鑑賞者が所望する情報を含む画像を提示させるために表示画面に対する位置を変えることで、画像生成装置1は、その位置に対応する画像、つまり鑑賞者の所望する画像を含む逆歪み付加画像を生成し、表示画面に表示させることができる。   Thereby, the image generating apparatus 1 inputs a plurality of display images at the same time, synthesizes one or more display images based on the position of the viewer with respect to the display screen, and distorts when viewed from the viewer when displayed on the display screen. A reverse distortion-added image that does not occur is generated. At this time, an image obtained by combining a plurality of display images can be displayed according to the position of the viewer. Therefore, by changing the position with respect to the display screen in order to present an image including information desired by the viewer, the image The generation apparatus 1 can generate an image corresponding to the position, that is, an inverse distortion-added image including an image desired by the viewer, and display the image on the display screen.

[画像生成装置(第二の実施の形態)]
次に、図9を参照して、本発明における第二の実施の形態である画像生成装置1Bについて説明する。図9は、本発明における第二の実施の形態である画像生成装置の構成を示したブロック図である。図9に示すように、画像生成装置1Bは、鑑賞者の位置に基づいて画像(コンピュータグラフィックス)を生成し、その画像から逆歪み付加画像を生成するものである。
[Image generation apparatus (second embodiment)]
Next, with reference to FIG. 9, an image generating apparatus 1B according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of an image generation apparatus according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the image generating apparatus 1B generates an image (computer graphics) based on the position of the viewer, and generates a reverse distortion added image from the image.

画像生成装置1Bは、画像生成装置1に、仮想平面設定手段13Bと、画像合成手段15Bと、表示画像生成手段18と、描画データベース19とを付加して構成した。画像生成装置1内の仮想平面設定手段13B、画像合成手段15B、表示画像生成手段18および描画データベース19以外の構成は、図1に示したものと同一であるので、同一の符号を付し、説明を省略する。   The image generation device 1B is configured by adding a virtual plane setting unit 13B, an image synthesis unit 15B, a display image generation unit 18, and a drawing database 19 to the image generation device 1. The configuration other than the virtual plane setting unit 13B, the image synthesis unit 15B, the display image generation unit 18 and the drawing database 19 in the image generation apparatus 1 is the same as that shown in FIG. Description is omitted.

仮想平面設定手段13Bは、仮想鑑賞者位置を仮想視点とし、この仮想視点から前記仮想画面領域の中心を通る半直線を法線とする仮想平面を設定し、変換仮想画面領域と生成画像領域とを設定するものである。そして、生成画像領域設定部13Bbは、仮想平面上における変換仮想画面領域を表す変換仮想画面領域情報と、生成画像領域とを表す生成画像領域情報とを画像合成手段15に出力する。また、生成画像領域設定部13Bbは、仮想空間上における生成画像領域を表す生成画像領域空間情報と、仮想空間設定手段12から入力される仮想鑑賞者位置情報および仮想画面領域情報とを表示画像生成手段18に出力する。なお、この仮想平面設定手段13Bは、仮想平面設定手段13(図1)に比べて出力先が増えているだけで機能は同じものである。   The virtual plane setting unit 13B sets a virtual plane having a virtual viewer position as a virtual viewpoint and a normal line extending from the virtual viewpoint and passing through the center of the virtual screen area, and a converted virtual screen area, a generated image area, Is set. Then, the generated image area setting unit 13Bb outputs the converted virtual screen area information representing the converted virtual screen area on the virtual plane and the generated image area information representing the generated image area to the image composition unit 15. The generated image area setting unit 13Bb generates generated image area information representing a generated image area in the virtual space, and virtual viewer position information and virtual screen area information input from the virtual space setting unit 12. Output to means 18. The virtual plane setting unit 13B has the same function as the virtual plane setting unit 13 (FIG. 1) except that the number of output destinations is increased.

表示画像生成手段18は、仮想平面設定手段13Bから入力される仮想鑑賞者位置情報と仮想画面領域情報と生成画像領域空間情報とに基づいて表示画像を生成するものである。表示画像生成手段18は、表示画像生成範囲設定部18aと表示画像生成実行部18bとを備える。   The display image generating unit 18 generates a display image based on the virtual viewer position information, virtual screen region information, and generated image region space information input from the virtual plane setting unit 13B. The display image generation unit 18 includes a display image generation range setting unit 18a and a display image generation execution unit 18b.

表示画像生成範囲設定部18aは、仮想平面設定手段13Bから入力される仮想鑑賞者位置情報と仮想画面領域情報と生成画像領域空間情報とに基づいて、表示画像生成範囲を設定するものである。ここで、表示画像生成範囲は、後記する表示画像生成実行部18bによって表示画像(コンピュータグラフィックス)を生成する範囲を表すものであり、仮想鑑賞者位置を仮想視点とし、仮想視点から変換仮想画面領域の各頂点を結んだ直線によって囲まれる範囲である。   The display image generation range setting unit 18a sets a display image generation range based on virtual viewer position information, virtual screen area information, and generated image area space information input from the virtual plane setting unit 13B. Here, the display image generation range represents a range in which a display image (computer graphics) is generated by the display image generation execution unit 18b described later. The virtual viewer position is a virtual viewpoint, and the virtual viewpoint is converted into a virtual screen. A range surrounded by a straight line connecting the vertices of the region.

