JP2007102099A - 電子機器、画像処理方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カメラ11が撮影した利用者の画像を基に、画像処理部12は表示部15と利用者との相対位置関係を検出し、表示制御部14は相対位置の変化が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、所定のしきい値以上であった場合に、表示制御部14は画像処理部12が検出した相対位置に基づいて、記憶部13に記憶された元画像から一部を切り取って表示画像を作成し、表示部15は表示画像を表示する。
【選択図】図1
Description
しかし、大きい画像の一部を表示する場合には、表示画面外の部分は見ることができず、また、表示位置を動かして画像の全体を見るためにボタン、スイッチ、マウス等の入力デバイスを必要とするため、手間がかかり、また画像の全体をつかみにくいという不利益があった。
これは、表示部に対する電子機器本体の位置が移動したときに、その移動量に応じて表示部が表示する表示範囲や表示サイズを変更する技術である。
特許文献2では、実空間における視点の移動と連動して、仮想空間における視界(模擬視界)が変化する模擬視界装置について説明されている。
特許文献3では、建物の窓からの眺望を、利用者の窓に対する向きによって変化させる建物眺望疑似体験装置について説明されている。
特許文献4では、利用者が前後左右への歩行及び走行、ジャンプやしゃがむ等の動作を行うことができ、更に大規模な設備なしに利用者の見る仮想空間画像に上述の動きをフィードバックできるシミュレーションシステムについて説明されている。
特許文献5では、利用者の姿勢の変化や移動方向・移動距離を基に、利用者から見える仮想空間の映像を演算して出力し、更に利用者と音源の相対移動速度を求め利用者が聞く音を変化させて出力する仮想空間生成装置について説明されている。
また、表示する画像に拡大・縮小などの処理を施して表示するため、表示画像にテキストが含まれていた場合に、文字が歪んで表示されてしまい判読できなくなる、という不利益がある。
以下、第1実施形態の画像表示装置について説明する。
図1は、本実施形態の画像表示装置1のブロック図である。
図1に示すように、画像表示装置1は、例えば、カメラ11、画像処理部12、記憶部13、表示制御部14及び表示部15を有する。
画像処理部12は、カメラ11が撮影した利用者の画像を処理し、画像表示装置1に対する利用者の相対位置情報、例えば、画像表示装置1と利用者との角度や距離等を求める。相対位置情報の求め方については後に詳述する。
記憶部13は、表示用の画像の元となる元画像を記憶する。
表示制御部14は、画像処理部12が算出した相対位置情報を基に、記憶部13に記憶された元画像を表示部15に表示する際の表示範囲を決定し、表示画像として元画像から切り取った画像を拡大・縮小等加工する。表示画像の作成方法については、後に詳述する。
表示部15は、表示制御部14が作成した表示画像を表示する。
なお、以下説明する画像処理部12の相対位置情報の算出方法はあくまで一例であり、他の方法であってもよい。
画像処理部12は、図2に示す利用者の画像を処理し、利用者の「顔」に該当する部分を抽出し、画像内での顔の位置を特定する。
図2は、カメラ11が撮影した利用者の画像の一例である。
画像処理部12は、図2に示す利用者の画像から、図3に示すような、肌の色の部分を抽出した画像を作成する。
図3は、利用者の肌の色の部分を抽出した画像を示す図である。
画像処理部12は、一定の範囲を設けて肌の色の部分の抽出を行う。すなわち、おおよそ肌の色であればその部分を肌の色であるとして扱う。
また、画像処理部12は、空間フィルタ演算やノイズ除去等を行い、肌の色の誤認識を防止する。
この処理により、手や腕など、顔以外の肌の色の部分が利用者の画像に写っていても、顔だけを抽出することが可能である。
次に、画像処理部12は、カメラ11が撮影した利用者の画像内の顔の位置と大きさを特定する。カメラ11と表示部15との位置関係は予め決まっているので、カメラ11の撮影した画像内の顔の位置から、利用者と表示部15との相対的な角度を求めることができる。また、予めカメラ11が撮影した画像内の顔の大きさと、利用者とカメラの距離の相関データを用意しておくことで、おおよその利用者とカメラ11(画像表示装置1)との距離を求めることができ、従って利用者と表示部15との距離も求めることができる。
