JP2006345228A - Controller for point image and control method for point image - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像を提示してのプレゼンテーションや教育を行う際において、提示画像中にポイント画像を表示する技術に関する。 The present invention relates to a technique for displaying a point image in a presentation image when performing presentation or education by presenting an image.
図表等の資料をスクリーンに投影し、それを指し示しながらプレゼンテーションを行う手法が知られている。この手法は、会議での説明や授業において多用されている。この手法においては、資料を撮像するための装置として資料提示装置が利用される。 There is a known method of projecting materials such as charts on a screen and giving a presentation while pointing to it. This technique is often used in meetings and classes. In this method, a material presentation device is used as a device for imaging a material.
資料提示装置は、書画カメラとも呼ばれている。資料提示装置の基本的な機能は、セットした資料を撮像装置で撮像する点にある。この撮像された画像は、スクリーンに投影され、その投影した画像を視聴者に見せながらプレゼンテーションが行われる。 The material presentation device is also called a document camera. The basic function of the material presentation device is to image the set material with an imaging device. The captured image is projected on a screen, and a presentation is performed while showing the projected image to the viewer.
この技術において、スクリーン上にポイント画像を更に重ねて表示する技術が知られている。ポイント画像というのは、投影した画像の特定の部分を指し示すための矢印等の表示である。説明者は、このポイント画像の表示位置を制御しながら、表示した画像の所定の部分を指し示し、プレゼンテーションを行う。 In this technique, a technique is known in which a point image is further displayed on a screen. A point image is a display of an arrow or the like for pointing to a specific part of a projected image. The presenter points to a predetermined portion of the displayed image while giving a presentation while controlling the display position of the point image.
この技術に関連して、例えば特許文献1に記載された技術が知られている。特許文献1には、赤外光を選択的に透過する光学フィルタを用いて、赤外光を発するライトペンの輝点の光を選択的に透過させ、画像処理によりその位置を算出し、それに基づきポイント画像を表示する技術について記載されている。 In relation to this technique, for example, the technique described in Patent Document 1 is known. In Patent Document 1, an optical filter that selectively transmits infrared light is used to selectively transmit light of a bright spot of a light pen that emits infrared light, and its position is calculated by image processing. A technique for displaying point images is described.
しかしながら、特許文献1に記載されているような従来の技術においては、提示画像(例えば提示する資料の画像)を動かしながら同時にポイント画像によるポインティングを行うことは不可能であった。これは、資料を撮像した画像を表示した後に、表示画像を一旦静止(フリーズ)させ、その後に赤外光の輝点を認識するための撮像を行う動作形態を取るからである。 However, in the conventional technique described in Patent Document 1, it is impossible to perform pointing with a point image while moving a presentation image (for example, an image of a material to be presented). This is because, after displaying an image obtained by capturing an image of the material, the display image is temporarily stopped (frozen), and then an operation is performed to perform imaging for recognizing a bright spot of infrared light.
提示画像を用いたプレゼンテーションにおいて、スクリーン上における表示位置を中央等の見易い位置に動かすために、撮像している資料を動かす場合がある。このような場合、上述した理由により、提示資料を動かしている間はポイント画像の表示が行えず、資料を動かし終わった後に、再度提示画像の静止処理を行い、その後にポイント画像の表示を行わなくてはならなかった。 In a presentation using a presentation image, there is a case where the material being imaged is moved in order to move the display position on the screen to an easily viewable position such as the center. In such a case, for the reasons described above, the point image cannot be displayed while the presentation material is moved. After the movement of the material, the presentation image is statically processed again, and then the point image is displayed. I had to.
このような提示資料およびポイント画像の表示を行う際の制限により、説明者は、提示画像のフリーズ状態を考慮してプレゼンテーションを行わなくてはならず、一方視聴者は、スムーズでない画像表示を見なければならなかった。 Due to such limitations when displaying presentation materials and point images, the presenter must give a presentation in consideration of the frozen state of the presented image, while the viewer sees an unsmooth image display. I had to.
そこで本発明は、撮像している資料を動かしながらのポイント画像の表示を行う際に、提示画像をフリーズ状態にしなくてすむ技術を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a technique that does not require a presentation image to be frozen when displaying a point image while moving an imaged material.
本発明のポイント画像の制御装置は、毎秒複数のフレームを撮像する撮像手段と、前記複数のフレームの一部を用いて被撮像対象の画像を取得し、前記複数のフレームの他部を用いてライトペンの輝点画像を取得する画像取得装置とを備えることを特徴とする。 The point image control device according to the present invention acquires an image of an imaging target using an imaging unit that captures a plurality of frames per second and a part of the plurality of frames, and uses other portions of the plurality of frames. And an image acquisition device that acquires a bright spot image of the light pen.
上記の構成において、毎秒複数のフレームというのは、1秒間当たりに撮像される複数のフレームのことをいう。例えば、30フレーム/秒の規格であれば、毎秒30枚のフレームが撮像される。 In the above configuration, a plurality of frames per second refers to a plurality of frames imaged per second. For example, if the standard is 30 frames / second, 30 frames are captured per second.
複数のフレームの一部というのは、1秒間当たりに撮像される複数のフレームの中の一部のフレームのことをいう。また、複数のフレームの他部というのは、1秒間当たりに撮像される複数のフレームの中から前記一部のフレームを除いた他のフレームのことをいう。例えば、30フレーム/秒の規格の場合において、複数のフレームの一部が4個のフレームである場合、複数のフレームの他部は、残りの26個のフレームとなる。 A part of the plurality of frames refers to a part of a plurality of frames captured per second. The other part of the plurality of frames refers to another frame obtained by removing the part of the frames from the plurality of frames captured per second. For example, in the case of the standard of 30 frames / second, when a part of a plurality of frames is four frames, the other part of the plurality of frames is the remaining 26 frames.