ここで、図10を参照(適宜図9参照)して、仮想鑑賞者位置情報と仮想画面領域情報と生成画像領域空間情報とに基づいて、表示画像生成範囲設定部18aが、表示画像生成範囲を設定する例について説明する。図10は、仮想鑑賞者位置情報と仮想画面領域情報と生成画像領域空間情報とに基づいて、表示画像生成範囲を設定する例を示した説明図である。   Here, referring to FIG. 10 (refer to FIG. 9 as appropriate), the display image generation range setting unit 18a performs display image generation range based on the virtual viewer position information, virtual screen area information, and generated image area space information. An example of setting will be described. FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an example in which a display image generation range is set based on virtual viewer position information, virtual screen area information, and generated image area space information.

まず、表示画像生成範囲設定部18aは、仮想空間設定手段12と仮想平面設定手段13Bで設定された、仮想空間上の仮想鑑賞者位置と生成画像領域を、後記する表示画像生成実行部18bで表示画像(コンピュータグラフィックス)を生成する際に基準となる座標(以下、CG座標という)に変換する。ここで、仮想画面領域とCG座標の座標軸との関係、あるいは仮想空間の座標軸とCG座標の座標軸との関係等を予め定めておくことで、仮想鑑賞者位置および生成画像領域の座標をCG座標に変換することができる。例えば、図10に示すように、表示画像生成範囲設定部18aは、CG座標の座標軸gX,gY,gZを設定し、仮想空間設定手段12が設定した仮想鑑賞者位置Ppおよび仮想平面設定手段13Bが設定した生成画像領域IvをCG座標に変換する。つまり、仮想鑑賞者位置Ppと生成画像領域Ivの各頂点Pa”,Pb”,Pc”,Pd”の座標をCG座標に変換し、CG座標上の仮想鑑賞者位置gPpと生成画像領域の各頂点gPa”,gPb”,gPc”,gPd”とを算出する。   First, the display image generation range setting unit 18a uses the display image generation execution unit 18b described later for the virtual viewer position and the generated image area in the virtual space set by the virtual space setting unit 12 and the virtual plane setting unit 13B. The display image (computer graphics) is converted into a reference coordinate (hereinafter referred to as CG coordinate) when it is generated. Here, the relationship between the virtual screen region and the coordinate axis of the CG coordinate or the relationship between the coordinate axis of the virtual space and the coordinate axis of the CG coordinate is determined in advance, so that the virtual viewer position and the coordinates of the generated image region are set to the CG coordinate. Can be converted to For example, as shown in FIG. 10, the display image generation range setting unit 18a sets the coordinate axes gX, gY, gZ of the CG coordinates, and the virtual viewer position Pp and the virtual plane setting unit 13B set by the virtual space setting unit 12. The generated image area Iv set by is converted into CG coordinates. That is, the coordinates of the virtual viewer position Pp and each vertex Pa ″, Pb ″, Pc ″, Pd ″ of the generated image area Iv are converted to CG coordinates, and the virtual viewer position gPp on the CG coordinates and each of the generated image areas are converted. Vertices gPa ″, gPb ″, gPc ″, and gPd ″ are calculated.

また、表示画像生成範囲設定部18aは、仮想鑑賞者位置を仮想視点とし、仮想視点から変換仮想画面領域の各頂点を結んだ直線によって囲まれる範囲を表示画像生成範囲とする。つまり、図10に示すように、表示画像生成範囲設定部18aは、仮想鑑賞者位置gPpを仮想視点gPpとする。さらに、表示画像生成範囲設定部18aは、この仮想視点gPpから、生成画像領域Ivの各頂点gPa”,gPb”,gPc”,gPd”を結んだ直線gLa,gLb,gLc,gLdによって囲まれる範囲Uを表示画像生成範囲とする。   The display image generation range setting unit 18a sets the virtual viewer position as a virtual viewpoint, and sets a range surrounded by a straight line connecting each vertex of the converted virtual screen area from the virtual viewpoint as a display image generation range. That is, as shown in FIG. 10, the display image generation range setting unit 18a sets the virtual viewer position gPp as the virtual viewpoint gPp. Further, the display image generation range setting unit 18a is surrounded by straight lines gLa, gLb, gLc, and gLd connecting the vertices gPa ″, gPb ″, gPc ″, and gPd ″ of the generated image region Iv from the virtual viewpoint gPp. Let U be the display image generation range.

図9に戻って説明を続ける。表示画像生成実行部18bは、描画データベース19に基づいて、表示画像生成範囲設定部18aで設定された表示画像生成範囲内の、仮想視点から見た画像を生成するものである。ここで、表示画像生成実行部18bによる画像(コンピュータグラフィックス)の生成は、公知のコンピュータグラフィックス生成技術によって実現できる。そして、表示画像生成実行部18bによって生成された表示画像は、画像合成手段15に出力される。   Returning to FIG. 9, the description will be continued. Based on the drawing database 19, the display image generation execution unit 18b generates an image viewed from a virtual viewpoint within the display image generation range set by the display image generation range setting unit 18a. Here, the generation of an image (computer graphics) by the display image generation execution unit 18b can be realized by a known computer graphics generation technique. Then, the display image generated by the display image generation execution unit 18 b is output to the image composition unit 15.

描画データベース19(3次元画像データ記憶手段)は、表示画像生成実行部18bにおいて、画像(コンピュータグラフィックス)の生成等に必要となる種々のデータを記憶するもので、半導体メモリ、ハードディスク等の一般的な記録媒体である。この描画データベース19は、表示画像生成実行部18bによって参照され、仮想視点から見た表示画像生成範囲内の画像を生成する際に用いられる。   The drawing database 19 (three-dimensional image data storage means) stores various data necessary for generating images (computer graphics) in the display image generation execution unit 18b, and is generally used for semiconductor memories, hard disks, and the like. Is a typical recording medium. The drawing database 19 is referred to by the display image generation execution unit 18b and is used when generating an image within the display image generation range viewed from the virtual viewpoint.