図4に示すように、本実施形態の表示制御部14は、記憶部13に記憶された元画像の一部を切り取り、切り取った一部を拡大または縮小して表示画像を作成する。
点Hは利用者の仮想空間における位置を示す点、点Aは表示部15の中心の仮想空間における位置を示す点、点Bは上述した点HとAとを結ぶ直線AHが仮想空間において元画像と交わる点の位置を示す点である。
図5における距離L1は、表示部15と元画像との仮想空間における距離を示している。図5における角度Φ1は、直線AHと表示部15とが仮想空間において平面方向に対してなす角を、図6におけるΦ2は、直線AHと表示部15とが仮想空間において垂直方向に対してなす角を示している。すなわち、Φ1及びΦ2は、カメラ11及び画像処理部12が求めた、利用者と表示部15との相対的角度に相当する。
ここで、例えば点Hの位置を仮想空間内での基準点として、点Aと点Bの位置を画像処理部12が求めた利用者と表示部15との距離、L1、Φ1及びΦ2を基に求めることができる。なお、仮想空間内で基準とする点は点Hでなくてもよい。
この距離は、元画像ごとに設定してもよいし、画像表示装置1ごとに固定の値としてもよいし、利用者が設定してもよい。また、表示制御部14が表示画像を作成するタイミングでこの距離L1を設定するのではなく、予め設定しておいてもよい。
切り取る画像の大きさは、線分AHの長さと線分ABとの比を基に決定する。
表示制御部14は、例えば、
(表示画面の大きさ)*(線分ABの長さ)/(線分AHの長さ)
のような計算を行い、切り取る画像の大きさを決定する。
なお、線分AHの長さは、画像処理部12が上述した方法で求めた、利用者と表示部15との距離に等しい。
線分ABの長さは、上述したL1、Φ1及びΦ2を基に幾何学的に求めることができる。
図7は、画像表示装置1の動作例を示すフローチャートである。
カメラ11は、利用者を撮影する。
ステップST2:
画像処理部12は、ステップST1においてカメラが撮影した利用者の画像を基に、上述した方法で利用者と表示部15との位置関係を求める。
ステップST3:
表示制御部14は、ステップST2において画像処理部12が求めた利用者と表示部15との位置関係の一定時間内の変化量が、予め設定されたしきい値以上か否かを判断し、しきい値以上である場合にはステップST4に進み、そうでない場合はステップST1に戻る。
表示制御部14は、上記説明したように、仮想空間内での利用者を示す点Hの位置及び表示部15の中心を示す点Aの位置を求める。
ステップST5:
表示制御部14は、ステップST4において求めた点Aと点Hを基に、点Aと点Hを直線で結び、直線AHと仮想空間内の元画像との交点の位置を示す点Bを求める。
ステップST6:
表示制御部14は、ステップST5において求めた点Bを中心とする所定の大きさの画像を元画像から切り出す。
表示制御部14は、ステップST6において切り出した所定の大きさの画像を、表示部15の大きさに合わせて拡大或いは縮小等の処理を行い、表示画像を作成する。
ステップST8:
表示部15は、ステップST7において表示制御部14が作成した表示画像を表示し、ステップST1に戻る。
また、本実施形態では、図4において、仮想空間内において表示部15と元画像とは平行であるように描かれているが、表示部15と元画像とは仮想空間内で特に平行である必要は無い。
また、本実施形態では、点Aを表示部15の中心点であるとしたが、本発明では、表示部15内の特定の点であれば、中心点でなくてもよい。この場合、特定の点は、利用者が決定した点でもよいし、画像表示装置1ごとに決まった点でもよい。更に、点Bを中心とする画像を切り出し補間して表示画像を作成したが、本発明では、点Bを含む画像であればよく、点Bが切り出す画像の中心でなくてもよい。
また、本実施形態の画像表示装置1によれば、上記図7のステップST3において判断しているように、利用者と表示画像との相対位置の変化量が所定のしきい値以上でない場合は、すなわち、予期しない利用者の動きや画像表示装置1の僅かなブレ等による利用者と画像表示装置1との相対位置の変化の場合には、表示部15の表示内容を変化させない。これにより、予期しない表示内容の変化を防止することができる。