上記の構成によれば、例えば30フレーム/秒の規格である場合、n個のフレームを資料の撮像に利用し、残りの30−n個のフレームをライトペンが指した輝点の検出に用いる。この場合、資料の撮像が1秒間にn回撮像されるので、資料の表示画像をフリーズする必要はなく、コマは粗いとしても動画表示が可能となる。したがって、ポイント画像によるポインティングを行いながら、撮像中の資料を動かすと、表示されている資料の画像がそれに応じて動く表示を行わせることができる。 According to the above configuration, for example, in the case of a standard of 30 frames / second, n frames are used for imaging of the material, and the remaining 30-n frames are used for detecting a bright spot pointed by the light pen. . In this case, since the material is imaged n times per second, it is not necessary to freeze the display image of the material, and a moving image can be displayed even if the frame is rough. Therefore, when the document being imaged is moved while pointing with the point image, it is possible to display the image of the displayed document moving accordingly.
本発明のポイント画像の制御装置において、輝点の波長を選択的に透過する光学フィルタと、複数のフレームの他部の撮像タイミングに合わせて、撮像手段の光軸上への前記光学フィルタの配置を行う制御手段とを備えることは好ましい。 In the point image control device of the present invention, an optical filter that selectively transmits the wavelength of a bright spot and the arrangement of the optical filter on the optical axis of the imaging means in accordance with the imaging timing of the other part of the plurality of frames It is preferable to provide control means for performing the above.
ここで、撮像手段の光軸というのは、撮像手段の対物レンズの中心への垂線のことをいう。撮像手段の光軸上への光学フィルタの配置が行われると、撮像がこの光学フィルタを介して行われることになる。また、撮像手段の光軸上への光学フィルタの配置が行われない場合、撮像はこの光学フィルタを介さずに行われる。 Here, the optical axis of the image pickup means means a perpendicular line to the center of the objective lens of the image pickup means. When the optical filter is arranged on the optical axis of the imaging means, imaging is performed through the optical filter. Further, when the optical filter is not arranged on the optical axis of the imaging means, the imaging is performed without passing through the optical filter.
この態様によれば、光学フィルタを用いることで、フレームの使い分けが行われる。例えば、30フレーム/秒の規格である場合に、30−n個のフレームの撮像タイミングに合わせて、撮像装置の光軸に光学フィルタを配置することで、この30−n個のフレームを用いて、ライトペンで指し示した輝点からの反射光の選択的な取得が行われる。なおこの場合におけるnは、30未満の0を含まない自然数とする。 According to this aspect, the frame is properly used by using the optical filter. For example, in the case of a standard of 30 frames / second, an optical filter is arranged on the optical axis of the imaging device in accordance with the imaging timing of 30-n frames, thereby using the 30-n frames. The reflected light from the luminescent spot pointed out with the light pen is selectively acquired. In this case, n is a natural number that does not include 0 less than 30.
具体的な組合せとしては、赤外光を発光するライトペンと、この赤外光の波長を選択的に透過するバンドパスフィルタ特性の光学フィルタとを用いる例を挙げることができる。この場合、この光学フィルタを30−n個のフレームの撮像タイミングに合わせて撮像手段の光軸に挿入する。 As a specific combination, an example in which a light pen that emits infrared light and an optical filter having band-pass filter characteristics that selectively transmits the wavelength of the infrared light can be given. In this case, this optical filter is inserted into the optical axis of the imaging means in accordance with the imaging timing of 30-n frames.
この光学フィルタを介して、赤外光の輝点が存在する被撮像対象物(例えば提示する資料)を撮像すると、被撮像対象物からの光のうちの赤外光の波長以外の波長の光が光学フィルタによって遮断されるので、赤外光の輝点の画像が優先的に撮像されることになる。 When an object to be imaged (for example, a document to be presented) having a bright spot of infrared light is imaged through this optical filter, light having a wavelength other than the wavelength of infrared light out of the light from the object to be imaged Is blocked by the optical filter, so that an image of a bright spot of infrared light is preferentially taken.
こうして、30−n個のフレームにおいては、輝点からの光が選択的に光学フィルタを透過し、輝点の位置を明確に決めることができる画像を取得することができる。 In this way, in 30-n frames, light from the bright spot can selectively pass through the optical filter, and an image that can clearly determine the position of the bright spot can be acquired.
また、n個のフレームにおいては、この光学フィルタが撮像手段の光軸から退避するので、光学フィルタを介さない撮像が行われ、被撮像対象(例えば提示する資料)の撮像画像を得ることができる。 In the n frames, the optical filter is retracted from the optical axis of the imaging unit, so that imaging without the optical filter is performed, and a captured image of the imaging target (for example, the material to be presented) can be obtained. .
本発明のポイント画像の制御装置において、撮像手段は、CCD撮像装置を含み、輝点画像の取得は、複数のフレームの他部の撮像タイミングに合わせて、前記CCD撮像装置から、所定の色成分の輝度信号を選択的に得る処理を含む構成とすることは好ましい。 In the point image control device of the present invention, the imaging means includes a CCD imaging device, and the bright spot image is acquired from the CCD imaging device in accordance with the imaging timing of the other part of the plurality of frames. It is preferable to include a process that selectively obtains the luminance signal.
この態様によれば、例えば30フレーム/秒の規格である場合に、n個のフレームの撮像タイミングに対応させて、RGBの各色成分の画像データを取得(通常画像の取得)し、30−n個のフレームの撮像タイミングに合わせて、所定の色成分(例えばRGBの中の何れか一つの色成分)の画像データを取得する。この態様においては、所定の色成分をライトペンの発光波長に合わせることで、30−n個のフレームにおいて、ライトペンの発光点の輝点位置を特定するための画像データを選択的に取得することができる。 According to this aspect, for example, in the case of a standard of 30 frames / second, image data of RGB color components is acquired (acquisition of a normal image) corresponding to the imaging timing of n frames, and 30-n Image data of a predetermined color component (for example, any one color component of RGB) is acquired in accordance with the imaging timing of each frame. In this aspect, by matching a predetermined color component with the light pen emission wavelength, image data for specifying the bright spot position of the light pen emission point is selectively acquired in 30-n frames. be able to.