画像合成手段15Bは、仮想平面上に、表示画像を合成する領域である画像合成領域を設定し、この画像合成領域に表示画像生成手段18から入力された表示画像を合成するものである。画像合成手段15Bは、画像合成領域設定部15Baと画像合成実行部15Bbとを備える。   The image synthesizing unit 15B sets an image synthesizing region, which is a region for synthesizing the display image, on the virtual plane, and synthesizes the display image input from the display image generating unit 18 in this image synthesizing region. The image composition unit 15B includes an image composition area setting unit 15Ba and an image composition execution unit 15Bb.

画像合成領域設定部15Baは、表示画像生成手段18から入力された表示画像を合成する領域である画像合成領域を設定するものである。ここで、画像合成領域は入力された表示画像を合成する領域であり、この入力された表示画像は、表示画像生成手段18によって生成された、生成画像領域に対応する画像であるので、画像合成領域設定部15Baは、生成画像領域を画像合成領域として設定する。   The image composition area setting unit 15Ba is for setting an image composition area, which is an area in which the display image input from the display image generating means 18 is composed. Here, the image composition area is an area for synthesizing the input display image. Since the input display image is an image corresponding to the generated image area generated by the display image generating means 18, the image composition is performed. The area setting unit 15Ba sets the generated image area as an image synthesis area.

画像合成実行部15Bbは、画像合成領域設定部15Baで設定された画像合成領域内に表示画像生成手段18から入力された表示画像を合成するものである。そして、画像合成実行部15Bbによって、表示画像を合成された生成画像領域上の画像は、画像変換手段16に出力される。なお、この画像合成実行部15Bbは、画像合成実行部15b(図1)に比べて表示画像の入力先を入力手段14(図1)から表示画像生成手段18としただけで機能は同じものである。   The image composition execution unit 15Bb is for synthesizing the display image input from the display image generation means 18 within the image composition region set by the image composition region setting unit 15Ba. Then, the image on the generated image area obtained by synthesizing the display image by the image synthesis execution unit 15Bb is output to the image conversion means 16. The image composition execution unit 15Bb has the same function as the image composition execution unit 15b (FIG. 1) except that the input destination of the display image is changed from the input unit 14 (FIG. 1) to the display image generation unit 18. is there.

ここで、図11と図12を参照(適宜図9参照)して、画像合成手段15Bが、画像合成領域を設定して表示画像を合成し、画像変換手段16が、画像を変換する例について説明する。図11(a)は、表示画像生成手段18から入力された表示画像の例を示した説明図、(b)は、仮想平面上に画像合成領域を設定する例を示した説明図、(c)は、画像合成領域内に表示画像を合成する例を示した説明図である。また、図12(a)は、図11で合成された画像内の、変換仮想画面領域内の画像を示す説明図、(b)は、(a)の変換仮想画面領域内の画像を変換して逆歪み付加画像を生成する例を示した説明図である。   Here, referring to FIG. 11 and FIG. 12 (refer to FIG. 9 as appropriate), the image composition means 15B composes a display image by setting an image composition area, and the image conversion means 16 converts the image. explain. FIG. 11A is an explanatory view showing an example of a display image input from the display image generating means 18, and FIG. 11B is an explanatory view showing an example of setting an image composition area on a virtual plane. () Is an explanatory diagram showing an example of synthesizing a display image in an image synthesis area. FIG. 12A is an explanatory diagram showing an image in the converted virtual screen area in the image synthesized in FIG. 11, and FIG. 12B is an image converted in the converted virtual screen area in FIG. It is explanatory drawing which showed the example which produces | generates a reverse distortion addition image.

図11(a)に示すように、表示画像生成手段18から表示画像Gが入力され、図11(b)に示すように、仮想平面設定手段13Bによって、生成画像領域Ivと変換仮想画面領域Dv’とを設定した場合に、画像合成手段15Bの画像合成領域設定部15Baは、生成画像領域Ivを画像合成領域Diとする。そして、画像合成実行部15Bbは、図11(c)に示すように、画像合成領域設定部15Baが設定した画像合成領域Di(Iv)内に、表示画像Gを合成する。また、画像合成実行部15Bbは、この生成画像領域Iv内の画像を画像変換手段16に出力する。   As shown in FIG. 11 (a), the display image G is input from the display image generating means 18, and as shown in FIG. 11 (b), the generated image area Iv and the converted virtual screen area Dv are set by the virtual plane setting means 13B. 'Is set, the image composition area setting unit 15Ba of the image composition means 15B sets the generated image area Iv as the image composition area Di. Then, the image composition execution unit 15Bb synthesizes the display image G in the image composition region Di (Iv) set by the image composition region setting unit 15Ba, as shown in FIG. Further, the image composition execution unit 15Bb outputs the image in the generated image area Iv to the image conversion unit 16.