以下、第2実施形態の画像表示装置について説明する。
第2実施形態の画像表示装置1aは、表示制御部14a以外は第1実施形態の画像表示装置1と同様の構成を有する。
本実施形態の表示制御部14aは、図8に示すように、記憶部13に記憶された元画像の一部を切り取り、切り取った一部を拡大または縮小して表示画像を作成する。
点Hは利用者の仮想空間における位置を示す点、点Cは表示部15の中心の仮想空間における位置を示す点である。
図9における距離L2は、表示部15と元画像との仮想空間における距離を示している。図9における角度Φ3は、直線CHと表示部15とが仮想空間において平面方向に対してなす角を、図10におけるΦ4は、直線CHと表示部15とが仮想空間において垂直方向に対してなす角を示している。すなわち、Φ3及びΦ4は、カメラ11及び画像処理部12が求めた、利用者と表示部15との相対的角度に相当する。
ここで、例えば点Hの位置を仮想空間内での基準点として、点Cの位置を画像処理部12が求めた利用者と表示部15との距離、Φ3及びΦ4を基に求めることができる。なお、仮想空間内で基準とする点は点Hでなくてもよい。
この距離は、元画像ごとに設定してもよいし、画像表示装置1aごとに固定の値としてもよいし、利用者が設定してもよい。また、表示制御部14aが表示画像を作成するタイミングでこの距離L2を設定するのではなく、予め設定しておいてもよい。
更に、図8に示すように、仮想空間内で、点Hと表示部15の四隅P1、P2、P3及びP4を結んだ直線と仮想空間内の元画像との交点Q1、Q2、Q3及びQ4の位置を求める。こうして求めた点Q1〜Q4に囲まれた範囲を切り取り、表示部15の大きさに合わせて拡大・縮小等の補間計算の画像処理を行い、表示画像を作成する。補間計算の一例としては、空間のFIRフィルタ等がある。
図11は、画像表示装置1aの動作例を示すフローチャートである。
カメラ11は、利用者を撮影する。
ステップST12:
画像処理部12は、ステップST11においてカメラが撮影した利用者の画像を基に、上述した方法で利用者と表示部15との位置関係を求める。
ステップST13:
表示制御部14aは、ステップST12において画像処理部12が求めた利用者と表示部15との位置関係の一定時間内の変化量が、予め設定されたしきい値以上か否かを判断し、しきい値以上である場合にはステップST14に進み、そうでない場合はステップST11に戻る。
表示制御部14aは、上記説明したように、仮想空間内での利用者を示す点Hの位置及び表示部15の中心を示す点Cの位置を求める。
ステップST15:
表示制御部14aは、ステップST14において求めた点Cを基に、仮想空間内の表示部15の四隅を示す点P1、P3、P3及びP4を求める。
ステップST16:
表示制御部14は、ステップST15において求めた点P1〜P4と点Hとを基に、点P1〜P4と点Hを直線で結び、直線P1と仮想空間内の元画像との交点の位置を示す点Q1、直線P2と仮想空間内の元画像との交点の位置を示す点Q2、直線P3と仮想空間内の元画像との交点の位置を示す点Q3、直線P4と仮想空間内の元画像との交点の位置を示す点Q4を求める。
ステップST17:
表示制御部14aは、ステップST16において求めた点Q1〜Q4を四隅とする画像を元画像から切り出す。
表示制御部14aは、ステップST17において切り出した画像を、表示部15の大きさに合わせて拡大或いは縮小等の処理を行い、表示画像を作成する。
ステップST19:
表示部15は、ステップST18において表示制御部14aが作成した表示画像を表示し、ステップST11に戻る。
また、本実施形態では、図11において、仮想空間内において表示部15と元画像とは平行であるように描かれているが、表示部15と元画像とは仮想空間内で特に平行である必要は無い。
また、本実施形態の画像表示装置1aによれば、上記図11のステップST13において判断しているように、利用者と表示画像との相対位置の変化量が所定のしきい値以上でない場合は、すなわち、予期しない利用者の動きや画像表示装置1aの僅かなブレ等による利用者と画像表示装置1aとの相対位置の変化の場合には、表示部15の表示内容を変化させない。これにより、予期しない表示内容の変化を防止することができる。