例えば、赤を発光するライトペンである場合、上記の30−n個のフレームにおいて、R成分のみをCCD撮像装置から出力させ、赤成分に関する画像データを得る。この画像中においては、赤の輝点の位置が明確に現れているので、輝度の一番明るい部分を容易に取得することができ、ライトペンによってポインティングした位置を求めることができる。 For example, in the case of a light pen that emits red light, only the R component is output from the CCD image pickup device in the 30-n frames, and image data related to the red component is obtained. In this image, since the position of the red bright spot clearly appears, the brightest part can be easily obtained, and the position pointed by the light pen can be obtained.
本発明のポイント画像の制御装置において、複数のフレームの一部に基づいて被撮像対象の撮像画像を生成し、複数のフレームの他部に基づいてポイント画像の表示位置を決める輝度信号を生成する画像生成手段と、画素の表示タイミングに従って、撮像画像の画像データ信号と前記輝度信号に基づくポイント画像データ信号の何れかを順次選択するセレクタとを備えることは好ましい。 In the point image control device of the present invention, a captured image of a target is generated based on a part of a plurality of frames, and a luminance signal for determining a display position of the point image is generated based on the other part of the plurality of frames. It is preferable to include an image generation unit and a selector that sequentially selects one of the image data signal of the captured image and the point image data signal based on the luminance signal according to the display timing of the pixels.
この態様によれば、例えば30フレーム/秒の規格である場合に、n個のフレームに基づいて被撮像画像(例えば提示する資料の画像)が作成され、30−n個のフレームに基づいてポイント画像の位置情報が作成される。またこのポイント画像の位置情報に基づいてポイント画像データが作成される。 According to this aspect, for example, in the case of a standard of 30 frames / second, a captured image (for example, an image of a material to be presented) is created based on n frames, and points based on 30-n frames. Image position information is created. Further, point image data is created based on the position information of the point image.
セレクタは、撮像画像の画像データ信号とポイント画像データ信号のどちらかを画素表示のタイミングに合わせて順次選択する。例えば、m×n個のマトリクス表示であれば、(m,n)=(1,1)の画素データとして撮像画像の画像データ信号を選択し、(m,n)=(1,2)の画素データとしてポイント画像データ信号を選択し、といった信号の選択処理を行う。 The selector sequentially selects either the image data signal of the captured image or the point image data signal in accordance with the pixel display timing. For example, in the case of m × n matrix display, an image data signal of a captured image is selected as pixel data of (m, n) = (1, 1), and (m, n) = (1, 2) A signal selection process such as selecting a point image data signal as pixel data is performed.
この処理によれば、例えば図1に示すように、資料116の投影画像中にポイント画像117を表示するようなポイント画像の制御を行うことができる。この際、資料116の画像の取得が1秒間にn回あるので、撮像中に資料116を動かしたとしても、資料116のスクリーン103への投影画像はその動きに追従する。これにより、従来技術において問題となる提示画像のフリーズ状態を伴わないプレゼンテーションを行うことができる。
According to this process, for example, as shown in FIG. 1, the point image can be controlled such that the
本発明のポイント画像の制御装置の動作は、ポイント画像の制御方法の発明として把握することもできる。すなわち、本発明のポイント画像の制御方法は、毎秒複数のフレームを撮像する撮像ステップと、前記複数のフレームの一部を用いて被撮像対象の画像を取得し、前記複数のフレームの他部を用いてライトペンの輝点画像を取得する画像取得ステップとを備えることを特徴とする。 The operation of the point image control device of the present invention can also be understood as an invention of a point image control method. That is, in the point image control method of the present invention, an imaging step of imaging a plurality of frames per second, an image of a target to be captured using a part of the plurality of frames, and the other parts of the plurality of frames are acquired. And an image acquisition step of acquiring a bright spot image of the light pen.
本発明のポイント画像の制御方法において、撮像ステップは、複数のフレームの他部の撮像タイミングに合わせて、輝点の波長を選択的に透過する光学フィルタを介した撮像を行う選択撮像ステップを含んでいることは好ましい。 In the point image control method of the present invention, the imaging step includes a selective imaging step of performing imaging through an optical filter that selectively transmits the wavelength of the bright spot in accordance with imaging timing of the other part of the plurality of frames. It is preferable.
また、本発明のポイント画像の制御方法において、画像取得ステップは、複数のフレームの一部に対応したRGB各成分の信号を取得する第1のサブステップと、複数のフレームの他部に対応した所定の色成分の信号を取得する第2のサブステップとを含むことは好ましい。 In the point image control method of the present invention, the image acquisition step corresponds to the first sub-step of acquiring signals of RGB components corresponding to a part of the plurality of frames and the other part of the plurality of frames. And a second sub-step of acquiring a signal of a predetermined color component.
また、本発明のポイント画像の制御方法において、複数のフレームの一部に基づいて被撮像対象の撮像画像を生成し、複数のフレームの他部に基づいてポイント画像の表示位置を決める輝度信号を生成する画像生成ステップと、画素の表示タイミングに従って、前記撮像画像の画像データ信号と前記輝度信号に基づくポイント画像データ信号の何れかを順次選択する選択ステップとを備えることは好ましい。 In the point image control method of the present invention, a luminance signal is generated that generates a captured image of the imaging target based on a part of a plurality of frames, and determines a display position of the point image based on the other part of the plurality of frames. It is preferable to include an image generation step to generate, and a selection step to sequentially select one of the image data signal of the captured image and the point image data signal based on the luminance signal according to the display timing of the pixel.
これらのポイント画像の制御方法の発明においても、上述したポイント画像の制御装置において得られたのと同様な作用効果を得ることができる。 In the invention of the point image control method, the same effects as those obtained in the above-described point image control device can be obtained.
本明細書において、資料を示しながら説明を行う行為をプレゼンテーションといっているが、本発明は、資料の画像を提示しながらの授業、勉強会、報告等に利用することができる。 In the present specification, the act of explaining while showing materials is referred to as presentation. However, the present invention can be used for classes, study sessions, reports, etc. while presenting images of materials.