さらに、画像変換手段16は、画像合成実行部15Bbから入力された画像(図11(c))から、図12(a)に示す、変換画面領域内Dv’の画像を生成画像領域Ivに対応付けて変換し、逆歪み付加画像を生成する。つまり、画像変換手段16は、変換仮想画面領域Dv’の頂点spa’,spb’,spc’,spd’が、それぞれ生成画像領域Ivの頂点spa”,spb”,spc”,spd”と一致するように、変換仮想画面領域Dv’内の画像を変形させる処理を行う。この処理によって、変換仮想画面領域Dv’内の画像全体が変形される。そして、変換仮想画面領域Dv’内の画像は、図12(b)に示すように、鑑賞者の位置の対応して変形された画像となり、この逆歪み付加画像は、表示装置4の表示画面に表示して鑑賞者の位置から見ると、図12(a)に示す画像の、領域Dv’内の画像のように見えるものとなる。   Further, the image conversion means 16 corresponds to the generated image area Iv from the image (FIG. 11C) input from the image composition execution unit 15Bb, and the image of the converted screen area Dv ′ shown in FIG. And transform to generate a reverse distortion added image. In other words, the image converting means 16 has the vertices spa ′, spb ′, spc ′, spd ′ of the converted virtual screen area Dv ′ coincide with the vertices spa ″, spb ″, spc ″, spd ″ of the generated image area Iv, respectively. As described above, a process of deforming the image in the converted virtual screen area Dv ′ is performed. By this processing, the entire image in the converted virtual screen area Dv ′ is deformed. Then, as shown in FIG. 12B, the image in the converted virtual screen area Dv ′ becomes an image deformed corresponding to the position of the viewer, and this inverse distortion added image is displayed on the display screen of the display device 4. When viewed from the viewer's position, the image shown in FIG. 12A looks like an image in the region Dv ′.

これによって、画像生成装置1Bは、鑑賞者の位置に対応する表示画像を生成し、その表示画像から、表示画面に表示した際に鑑賞者から見て歪みが生じない逆歪み付加画像を生成する。そして、画像生成装置1Bは、CG座標上に仮想画面領域と仮想鑑賞者位置(仮想視点)を設定し、この仮想視点から見た表示画像(コンピュータグラフィックス)を生成して、この表示画像から表示画面を生成するので、鑑賞者が表示画面に対する位置を変えると、まるで窓から向こうの景色を鑑賞者が見ているように、表示画面に表示される逆歪み付加画像を鑑賞者の位置の移動に伴って変えることができる。例えば、鑑賞者が表示画面を上から見下ろすと、画像生成装置1Bは鑑賞者の位置を検出し、その位置に対応する逆歪み付加画像を生成する。そして、表示画面には、鑑賞者が表示画面に対して正対する位置から見る場合に表示される画像より下の部分にあたる画像が表示される。そのため、例えば、鑑賞者が見たい部分の画像が表示されるように鑑賞者の位置を変化させた場合に、画像生成装置1Bは、鑑賞者の見たい部分の画像を表示装置4の表示画面に表示させることができる。   Thereby, the image generation device 1B generates a display image corresponding to the position of the viewer, and generates a reverse distortion added image that does not cause distortion when viewed on the display screen from the display image. . Then, the image generation device 1B sets a virtual screen region and a virtual viewer position (virtual viewpoint) on the CG coordinates, generates a display image (computer graphics) viewed from this virtual viewpoint, and uses this display image. Since the display screen is generated, if the viewer changes the position relative to the display screen, the reverse distortion added image displayed on the display screen is displayed at the viewer's position as if the viewer is looking at the scenery beyond the window. It can change with movement. For example, when the viewer looks down on the display screen from above, the image generation device 1B detects the position of the viewer and generates an inverse distortion-added image corresponding to the position. Then, the display screen displays an image corresponding to a portion below the image displayed when the viewer looks from a position facing the display screen. Therefore, for example, when the position of the viewer is changed so that the portion of the image that the viewer wants to view is displayed, the image generation device 1B displays the image of the portion that the viewer wants to view on the display screen of the display device 4. Can be displayed.

以上、画像生成装置1Bの構成について説明したが、画像生成装置1Bは、コンピュータにおいて各手段を各機能プログラムとして実現することも可能であり、各機能プログラムを結合して画像生成プログラムとして動作させることも可能である。   The configuration of the image generation apparatus 1B has been described above. However, the image generation apparatus 1B can also realize each unit as each function program in a computer, and combine the function programs to operate as an image generation program. Is also possible.

なお、ここでは、表示画像生成手段18の表示画像生成範囲設定部18aは、仮想視点から生成画像領域の各頂点を結んだ直線に囲まれる範囲を表示画像生成範囲とし、画像合成手段15Bの画像合成領域設定部15Baは、生成画像領域を画像合成領域として設定するようにしたが、例えば、表示画像生成範囲設定部18aが、仮想視点から変換仮想画面領域の各頂点を結んだ直線によって囲まれる領域を表示画像生成範囲とし、画像合成領域設定部15Baが、変換仮想画面領域を画像合成領域とするようにしても良いし、表示画像生成範囲設定部18aが、仮想平面上の任意の領域(図示せず)を設定し、この仮想平面上の任意の領域と仮想視点とに基づいて表示画像生成範囲を設定し、画像合成領域設定部15Baが、前記の仮想平面上の任意の領域を画像合成領域とするようにしても良い。   Here, the display image generation range setting unit 18a of the display image generation means 18 uses the range surrounded by a straight line connecting the vertices of the generation image area from the virtual viewpoint as the display image generation range, and the image of the image composition means 15B. The synthesis area setting unit 15Ba sets the generated image area as the image synthesis area. For example, the display image generation range setting unit 18a is surrounded by a straight line connecting each vertex of the converted virtual screen area from the virtual viewpoint. The area may be set as a display image generation range, and the image composition area setting unit 15Ba may set the converted virtual screen area as an image composition area, or the display image generation range setting unit 18a may select an arbitrary area ( (Not shown), a display image generation range is set based on an arbitrary area on this virtual plane and a virtual viewpoint, and the image composition area setting unit 15Ba Any region of the upper may be an image combining region.