以下、第3実施形態の画像表示装置について説明する。
第3実施形態の画像表示装置1bは、表示制御部14b以外は第1実施形態の画像表示装置1と同様の構成を有する。
本実施形態の表示制御部14bは、図12に示すように、記憶部13に記憶された元画像の一部を切り取り、切り取った一部を拡大または縮小して表示画像を作成する。
点Hは利用者の仮想空間における位置を示す点、点Dは表示部15の中心の仮想空間における位置を示す点である。
図13における距離L3は、表示部15と元画像との仮想空間における距離を示している。図13における角度Φ5は、直線DHと表示部15とが仮想空間において平面方向に対してなす角を、図14におけるΦ6は、直線DHと表示部15とが仮想空間において垂直方向に対してなす角を示している。すなわち、Φ5及びΦ6は、カメラ11及び画像処理部12が求めた、利用者と表示部15との相対的角度に相当する。
ここで、例えば点Hの位置を仮想空間内での基準点として、点Dの位置を画像処理部12が求めた利用者と表示部15との距離、Φ5及びΦ6を基に求めることができる。なお、仮想空間内で基準とする点は点Hでなくてもよい。
この距離は、元画像ごとに設定してもよいし、画像表示装置1bごとに固定の値としてもよいし、利用者が設定してもよい。また、表示制御部14bが表示画像を作成するタイミングでこの距離L3を設定するのではなく、予め設定しておいてもよい。
こうして求めた点Txyにある画素を元画像から抽出し、x、yの順番通りに並べていくことで、表示制御部14bは表示画像を作成する。
図15は、画像表示装置1bの動作例を示すフローチャートである。
カメラ11は、利用者を撮影する。
ステップST22:
画像処理部12は、ステップST21においてカメラが撮影した利用者の画像を基に、上述した方法で利用者と表示部15との位置関係を求める。
ステップST23:
表示制御部14bは、ステップST22において画像処理部12が求めた利用者と表示部15との位置関係の一定時間内の変化量が、予め設定されたしきい値以上か否かを判断し、しきい値以上である場合にはステップST24に進み、そうでない場合はステップST21に戻る。
表示制御部14bは、上記説明したように、仮想空間内での利用者を示す点Hの位置及び表示部15の中心を示す点Dの位置を求める。
ステップST25:
表示制御部14bは、ステップST24において求めた点Dの位置を基に、表示部15の全ての画素を示す点Sxyの位置を求める。
ステップST26:
表示制御部14bは、上記説明したように、ステップST25において求めた点Sxyの位置を基に、点Sxyと点Hとを結ぶ直線と仮想空間内の元画像との交点Txyの位置を求める。この処理を全ての点Sxyに対して行う。
ステップST27:
表示制御部14bは、ステップST25において求めた点Txyの位置にある元画像の画素を抽出し、順番どおりに並べて表示画像を作成する。点Txyの位置にちょうど対応する点がない場合(計算で求めた点Txyの座標が整数値でない場合)には、隣接したデータを用いた補間処理によって補う。
ステップST28:
表示制御部14bは、ステップST26において作成した表示画像を表示部15に表示し、ステップST21に戻る。
また、本実施形態では、図15において、仮想空間内において表示部15と元画像とは平行であるように描かれているが、表示部15と元画像とは仮想空間内で特に平行である必要は無い。
また、本実施形態の画像表示装置1bによれば、上記図15のステップST23において判断しているように、利用者と表示画像との相対位置の変化量が所定のしきい値以上でない場合は、すなわち、予期しない利用者の動きや画像表示装置1bの僅かなブレ等による利用者と画像表示装置1bとの相対位置の変化の場合には、表示部15の表示内容を変化させない。これにより、予期しない表示内容の変化を防止することができる。
本実施形態の画像表示装置は、表示する画像に文字が含まれているとき、上述した第1〜第3実施形態では、例えば、表示部15と仮想空間内の元画像が平行でないような場合に、文字が歪んで表示されてしまうことを改善する。
すなわち、本実施形態では、どのような場合でも、文字を文字として認識できるように表示部15に表示する画像表示装置1cについて説明する。
記憶部13cは、表示用の画像の元となる元画像と共に、文字情報を記憶する。