本発明によれば、撮像画像を構成するフレームを資料の撮像画像を得るためのフレームと、ポインティングされた輝点の位置を検出するためのフレームとに分け、提示資料の撮像を行いつつ輝点の検出を行う。こうすることで、撮像している資料を動かしながらのポイント画像の表示を行う際に、提示画像をフリーズ状態にしなくてすむ技術が提供される。 According to the present invention, the frame constituting the captured image is divided into a frame for obtaining the captured image of the material and a frame for detecting the position of the pointed bright spot, and the bright spot is captured while the presentation material is captured. Detection is performed. In this way, a technique is provided that does not require the presentation image to be frozen when displaying the point image while moving the material being imaged.
(1)第1の実施形態
1−1.第1の実施形態の構成
図1は、発明を利用したプレゼンテーションシステムの概要を示す概念図である。図1には、資料提示装置101、投影装置102、スクリーン103、画像伝送ケーブル104、撮像対象となる資料116、ポイント画像117、説明者120が手にしたライトペン(ポインタあるいはポインティング装置)118、および説明者(プレゼンター)120が示されている。
(1) First Embodiment 1-1. Configuration of First Embodiment FIG. 1 is a conceptual diagram showing an outline of a presentation system using the invention. In FIG. 1, a
資料提示装置101は、ディスプレイ111、ディスプレイ支持アーム112、撮像装置113、カメラ支持アーム114、操作手段115を供えている。
The
撮像装置113は、CCDカメラと、そのCCDカメラの光軸に適宜挿入可能な赤外光透過フィルタ(後述する図2の符号201)を備えている。赤外光透過フィルタは、ライトペン118が発光する赤外光を選択的に透過する光学フィルタである。
The
資料提示装置101は、撮像装置113によって資料116を撮像し、その撮像画像を画像伝送ケーブル104を介して投影装置102に送る。投影装置102は、撮像装置113によって撮像した画像をスクリーン103に投影する。
The
ディスプレイ111は、表示面の仰角が制御できるようにディスプレイ支持アーム112によって支持されている。またディスプレイ111は、撮像装置113が撮像した画像を表示すると共に、各種の操作を行うためのタッチパネルとしての機能を備える。撮像装置113は、撮像装置支持アーム114によって、撮像方向や画角を調整することができるように支持されている。
The
資料提示装置101の操作は、操作手段115を操作して行うこともできるが、ディスプレイ111上のタッチパネルによって行うこともできる。
The operation of the
ライトペン118は、その先端部が赤外光(例えば波長800nm〜1000nm)を発光する機能を有し、図示するように資料116にその先端を接触あるいは近接させることで、資料116の任意の部分を指し示すことができる。例えば、ライトペン118の先端には、押されると発光するスイッチ機能が配置されており、資料116の任意の部分をその先端で押すと、先端部が赤外光を発光する。
The
図2は、図1に示す資料提示装置101の概要を示すブロック図の一例である。図2に示す資料提示装置101は、赤外光透過フィルタ201、フィルタ制御装置202、CCDカメラ203、CCD制御回路204、ポイント画像制御回路205、CPU206、セレクタ207、およびD/Aコンバータ208を備えている。
FIG. 2 is an example of a block diagram showing an outline of the
この構成においては、図1に示す画像撮像装置113が、赤外光透過フィルタ201、CCDカメラ203を含んだ構造を備えている。
In this configuration, the
赤外光透過フィルタ201は、図1のライトペン118が発する赤外光を選択的に透過するバンドパス特性を有する光学フィルタである。フィルタ制御装置202は、赤外光透過フィルタ201のCCDカメラ203の光軸上への配置あるいは非配置を選択する機構である。ここで、CCDカメラ201の光軸とは、CCDカメラ201の対物レンズの中心に垂直な軸のことをいう。
The infrared
赤外光透過フィルタ201が、CCDカメラ203の光軸上に配置されると、CCDカメラ203は、赤外光透過フィルタ201を介して撮像を行うことになる。例えば、図1に示す様な状態において、赤外光透過フィルタ201を介して資料116を撮像した場合、ライトペン118の先端部分の輝点119からの赤外光のみが選択的に赤外光透過フィルタ201によってフィルタリングされ撮像される。
When the infrared
また、赤外光透過フィルタ201が、CCDカメラ203の光軸上に配置されないと、CCDカメラ201は、赤外光透過フィルタ201を介さずに撮像を行うことになる。例えば、図1に示す様な状態において、赤外光透過フィルタ201を介さずに資料116を撮像した場合、CCDカメラ201に入射する光は、赤外光透過フィルタ201によるフィルタリングを受けないので、資料116に表示された画像とライトペン118先端部分の輝点119からの赤外光の両方が撮像画像に含まれることになる。
If the infrared
フィルタ制御装置202は、赤外光透過フィルタ201をCCDカメラ201の光軸上に対する配置/非配置を選択する機構およびその制御回路を含んでいる。この機構は、シャッタ機構の一種であり、ソレノイド機構を用いて行われる。この機構としては、モータを用いた構成を採用することもできる。
The
CCDカメラ203は、撮像画像の画像データを取り込み、その画像データはCCD制御回路204によって読み出される。CCD制御回路204によって読み出された画像データは、デジタルRGB出力信号としてセレクタ207に出力される。また、CCD制御回路204からは、水平垂直同期信号、輝度信号および画素クロックが出力される。
The
輝度信号というのは、CCDカメラ203が撮像したライトペン118先端の発光部分の輝点119を撮像した撮像画像の画像信号である。赤外光透過フィルタ201の機能により、この画像には資料116の表示内容は含まれていない。この輝度信号を解析することで、撮像画像中における輝度の最も明るい場所を算出することができる。
The luminance signal is an image signal of a captured image obtained by capturing the
また、CCD制御回路204は、撮像したフレームを一時的に保持する機能を有し、さらにこの機能を利用した欠落フレーム補填処理(詳細は後述する)を行う機能を備えている。
The
ポイント画像制御回路205は、輝度信号の中から輝度値がピークを示す位置(画像中における座標)を探しだし、それに基づいたポイント画像データ信号をセレクタ207に出力する。このポイント画像データ信号は、図1のスクリーン103に投影する画像中におけるポイント画像117に関する画素データ信号である。
The point
また、ポイント画像制御回路205は、輝度信号、水平垂直同期信号および画素クロックに基づいて、ポイント画像制御信号を生成し、それをセレクタ207に送る。ポイント画像制御信号は、ポイント画像を構成する画素データを表示する位置を選択するタイミングを決める制御信号である。