また、仮想空間設定手段12が設定する仮想空間の座標と、表示画像生成実行部18bで画像(コンピュータグラフィックス)を生成する際に基準となる座標(CG座標)とを同一に設定しても良く、このようにすることで、表示画像生成範囲設定部18aは、仮想空間上の仮想鑑賞者位置と仮想画面領域と生成画像領域をCG座標に変換する必要がなくなる。   Further, even if the coordinates of the virtual space set by the virtual space setting means 12 and the coordinates (CG coordinates) used as a reference when generating the image (computer graphics) by the display image generation execution unit 18b are set to be the same. In this way, the display image generation range setting unit 18a does not need to convert the virtual viewer position, the virtual screen area, and the generated image area in the virtual space into CG coordinates.

さらに、ここでは、表示画像生成手段18は描画データベースに基づいて、表示画像生成範囲内のコンピュータグラフィックスを生成する構成としたが、画像生成装置1Bが画像を入力する手段である入力手段(図示せず)を備え、この入力手段を介して画像を入力し、その画像から表示画像生成範囲に対応する画像(表示画像)を生成(抽出)する構成としても良い。このとき、入力手段から入力された画像は、表示画像生成手段18に入力されるようにする。そして、この入力された画像と仮想画面領域との対応関係を予め定めておき、それに基づいて、表示画像生成範囲設定部18aは、CG座標に対応する3次元座標を設定する。さらに、表示画像生成範囲設定部18aは、この3次元座標上に、入力された画像と、仮想画面領域、仮想視点および生成画像領域とを設定し、表示画像生成範囲を設定する。また、表示画像生成実行部18bは、入力手段から入力された画像から、表示画像生成範囲に対応する画像を抽出することで、表示画像生成手段18は、鑑賞者の位置に対応する表示画像を、入力される画像から生成することができる。   Further, here, the display image generation means 18 is configured to generate computer graphics within the display image generation range based on the drawing database. However, the image generation apparatus 1B is an input means for inputting an image (FIG. (Not shown), an image may be input via the input means, and an image (display image) corresponding to the display image generation range may be generated (extracted) from the image. At this time, the image input from the input unit is input to the display image generation unit 18. Then, a correspondence relationship between the input image and the virtual screen area is determined in advance, and based on this, the display image generation range setting unit 18a sets a three-dimensional coordinate corresponding to the CG coordinate. Further, the display image generation range setting unit 18a sets an input image, a virtual screen region, a virtual viewpoint, and a generated image region on the three-dimensional coordinates, and sets a display image generation range. The display image generation execution unit 18b extracts an image corresponding to the display image generation range from the image input from the input unit, so that the display image generation unit 18 displays a display image corresponding to the position of the viewer. Can be generated from the input image.

[画像生成装置の利用例3]
ここで、図13を参照(適宜図9参照)して、本発明にかかる画像生成装置1Bの利用例について説明する。ここでは、この画像生成装置1Bをテレビ電話に適用する例について説明する。図13(a)は、通話相手の室内を広角カメラで撮像する状態を示す説明図、(b)は、(a)で撮像された画像から画像生成装置1B(図示せず)によって生成された逆歪み付加画像を、操作者が様々な角度から見る状態を示す説明図、(c)は、操作者の表示画面に対する位置に対応して、画像生成装置1B(図示せず)が広角カメラで撮像された画像から抽出する画像を示す説明図である。
[Usage example 3 of image generating apparatus]
Here, with reference to FIG. 13 (refer to FIG. 9 as appropriate), a usage example of the image generation apparatus 1B according to the present invention will be described. Here, an example in which the image generation device 1B is applied to a videophone will be described. FIG. 13A is an explanatory diagram showing a state in which the room of the other party is captured with a wide-angle camera, and FIG. 13B is generated by the image generation device 1B (not shown) from the image captured in FIG. Explanatory drawing which shows the state which an operator sees a reverse distortion addition image from various angles, (c) is an image generation apparatus 1B (not shown) by a wide angle camera corresponding to the position with respect to a display screen of an operator. It is explanatory drawing which shows the image extracted from the imaged image.