ここで文字情報とは、文字の種類と文字の中心位置からなる情報である。
文字の種類情報は、表示すべき文字を特定するための情報である。
文字の中心位置情報は、元画像中のその文字がある位置を示す情報である。
文字については、中心位置と最も近い元画像中の点が表示画像中に含まれていた場合、まず、表示制御部14cは、その点に文字の中心位置を合わせる。次に、その点が元画像から表示画像に拡大或いは縮小されたときと同じ縮尺で、文字の種類情報を基にした文字画像を拡大或いは縮小し、表示画像に重ねて文字情報を含んだ表示画像を作成する。
Claims (12)
- 第1の画像を記憶する記憶手段と、
第2の画像を表示する表示手段と、
前記表示手段と所定の視点との相対位置を検出する相対位置検出手段と、
検出された前記相対位置に基づいて、前記第1の画像の一部を抽出して前記第2の画像を作成する表示制御手段と、
を有し、
前記表示制御手段は、前記相対位置が所定のしきい値以上変化した場合に、当該相対位置の変化に応じて前記表示手段に表示させる第2の画像を新たに作成する
電子機器。 - 前記相対位置が所定のしきい値だけ変化しない場合には、新たな前記第2の画像を作成せず、前記第2の画像を変化させない
請求項1に記載の電子機器。 - 前記表示制御手段は、前記所定の視点と前記表示手段と前記第1の画像とが当該順で並んだ仮想的な空間を形成し、検出された前記相対位置に基づいて、前記所定の視点と前記表示手段の特定の点と前記第1の画像上の交点との3点全てを含む直線が存在する場合に、前記交点を含む所定の大きさの画像を、前記第1の画像から抽出し、前記表示手段の大きさに合わせて補間処理を行い、前記第2の画像を作成する
請求項1に記載の電子機器。 - 前記特定の点は、前記表示手段の中心点を含む
請求項3に記載の電子機器。 - 前記交点は、前記所定の大きさの画像の中心点を含む
請求項3に記載の電子機器。 - 前記表示制御手段は、前記所定の視点と前記表示手段との距離と、前記表示手段と前記第1の画像との距離との比を基に、前記第1の画像から切り取る画像の大きさを決定する
請求項3に記載の電子機器。 - 前記表示制御手段は、前記所定の視点と前記表示手段と前記第1の画像とがこの順で並んだ仮想的な空間を形成し、検出された前記相対位置に基づいて、前記所定の視点と前記表示手段の四隅とを結ぶ少なくとも3つの直線と前記第1の画像との、少なくとも3つの交点を頂点とする画像を、前記第1の画像から切り取り、前記表示手段の大きさに合わせて補間処理を行い、前記表示画像を作成する
請求項1に記載の電子機器。 - 前記表示制御手段は、前記所定の視点と前記表示手段と前記第1の画像とが当該順で並んだ仮想的な空間を形成し、検出された前記相対位置に基づいて、前記所定の視点と前記表示手段全ての画素を結ぶ全ての直線の、前記第1の画像との交点を求め、それぞれの前記交点の位置にある前記第1の画像の画素を、対応する前記表示手段の画素の配列に従って配列することによって、前記表示画像を作成する
請求項1に記載の電子機器。 - 前記表示制御手段は、前記所定の視点と前記表示手段全ての画素を結ぶ全ての直線の、前記第1の画像との交点が整数値でない場合に補間処理を行う
請求項8に記載の電子機器。 - 前記記憶部は、文字の位置と種類とを特定する文字情報を更に有し、
前記表示制御手段は、前記文字情報を基に、前記表示画像に前記文字情報から特定された文字画像を重ねて表示画像を新たに作成する
請求項1に記載の電子機器。 - 表示手段と所定の視点との相対位置を検出する第1の工程と、
検出された前記相対位置の変化が所定のしきい値以上であるか否かを判定する第2の工程と、
前記相対位置の変化が所定のしきい値以上であった場合に、検出された前記相対位置に基づいて表示画像を作成する第3の工程と、
を有する画像処理方法。 - 電子機器が実行するプログラムであって、
表示手段と所定の視点との相対位置を検出する第1の手順と、
検出された前記相対位置の変化が所定のしきい値以上であるか否かを判定する第2の手順と、
前記相対位置の変化が所定のしきい値以上であった場合に、検出された前記相対位置に基づいて表示画像を作成する第3の手順と、
を前記電子機器に実行させるプログラム。
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