Further, the point
また、ポイント画像制御回路205は、CCD制御回路から出力された水平垂直同期信号に含まれる垂直同期信号に基づいて、赤外光透過フィルタ201のCCDカメラ203の光軸上への配置/非配置のタイミングを決める赤外光透過フィルタ制御信号を生成し、それをフィルタ制御装置202に送る。
The point
CPU206は、ポイント画像制御回路205の動作、およびフィルタ制御装置202の動作を制御する。セレクタ207は、デジタルRGB信号とポイント画像データ信号の何れか一方をポイント画像制御信号に基づいて、順次選択する。例えば、m×n個の画素がマトリクス状に配置された画素構造である場合、セレクタ207は、(m,n)=(1,1)の画素に表示する画像の画素データとして、撮像画像の画像データ信号を選択し、次に(m,n)=(1,2)の画素に表示する画像の画像データとして、ポイント画像データ信号を選択し、といった信号の選択処理を行う。
The
D/Aコンバータ208は、セレクタ207の出力をアナログRGB信号に変換し、それを投影装置102に送る。投影装置102は、セレクタ207から出力されたアナログRGB信号に基づいた画像をスクリーン103に投影する。
The D /
1−2.第1の実施形態の動作
ここでは、図1に示すシステムにおいて、図2に例示する資料提示装置101を用いて、資料116の撮像画像をスクリーン103に投影表示する場合における動作例を説明する。この例においては、CCDカメラ203が1秒間に30フレームの撮像を行う場合を説明する。
1-2. Operation of First Embodiment Here, an operation example in the case where the captured image of the
まず、資料116の撮像画像をスクリーン103に投影表示するだけの場合の動作を説明する。この場合、赤外光透過フィルタ201は、CCDカメラ203の光軸上から退避した状態で固定される。
First, an operation in the case where only the captured image of the
この動作において、資料116は、撮像装置113によって撮像され、その撮像画像のデジタルRGB信号は、図2のCCD制御回路204からセレクタ207に送られる。この場合、赤外光透過フィルタの機能による輝点119の選択的な読み取りはできず、CCD制御回路204からの輝度信号の出力は行われない。したがって、ポイント画像制御回路205からのポイント画像データ信号およびポイント画像制御信号の出力も行われない。
In this operation, the
このため、デジタルRGB信号はセレクタ207をそのまま通過し、D/Aコンバータ208に送られ、そこでアナログRGB信号に変換される。このアナログRGB信号は、図1の投影装置102に送られ、投影装置102は、このアナログRGB信号に基づいて資料116の撮像画像をスクリーン103に投影する。こうして、ポイント画像117の表示が行われない投影表示がスクリーン103に対して行われる。
For this reason, the digital RGB signal passes through the
次に資料116の投影画像に重ねてポイント画像117をスクリーン103に表示する場合の動作を説明する。ここでは、資料116の撮像画像をスクリーン103に投影表示している状態において、説明者120がライトペン118を用いて、資料116の任意の点を指し示し、スクリーン103に投影表示されている画像の所定部分に対するポインティング(投影画像の一部を指し示す行為)を行う場合を想定する。
Next, the operation when the
この例においては、CCDカメラ203が撮像する毎秒30フレームの内、3フレームを資料116および輝点119の撮像に割り当て、残りの27フレームを輝点119の撮像に割り当てる。
In this example, 3 frames out of 30 frames per second captured by the
具体的には、1フレーム目、10フレーム目、20フレーム目の3フレームの撮像タイミングにおいては、赤外光透過フィルタ201のCCDカメラ203の光軸上への配置を行わない。そして、2〜9フレーム目、11〜19フレーム目、および21〜30フレーム目の撮像においては、赤外光透過フィルタ201のCCDカメラ203の光軸上への配置を行う。
Specifically, the arrangement of the infrared
つまり、CCD制御回路204は、毎秒30フレームの撮像画像をCCDカメラ203から読み出すが、その内の3フレームが赤外光透過フィルタ201を用いずに資料116を撮像した画像のフレームであり、27フレームが資料116の表示内容を赤外光透過フィルタ201によってカットし、輝点119を選択的に撮像した画像のフレームとなる。
That is, the
ここでCCD制御回路204は、欠落フレーム補填処理を行う。すなわち、赤外光透過フィルタ201を用いずに資料116を撮像した画像のフレームは、1秒間に3フレームしか得られないので、残りの27フレームの画像をこの3フレームの画像を用いて代用する。例えば、欠落した2〜9フレーム目に相当するタイミングに3フレーム中の第1のフレームを割り当て、欠落した11〜19フレーム目に相当するタイミングに3フレーム中の第2のフレームを割り当て、欠落した21〜30フレーム目に相当するタイミングに3フレーム中の第3のフレームを割り当てる。
Here, the
このようにして、CCD制御回路204において、30フレーム/秒で構成されるデジタルRGB信号が生成される。このデジタルRGB信号は、資料116の撮像画像であり、セレクタ207に送られる。
In this manner, the
また、赤外光透過フィルタ201を用いて資料116を撮像した画像のフレームは、1秒間に27フレームであり、3フレーム欠落しているので、この3フレームには、前後のタイミングのフレームのいずれかを割り当てる。例えば、欠落した30フレーム中の1フレーム目に相当するタイミングに2フレーム目のフレームを割り当て、欠落した10フレーム目に相当するタイミングに9フレーム目のフレームを割り当て、欠落した20フレーム目に相当するタイミングに19フレーム目のフレームを割り当てる。
In addition, the frame of the image obtained by capturing the
このようにして、CCD制御回路204において、30フレーム/秒で構成される輝度信号が生成される。この輝度信号は、輝点119の撮像画像であり、ポイント画像制御回路205に送られる。
In this way, the
ポイント画像制御回路205は、輝度信号の中から輝度の最も大きい位置(画面中の位置)を検出する。そしてこの検出位置にポイント画像(例えば矢印の画像)を表示する旨のポイント画像データ信号を生成する。
The point
また、ポイント画像制御回路205は、輝度信号の解析結果から、ポイント画像の画素データを表示させるべき画素位置を特定するポイント画像制御信号を生成し、それを水平垂直同期信号および画素クロックに基づいて所定のタイミングでセレクタ207に出力する。
Further, the point
セレクタ207に送られたRGBデジタル信号とポイント画像データ信号は、ポイント画像制御信号に基づいて、どちらかが順次選択される。ここでは、例えば、1行目の1列目の画素に表示する画像データとしてRGBデジタル信号またはポイント画像データ信号のどちらかが選択され、次に1行目の2列目の画素に表示する画像データとしてRGBデジタル信号またはポイント画像データ信号のどちらかが選択され、といった選択処理が行われる。
One of the RGB digital signal and the point image data signal sent to the
この結果、スクリーン103に投影表示されているような、資料116の撮像画像にポイント画像117が合成された画像の画像データ信号がセレクタ207において生成される。