図13(a)に示すように、通話相手の部屋に広角カメラCを設置して室内を撮像する。そして、この画像を通信回線等を介して、画像生成装置1Bに入力する。ここで、テレビ電話の表示画面Fに対して正対位置、つまり、図13(b)の操作者(鑑賞者)VAの位置に操作者がいる場合には、画像生成装置1Bは、操作者VAの位置を検出し、操作者VAの位置に対応した表示画像を広角カメラCの画像から抽出(生成)する。ここで、図13(c)に示すような画像が、広角カメラCからの画像生成装置1Bに入力されていたとすると、画像生成装置1Bは、広角カメラCで撮像された画像と、広角カメラCの位置とを対応させて3次元座標上に配置し、この3次元座標上の広角カメラの位置と仮想画面領域とを対応させて、3次元座標上に仮想視点および生成画像領域とを設定することで、操作者の表示画面に対する位置に応じた画像を抽出(生成)することができる。ここでは、画像生成装置1Bは、テレビ電話の表示画面Fに正対する位置にいる操作者VAに対応する画像として、図13(c)の画像の中央の部分の画像GAを抽出する。そして、画像生成装置1Bは、この画像GAを表示画面Fに表示した際に、操作者VAから見て歪みが生じないように変換して、テレビ電話の表示画面Fに表示させる。 As shown in FIG. 13A, a wide-angle camera C is installed in the room of the other party to image the room. Then, this image is input to the image generation apparatus 1B via a communication line or the like. Here, when the operator is at the position facing the display screen F of the videophone, that is, at the position of the operator (viewer) V A in FIG. The position of the operator V A is detected, and a display image corresponding to the position of the operator V A is extracted (generated) from the image of the wide-angle camera C. Here, if an image as illustrated in FIG. 13C is input to the image generation apparatus 1B from the wide-angle camera C, the image generation apparatus 1B includes the image captured by the wide-angle camera C and the wide-angle camera C. The virtual viewpoint and the generated image area are set on the three-dimensional coordinate by associating the position of the wide-angle camera on the three-dimensional coordinate with the virtual screen area. Thus, an image corresponding to the position of the operator with respect to the display screen can be extracted (generated). Here, the image generating apparatus 1B, as an image corresponding to the operator V A being in a position directly facing the display screen F videophone extracts image G A of the center portion of the image in FIG. 13 (c). Then, the image generating apparatus 1B, the image G A when displayed on the display screen F, is converted so as not to cause distortion when viewed from the operator V A, is displayed on the display screen F videophone.

また、操作者がテレビ電話の表示画面Fに対して正対位置より左側、つまり、図13(b)の操作者VBの位置から見る場合には、画像生成装置1Bは、操作者VBの位置を検出し、この位置に対応した表示画像を広角カメラCの画像から抽出(生成)する。画像生成装置1Bは、表示画面Fに対して左側の位置にいる操作者VBに対応する表示画像として、図13(c)の画像の右の部分の画像GBを、広角カメラCから入力された画像から抽出する。そして、画像生成装置1Bは、この画像GBを表示画面Fに表示した際に、操作者VBから見て歪みがないように変換して、テレビ電話の表示画面Fに表示させる。同様に、操作者がテレビ電話の表示画面Fに対して正対位置より右側、つまり、図13(b)の操作者VCの位置から見る場合には、画像生成装置1Bは、図13(c)の画像の左の部分の画像GCを、広角カメラCから入力された画像から抽出し、この画像GCを表示画面Fに表示した際に、操作者VCから見て歪みがないように変換して、表示画面Fに表示させる。 Further, when the operator views the display screen F of the videophone from the left side, that is, from the position of the operator V B in FIG. 13B, the image generating device 1B displays the operator V B. And a display image corresponding to this position is extracted (generated) from the image of the wide-angle camera C. Image generating apparatus 1B, the input as a display image corresponding to the operator V B that are in the position of the left side with respect to the display screen F, the image G B of the right portion of the image in FIG. 13 (c), from the wide-angle camera C Extract from extracted images. Then, the image generating apparatus 1B, this time displaying the image G B on the display screen F, is converted so as not distorted when viewed from the operator V B, is displayed on the display screen F videophone. Similarly, when the operator views the display screen F of the videophone from the right side of the facing position, that is, from the position of the operator V C in FIG. When the image G C in the left part of the image c) is extracted from the image input from the wide-angle camera C and displayed on the display screen F, there is no distortion when viewed from the operator V C. To be displayed on the display screen F.

これによって、従来のテレビ電話では、テレビ電話の表示画面に表示されている範囲の映像しか見られなかったところを、操作者(鑑賞者)が表示画面に対する位置を変えることで、これまでは表示されなかった映像を表示させるようにすることができる。そして、表示画面に表示する表示画像を操作者の位置に応じて抽出するので、操作者がテレビ電話の表示画面に対する位置を変えると、まるで窓から向こうの景色を操作者が見ているように、テレビ電話の表示画面に表示される逆歪み付加画像を操作者の位置の移動に伴って変えることができる。   As a result, in the conventional videophone, the operator (viewer) changed the position relative to the display screen so that only the image in the range displayed on the videophone display screen could be seen so far. It is possible to display a video that has not been performed. Since the display image to be displayed on the display screen is extracted according to the position of the operator, if the operator changes the position with respect to the display screen of the videophone, it is as if the operator is looking at the scenery beyond the window. The reverse distortion added image displayed on the display screen of the videophone can be changed as the operator moves.