As a result, the
セレクタ207の出力信号は、D/Aコンバータ208においてアナログRGB信号に変換され、そのアナログRGB信号は、画像伝送ケーブル103を介して投影装置102に出力される。そして、投影装置102は、そのアナログRGB信号に基づいた画像をスクリーン103に投影する。
The output signal of the
こうして、資料116の画像をスクリーン103に投影表示した状態において、ライトペン118によって指し示した資料116上の輝点部分に対応したスクリーン103上にポイント画像117を表示させることができる。
Thus, in a state where the image of the
この動作において、説明者120がライトペン118の指し示す位置を変え、輝点119の位置を変化させると、輝度信号を介して輝点位置の変化がポイント画像制御回路205に伝わり、ポイント画像制御回路205は、その輝点119の位置の変化に対応したポイント画像データ信号およびポイント画像制御信号を生成する。これにより、ライトペン118を動かしての輝点119の位置制御を反映したポイント画像117の表示位置の制御が行われる。こうして、ライトペン118によって指し示す位置により、ポイント画像117の表示位置が決まる制御が行われる。
In this operation, when the
この動作においては、資料116の撮像画像が1秒間に3回更新されるので、やや不自然になるとはいえ、資料116を動かした際にその動きに追従した状態でスクリーン103上に資料116の撮像画像の表示が行われる。
In this operation, since the captured image of the
また、ポイント画像117は、30フレーム/秒中の27フレームを用いて作成されるので、輝点119の素早い動きにも十分に対応することができる。
Moreover, since the
こうして、撮像している資料116を動かしながらのポイント画像117の表示を行う際に、説明者120が提示画像のフリーズ状態を意識しなくて済み、同時に視聴者もそのことが気にならないようなプレゼンテーションを行うことができる。
Thus, when the
なお、フレームの割り振りは、CCDカメラ203の性能が30フレーム/秒である場合、資料116の撮像に1〜10フレーム(好ましくは1〜4フレーム)、ポインティング位置(輝点119)の撮像に20〜29フレーム(好ましくは26〜29フレーム)を割り当てるのが適当である。
Note that when the performance of the
なお、資料116の撮像に割り当てるフレーム数を5フレーム以上とすると、資料116を動かした際における表示画像の追従性の自然さがより高まるが、逆にポイント画像117を素早く動かした際における不自然さは増大する。もちろん、このフレーム数の割り振りは、用途や要求される性能に応じて適宜設定することができる。また、このフレーム数の割り振りをユーザが調整できるようにしてもよい。
Note that if the number of frames allocated to the imaging of the
1−3.第1の実施形態の変形
上述した第1の実施形態の動作においては、赤外光透過フィルタ201が光軸上から外される3フレームにおいて、輝点119が撮像画像中に画像として取り込まれる。
1-3. Modification of First Embodiment In the operation of the first embodiment described above, the
この光は、CCDカメラ203が認識できてしまうため、輝点119がスクリーン117上に表示されてしまう。輝点119の表示寸法より、ポイント画像117の表示寸法が大きい場合、輝点119の表示画像がポイント画像117によって隠されるが、ライトペン118による資料116への指示状態によっては、輝点119がスクリーン103上で目立ってしまう場合がある。
Since this light can be recognized by the
この現象を防止する方法として、ライトペン118の発光を、光学フィルタの利用が行われるフレームに対応させて行う方法を挙げることができる。この場合、画像データをCCD素子から読み出す同期信号をCCD制御回路204からもらい、ライトペン118に備えた発光素子の発光タイミングを制御する。
As a method for preventing this phenomenon, there is a method in which the
例えば上記の例でいうと、30フレーム/秒で行われる画像撮像における27フレームの撮像タイミングにおいて発光を行い、残りの3フレームの撮像タイミングにおいて発光を停止する。こうすることで、デジタルRGB信号に輝点119の画像データが含まれないようにすることができ、スクリーン103に輝点119が表示されないようにすることができる。
For example, in the above example, light emission is performed at the imaging timing of 27 frames in the image capturing performed at 30 frames / second, and the light emission is stopped at the imaging timing of the remaining three frames. By doing so, the image data of the
なお、この態様を実現するには、CCD制御回路204からライトペン118に制御信号を送る手段が必要となる。この制御信号を送る手段としては、有線や無線を用いた方法を挙げることができる。
In order to realize this mode, means for sending a control signal from the
(2)第2の実施形態
2−1.第2の実施形態の構成
以下において、図1に例示する資料提示装置101の他の構成を説明する。図3は、資料提示装置101の他の例を示すブロック図である。図3に示す資料提示装置101は、CCDカメラ203を備えた撮像装置113、CCD制御回路204、ポイント画像制御回路205、CPU206、セレクタ207、D/Aコンバータ208を備えている。
(2) Second embodiment 2-1. Configuration of Second Embodiment Hereinafter, another configuration of the
図3において、図2示す構成と異なるのは、撮像装置113が赤外光透過フィルタ201を備えていない点、ポイント画像制御回路205がRチャンネルの輝度信号に基づいてR成分の輝度が最大である点を算出し、そこをポイント画像の表示位置とする制御を行う点、ポイント画像制御回路205がライトペン118(図1参照)の点灯タイミングを制御する機能を有する点、およびポイント画像制御回路205の動作に関連してCPU206が行う制御内容が異なる点である。また、本実施形態においては、ライトペン118は、赤の波長(650nm)の可視光を発光するLEDを先端に備えている。
3 differs from the configuration shown in FIG. 2 in that the
図3に示す態様においては、資料提示装置101からライトペン118に点灯タイミングを制御する信号が出力される。この制御信号の伝送は、有線あるいは無線によって行われる。なお、図3において、図1および図2と符号が同一の部位の機能は、図1および図2において説明したものと同じである。
In the mode shown in FIG. 3, a signal for controlling the lighting timing is output from the
本実施形態において、ライトペン118の輝度は、CCD素子カメラ203に内蔵されたCCD素子の飽和光量に達するように前もって設定しておく。また、CCD制御回路205には、最大輝度信号の90%の値を有効ポイント位置信号として認識するスレッシュホールド値(閾値)を設定しておく。
In the present embodiment, the brightness of the
2−2.第2の実施形態の動作
ここでは、図1に示すシステムを用いたプレゼンテーションにおいて、資料116の撮像画像をスクリーン103に投影表示する場合における図3に例示する資料提示装置101の動作を説明する。この例においては、CCDカメラ203が1秒間に30フレームの撮像を行う場合を説明する。
2-2. Operation of Second Embodiment Here, the operation of the
まず、資料116の撮像画像をスクリーン103に投影表示するだけの場合の動作を説明する。この場合、CCD制御回路204によって、CCDカメラ203から通常のRGBに対応する画像データが読み出され、それがセレクタ207に出力される。
First, an operation in the case where only the captured image of the
この場合、ポイント画像制御回路205は特に動作せず、セレクタ207におけるポイント画像データ信号とデジタルRGB信号の選択切り換えは行われない。そのため、デジタルRGB信号はセレクタ207を通過し、D/Aコンバータ208に送られ、そこでアナログRGB信号に変換される。このアナログRGB信号は、図1の投影装置102に送られ、投影装置102は、このアナログRGB信号に基づいて資料116の撮像画像をスクリーン103に投影する。こうして、ポイント画像117の表示が行われない投影表示がスクリーン103に対して行われる。
In this case, the point
次に資料116の投影画像に重ねてポイント画像117をスクリーン103に表示する場合の動作を説明する。ここでは、資料116の撮像画像をスクリーン103に投影表示している状態において、説明者120がライトペン118を用いて、資料116の任意の点を指し示し、スクリーン103に投影表示されている画像の所定部分に対するポインティング(投影画像の一部を指し示す行為)を行う場合を説明する。
Next, the operation when the
この例においては、CCDカメラ203が撮像する30フレームの内、3フレームを資料116の画像取得に割り当て、残りの27フレームを輝点119の画像取得に割り当てる。具体的には、1秒間の30フレーム中の1フレーム目、10フレーム目、および20フレーム目の3フレームにおいて、資料116の画像取得を行い、残りのフレームにおいて、輝点119の画像取得を行う。
In this example, among the 30 frames captured by the
この際、ポイント画像制御回路205は、ライトペン118(図1参照)に対して、2〜9フレーム、11〜19フレーム、および21〜30フレームの撮像タイミングにおいて点灯を行うためのライトペン制御信号を出力し、そのタイミングに対応させてライトペン118を点灯させる。なお、このライトペン制御信号は、CCD素子の垂直同期信号に基づいて生成される。
At this time, the point
CCD制御回路204は、1フレーム目、10フレーム目、および20フレーム目において、通常のRGB画像データを取得する。さらにCCD制御回路204は、この3フレーム/秒の画像データに対して、前述した欠落フレーム補填処理を行い、30フレーム/秒で構成されるデジタルRGB信号を生成し、それをセレクタ207に出力する。
The
また、CCD制御回路204は、2〜9フレーム、11〜19フレーム、および21〜30フレームのタイミングにおいて、CCDカメラから読み出したRGB信号から、R成分だけを抽出する。そして、CCD制御回路204は、この27フレーム/秒のR成分の画像データに対して、前述した欠落フレーム補填処理を行い、30フレーム/秒で構成されるRチャネル輝度信号を生成し、それをポイント画像制御回路205に出力する。
Further, the
ポイント画像制御回路205は、このRチャネル輝度信号に基づいて、ライトペン118先端の輝点119(図1参照)の位置データを算出する。すなわち、CCD制御回路205には、最大輝度信号の90%の値を有効ポイント位置信号として認識するスレッシュホールド値(閾値)が設定されており、またライトペン117はCCD素子の飽和強度に発光強度が設定されているので、CCD制御回路205は、ライトペン118先端の輝点の位置データを、通常の画像内にある赤色成分から区別して、有効ポイント位置信号情報として取得することができる。
The point
ポイント画像制御回路205は、この有効ポイント位置信号情報から、最大輝度の位置を算出し、それに基づいてポイント画像(例えば矢印の画像)を表示するためのポイント画像データ信号を生成する。
The point
また、ポイント画像制御回路205は、Rチャネル輝度信号の解析結果から、ポイント画像の画素データを表示させるべき画素位置を特定するポイント画像制御信号を生成し、それを水平垂直同期信号および画素クロックに基づいて所定のタイミングでセレクタ207に出力する。
Further, the point
セレクタ207に送られたRGBデジタル信号とポイント画像データ信号は、ポイント画像制御信号に基づいて、どちらかが順次選択される。ここでは、例えば、1行目の1列目の画素に表示する画像データとしてRGBデジタル信号またはポイント画像データ信号のどちらかが選択され、次に1行目の2列目の画素に表示する画像データとしてRGBデジタル信号またはポイント画像データ信号のどちらかが選択され、といった選択処理が行われる。
One of the RGB digital signal and the point image data signal sent to the
この結果、図1に示すスクリーン103に投影表示されているような、資料116の画像とポイント画像117の画像とが合成された画像の画像データ信号がセレクタ207において生成される。
As a result, the
セレクタ207の出力信号は、D/Aコンバータ208においてアナログRGB信号に変換され、そのアナログRGB信号は、画像伝送ケーブル103を介して投影装置102に出力される。そして、投影装置102は、そのアナログRGB信号に基づいた画像をスクリーン103に投影する。
The output signal of the
こうして、資料116の画像をスクリーン103に投影表示した状態において、ライトペン118によって指し示した資料116上の位置に、ポイント画像117を表示させることができる。
In this manner, the
この動作形態においては、ライトペン118によるポインティングが行われている最中中において、資料116に対する画像取得が1秒間に3回の割合で行われるので、資料116を動かしたとしても、3回/秒の割合で資料116の投影画像の書き換えが行われる。このため、多少不自然になるとはいえ、資料116を動かしながらのライトペン118を用いたポインティングを行うことができる。
In this operation mode, since the image acquisition for the
こうして、撮像している資料116を動かしながらのポイント画像117の表示を行う際に、説明者120が提示画像のフリーズ状態を意識しなくて済み、同時に視聴者もそのことが気にならないようなプレゼンテーションを行うことができる。なお、フレームの割り振りの割合に関しては、第1の実施形態の場合と同じであり、ある程度の自由度がある。
Thus, when the
本発明は、講演会、セミナー、各種の授業において、資料を画像として提示する資料提示技術に利用することができる。 The present invention can be used for a material presentation technique for presenting materials as images in lectures, seminars, and various classes.