本発明における第一の実施の形態である画像生成装置の構成を示したブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of an image generation apparatus according to a first embodiment of the present invention. (a)は、実空間に表示装置と位置検出カメラと、鑑賞者が実空間に配置されている状態を示した説明図、(b)は、仮想空間上に仮想鑑賞者位置と仮想画面領域を設定する例を示した説明図である。(A) is explanatory drawing which showed the state where the display apparatus, the position detection camera, and the viewer are arrange | positioned in real space, (b) is a virtual viewer position and virtual screen area | region on virtual space. It is explanatory drawing which showed the example which sets this. (a)は、仮想平面上に変換仮想画面領域を設定する例を示した説明図、(b)は、仮想平面上に生成画像領域を設定する例を示した説明図である。(A) is explanatory drawing which showed the example which sets a conversion virtual screen area | region on a virtual plane, (b) is explanatory drawing which showed the example which sets a production | generation image area | region on a virtual plane. 仮想平面上に画像合成領域を設定し、表示画像を合成する例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the example which sets an image composition area | region on a virtual plane, and synthesize | combines a display image. (a)は、図4の変換仮想画面領域内の画像を生成画像領域に対応付けて変換した逆歪み付加画像を示した説明図、(b)は、(a)の逆歪み付加画像を表示画面に表示して鑑賞者の位置から見たときの逆歪み付加画像を示した説明図である。(A) is an explanatory view showing a reverse distortion added image obtained by converting the image in the converted virtual screen area of FIG. 4 in association with the generated image area, and (b) displays the reverse distortion added image of (a). It is explanatory drawing which showed the reverse distortion addition image when it displays on a screen and it sees from the position of the viewer. 画像生成装置が、表示画面に対して正対位置からずれた位置で画像を見たときに発生する、画像の歪みを除去した逆歪み付加画像を生成する動作を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the operation | movement which produces | generates the reverse distortion addition image which remove | eliminated the distortion of an image which generate | occur | produces when an image generation apparatus sees an image in the position which shifted | deviated from the facing position with respect to the display screen. (a)は、出演者への情報を提示するための表示画像を投射装置から投射する例を示した説明図、(b)は、出演者への情報を提示するための表示画像を、画像生成装置によって、出演者から見た画像の歪みを除去して投射装置から投射する状態を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which showed the example which projects the display image for presenting the information to a performer from a projection apparatus, (b) is a display image for presenting the information to a performer, an image It is explanatory drawing which shows the state which removes the distortion of the image seen from the performer by the production | generation apparatus, and projects from a projection apparatus. (a)は、鑑賞者が表示画面に正対する位置から逆歪み付加画像を見る状態を示す説明図、(b)は、鑑賞者が表示画面に対して上の位置から逆歪み付加画像を見る状態を示す説明図、(c)は、鑑賞者が表示画面に対して左の位置から逆歪み付加画像を見る状態を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the state which a viewer looks at a reverse distortion addition image from the position which directly faces a display screen, (b) is a viewer seeing a reverse distortion addition image from the upper position with respect to a display screen. An explanatory view showing the state, (c) is an explanatory view showing a state in which the viewer sees the reverse distortion added image from the left position with respect to the display screen. 本発明における第二の実施の形態である画像生成装置の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the image generation apparatus which is 2nd embodiment in this invention. 仮想鑑賞者位置情報と仮想画面領域情報と生成画像領域空間情報とに基づいて、表示画像生成範囲を設定する例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the example which sets a display image production | generation range based on virtual viewer position information, virtual screen area | region information, and production | generation image area | region space information. (a)は、表示画像生成手段から入力された表示画像の例を示した説明図、(b)は、仮想平面上に画像合成領域を設定する例を示した説明図、(c)は、画像合成領域内に表示画像を合成する例を示した説明図である。(A) is explanatory drawing which showed the example of the display image input from the display image production | generation means, (b) is explanatory drawing which showed the example which sets an image composition area | region on a virtual plane, (c), It is explanatory drawing which showed the example which synthesize | combines a display image in an image composition area | region. (a)は、図11で合成した画像内の、変換仮想画面領域内の画像を示す説明図、(b)は、(a)の変換仮想画面領域内の画像を変換して逆歪み付加画像を生成する例を示した説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the image in the conversion virtual screen area | region in the image synthesize | combined in FIG. 11, (b) is a reverse distortion addition image by converting the image in the conversion virtual screen area | region of (a). It is explanatory drawing which showed the example which produces | generates. (a)は、室内を広角カメラで撮像する状態を示す説明図、(b)は、(a)で撮像された画像から画像生成装置によって生成された逆歪み付加画像を、操作者が様々な角度から見る状態を示す説明図、(c)は、操作者の表示画面に対する位置に対応して、画像生成装置が広角カメラで撮像された画像から抽出する画像を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the state which images a room with a wide-angle camera, (b) is an operator with various back distortion addition images produced | generated by the image production | generation apparatus from the image imaged in (a). Explanatory drawing which shows the state seen from an angle, (c) is explanatory drawing which shows the image which an image generation apparatus extracts from the image imaged with the wide angle camera corresponding to the position with respect to a display screen of an operator.

符号の説明Explanation of symbols

1,1B 画像生成装置
11 鑑賞者位置検出手段
12 仮想空間設定手段
13,13B 仮想平面設定手段
15,15B 画像合成手段
16 画像変換手段
18 表示画像生成手段
19 描画データベース(3次元画像データ記憶手段)
Pp 仮想鑑賞者位置(仮想視点)
Dv 仮想画面領域
Dv’ 変換仮想画面領域
Iv 生成画像領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1B Image generation apparatus 11 Viewer position detection means 12 Virtual space setting means 13, 13B Virtual plane setting means 15, 15B Image composition means 16 Image conversion means 18 Display image generation means 19 Drawing database (three-dimensional image data storage means)
Pp Virtual viewer position (virtual viewpoint)
Dv virtual screen area Dv 'conversion virtual screen area Iv generation image area

Claims (3)

表示画像を表示画面に表示する際に、鑑賞者が前記表示画面に対して正対位置からずれた位置で前記表示画像を見たときに発生する、前記表示画像の歪みを除去するために前記表示画像に逆歪みを付加した逆歪み付加画像を生成する画像生成装置であって、
前記鑑賞者の位置を検出する鑑賞者位置検出手段と、
この鑑賞者位置検出手段で検出された前記鑑賞者の位置と前記表示画面の画面領域とを、仮想空間上において、仮想鑑賞者位置と仮想画面領域として設定する仮想空間設定手段と、
この仮想空間設定手段で設定された仮想鑑賞者位置を仮想視点とし、この仮想視点から前記仮想画面領域の中心を通る半直線を法線とする仮想平面上に、前記仮想視点と前記仮想画面領域の各頂点とを通る直線と前記仮想平面との交点によって囲まれる領域を変換仮想画面領域とし、前記変換仮想画面領域を含み、前記仮想画面領域の縦横比を持つ矩形の領域を生成画像領域として設定する仮想平面設定手段と、
この仮想平面設定手段で設定された前記変換仮想画面領域に、前記表示画像の少なくとも一部が含まれるように前記表示画像を合成する画像合成手段と、
この画像合成手段で合成した前記表示画像の少なくとも一部を含む、前記変換仮想画面領域内の画像を前記生成画像領域に対応付けて変換し、前記逆歪み付加画像を生成する画像変換手段とを備えることを特徴とする画像生成装置。
In order to remove the distortion of the display image that occurs when the viewer views the display image at a position deviating from the directly-facing position with respect to the display screen when displaying the display image on the display screen. An image generation device for generating a reverse distortion added image obtained by adding reverse distortion to a display image,
Viewer position detecting means for detecting the position of the viewer;
Virtual space setting means for setting the position of the viewer and the screen area of the display screen detected by the viewer position detection means as a virtual viewer position and a virtual screen area on the virtual space;
The virtual viewer position set by the virtual space setting means is a virtual viewpoint, and the virtual viewpoint and the virtual screen area are on a virtual plane having a half line passing through the center of the virtual screen area from the virtual viewpoint as a normal line. An area surrounded by an intersection of a straight line passing through each vertex of the virtual plane and the virtual plane is defined as a converted virtual screen area, and a rectangular area that includes the converted virtual screen area and has an aspect ratio of the virtual screen area is defined as a generated image area. A virtual plane setting means for setting;
Image combining means for combining the display image so that at least a part of the display image is included in the converted virtual screen area set by the virtual plane setting means;
Image conversion means for converting the image in the converted virtual screen area including at least a part of the display image synthesized by the image synthesis means in association with the generated image area, and generating the reverse distortion added image; An image generation apparatus comprising:
前記表示画像を生成するための3次元画像データを記憶する3次元画像データ記憶手段と、
前記3次元画像データに基づいて、前記鑑賞者の位置に対応する前記表示画像を生成する表示画像生成手段とを備え、
前記画像合成手段が、前記表示画像生成手段によって生成された表示画像を合成することを特徴とする請求項1に記載の画像生成装置。
3D image data storage means for storing 3D image data for generating the display image;
Display image generating means for generating the display image corresponding to the position of the viewer based on the three-dimensional image data;
The image generating apparatus according to claim 1, wherein the image synthesizing unit synthesizes the display image generated by the display image generating unit.
表示画像を表示画面に表示する際に、鑑賞者が前記表示画面に対して正対位置からずれた位置で前記表示画像を見たときに発生する、前記表示画像の歪みを除去するために前記表示画面に逆歪みを付加した逆歪み付加画像を生成するために、コンピュータを、
前記鑑賞者の位置を検出する鑑賞者位置検出手段、
この鑑賞者位置検出手段で検出された前記鑑賞者の位置と前記表示画面の画面領域とを、仮想空間上において、仮想鑑賞者位置と仮想画面領域として設定する仮想空間設定手段、
この仮想空間設定手段で設定された仮想鑑賞者位置を仮想視点とし、この仮想視点から前記仮想画面領域の中心を通る半直線を法線とする仮想平面上に、前記仮想視点と前記仮想画面領域の各頂点とを通る直線と前記仮想平面との交点によって囲まれる領域を変換仮想画面領域とし、前記変換仮想画面領域を含み、前記仮想画面領域の縦横比を持つ矩形の領域を生成画像領域として設定する仮想平面設定手段、
この仮想平面設定手段で設定された前記変換仮想画面領域に、前記表示画像の少なくとも一部が含まれるように前記表示画像を合成する画像合成手段、
この画像合成手段で合成した前記表示画像の少なくとも一部を含む、前記変換仮想画面領域内の画像を前記生成画像領域に対応付けて変換し、前記逆歪み付加画像を生成する画像変換手段として機能させることを特徴とする画像生成プログラム。
In order to remove the distortion of the display image that occurs when the viewer views the display image at a position deviating from the directly-facing position with respect to the display screen when displaying the display image on the display screen. In order to generate a reverse distortion-added image with reverse distortion added to the display screen,
Viewer position detecting means for detecting the position of the viewer;
Virtual space setting means for setting the position of the viewer and the screen area of the display screen detected by the viewer position detection means as a virtual viewer position and a virtual screen area on the virtual space;
The virtual viewer position set by the virtual space setting means is a virtual viewpoint, and the virtual viewpoint and the virtual screen area are on a virtual plane having a half line passing through the center of the virtual screen area from the virtual viewpoint as a normal line. An area surrounded by an intersection of a straight line passing through each vertex of the virtual plane and the virtual plane is defined as a converted virtual screen area, and a rectangular area that includes the converted virtual screen area and has an aspect ratio of the virtual screen area is defined as a generated image area. Virtual plane setting means for setting,
Image combining means for combining the display image so that at least a part of the display image is included in the converted virtual screen area set by the virtual plane setting means;
Function as image conversion means for converting the image in the converted virtual screen area including at least a part of the display image synthesized by the image synthesis means in association with the generated image area and generating the inverse distortion added image An image generation program characterized in that
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