101…資料提示装置、102…投影装置、103…スクリーン、104…画像伝送ケーブル、111…タッチパネル式ディスプレイ、112…ディスプレイ支持アーム、113…撮像装置、114…撮像装置支持アーム、115…操作手段、116…撮像対象となる資料、117…ポイント画像、118…ライトペン、119…ライトペン先端の輝点、120…説明者(プレゼンター)、201…赤外光透過フィルタ、202…フィルタ制御回路、203…CCDカメラ、204…CCD制御回路、205…ポイント画像制御回路、206…CPU、207…セレクタ、208…D/Aコンバータ、301…ゲインアンプ。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記複数のフレームの一部を用いて被撮像対象の画像を取得し、前記複数のフレームの他部を用いてライトペンの輝点画像を取得する画像取得装置と
を備えることを特徴とするポイント画像の制御装置。 Imaging means for imaging a plurality of frames per second;
An image acquisition device that acquires an image of an imaging target using a part of the plurality of frames and acquires a bright spot image of a light pen using another part of the plurality of frames. Image control device.
前記複数のフレームの他部の撮像タイミングに合わせて、前記撮像手段の光軸上への前記光学フィルタの配置を行う制御手段と
を備えることを特徴とする請求項1に記載のポイント画像の制御装置。 An optical filter that selectively transmits the wavelength of the bright spot;
2. The point image control according to claim 1, further comprising: a control unit that arranges the optical filter on an optical axis of the imaging unit in accordance with an imaging timing of the other part of the plurality of frames. apparatus.
前記輝点画像の取得は、前記複数のフレームの他部の撮像タイミングに合わせて、前記CCD撮像装置から、所定の色成分の輝度信号を選択的に得る処理を含むことを特徴とする請求項1に記載のポイント画像の制御装置。 The imaging means includes a CCD imaging device,
The acquisition of the bright spot image includes a process of selectively obtaining a luminance signal of a predetermined color component from the CCD imaging device in accordance with imaging timing of the other part of the plurality of frames. The point image control device according to 1.
画素の表示タイミングに従って、前記撮像画像の画像データ信号と前記輝度信号に基づくポイント画像データ信号の何れかを順次選択するセレクタと
を備えることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のポイント画像の制御装置。 Image generating means for generating a captured image of the imaging target based on a part of the plurality of frames and generating a luminance signal for determining a display position of the point image based on the other part of the plurality of frames;
4. The selector according to claim 1, further comprising: a selector that sequentially selects one of an image data signal of the captured image and a point image data signal based on the luminance signal according to a display timing of the pixel. Point image control device.
前記複数のフレームの一部を用いて被撮像対象の画像を取得し、前記複数のフレームの他部を用いてライトペンの輝点画像を取得する画像取得ステップと
を備えることを特徴とするポイント画像の制御方法。 An imaging step of imaging multiple frames per second;
An image acquisition step of acquiring an image to be imaged using a part of the plurality of frames and acquiring a bright spot image of a light pen using another part of the plurality of frames. Image control method.
前記複数のフレームの一部に対応したRGB各成分の信号を取得する第1のサブステップと、
前記複数のフレームの他部に対応した所定の色成分の信号を取得する第2のサブステップと
を含むことを特徴とする請求項5に記載のポイント画像の制御方法。 The image acquisition step includes
A first sub-step of acquiring signals of RGB components corresponding to a part of the plurality of frames;
The point image control method according to claim 5, further comprising: a second sub-step of acquiring a signal of a predetermined color component corresponding to another part of the plurality of frames.
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Cited By (2)
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JP2015053734A (en) * | 2014-12-05 | 2015-03-19 | セイコーエプソン株式会社 | Projector, image projection system, and image projection method |
US9733552B2 (en) | 2011-08-09 | 2017-08-15 | Seiko Epson Corporation | Image pickup device and projector |
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2005
- 2005-06-09 JP JP2005169051A patent/JP2006345228A/en active Pending
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