JP2010102588A - 過去に撮像したリアル画像にバーチャルオブジェクトを重ねて表示する装置及び方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】リアリティのある実在の場所の風景の中でゲーム等を行うことが可能な可搬合成画像表示装置を提供すること。
【解決手段】可搬合成画像表示装置1は、位置を特定するための全地球測位システムのGPS衛星から受信した電波に基づいて現在位置を特定するGPS情報受信部41と、地磁気センサ420が検出する地磁気から得られる方位情報を特定する方位情報取得部42と、加速度センサ430が検出する傾きから得られる傾き情報を取得する傾き情報取得部43と、予め撮像した風景画像を記憶する風景画像DB201と、取得した位置情報、方位情報、及び傾き情報に応じた風景画像ファイルを表示部13に表示する風景画像ファイルとして決定する表示画像決定部104と、風景画像ファイルに対して、仮想オブジェクトの合成を行う画像合成部105と、を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、過去に撮像され、記憶されている風景画像といったリアル画像に仮想オブジェクトを合成して表示する可搬合成画像表示装置及び方法に関する。
従来、カメラ付き携帯端末で撮像した人物画像に対して、予め登録されたアニメのキャラクタ画像等を合成する画像処理システムが提案されている(例えば、特許文献1)。この画像処理システムでは、カメラ付き携帯端末で撮像した人物画像を画像合成のためのシステムに送信すると、当該キャラクタ画像と画像合成を行い、携帯端末へと送信する。そして、携帯端末装置は、送信された画像を受信して表示することができる。
一方、加速度センサー等を備えた操作端末をユーザが操作することに応じて、仮想空間において仮想キャラクター(アバター等を含む)がテニスやキャッチボールを行ったり、モンスターと対戦ゲームを行ったりすることができるビデオゲーム装置が知られている(例えば、特許文献2)。
特開2008−193469号公報 特開2007−244418号公報
しかしながら、仮想空間ではなく、例えば自宅の前やテーマパーク等の実在の場所の風景にそれぞれ仮想オブジェクトを合成してキャッチボールを行ったりモンスターと戦ったりすることができる技術は提案されていない。更に、例えばカメラ付き携帯端末で撮像した実在の場所の風景動画像を使用しようとすると、当該風景動画像は手ぶれ等により常に向きが変化しており、そのままの風景動画像に仮想オブジェクトの位置を対応させて表示するには当該仮想オブジェクトの表示位置や向きの計算のためのシステム負荷が過大になるばかりでなく、動画像の向きがぶれるとかえってゲーム等の操作を難しくするという課題がある。
そこで、本発明は、リアリティのある実在の場所の風景の中でゲーム等を行うことが可能な可搬合成画像表示装置を提供することを目的とする。
本発明では、以下のような解決手段を提供する。
(1) 予め撮像して記憶した風景画像に仮想オブジェクトを合成して表示する可搬合成画像表示装置であって、
前記風景画像を撮像した位置情報及び向き情報に関連付けて前記風景画像を予め記憶する風景画像記憶手段と、
前記可搬合成画像表示装置の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記可搬合成画像表示装置の向きを示す向き情報を取得する向き情報取得手段と、
予め記憶した前記風景画像の中から、前記位置情報及び前記向き情報に基づいて前記可搬合成画像表示装置に表示する風景画像を決定する画像決定手段と、
決定した前記風景画像に、前記仮想オブジェクトを合成して表示する画像合成表示手段と、
を備える可搬合成画像表示装置。
(1)記載の合成画像表示装置によれば、風景画像記憶手段は、風景画像を撮像した位置情報及び向き情報に関連付けて風景画像を記憶する。そして、位置情報取得手段により、可搬合成画像表示装置の位置を示す位置情報を取得し、向き情報取得手段により、可搬合成画像表示装置の向きを示す向き情報を取得する。そして、画像決定手段により、予め記憶した風景画像の中から、位置情報及び向き情報に基づいて可搬合成画像表示装置に表示する風景画像を決定し、画像合成表示手段により、決定した風景画像に仮想オブジェクトを合成して表示する。
このようにすることで、可搬合成画像表示装置の位置及び向きに基づいて可搬合成画像表示装置に表示する風景画像を決定することができる。そして、決定した風景画像に対して、仮想オブジェクトを合成して、合成した画像を表示する。このため、可搬合成画像表示装置により風景画像を撮像することなく、リアリティのある実在の場所の風景の中でゲーム等を行うことが可能な可搬合成画像表示装置を提供することができる。更に、予め記憶されている画像が、仮想オブジェクトの合成が最適となるように撮像されることで、画像の明るさや、視野、ズームといった仮想オブジェクトの合成以外の画像処理を行うことを必要としないため、画像処理を行う場合に対して負荷を抑制することができる。
(2) 地球上の位置を特定するための全地球測位システムの衛星からデータを受信するGPS受信手段を更に備え、
前記位置情報取得手段は、前記GPS受信手段より受信したデータに基づいて前記可搬合成画像表示装置の位置を示す前記位置情報を取得することを特徴とする(1)に記載の可搬合成画像表示装置。
このような構成によれば、全地球測位システムの衛星を利用して可搬合成画像表示装置の位置を示す位置情報を取得することができる。
(3) 地磁気を検出する地磁気検出手段を更に備え、
前記向き情報取得手段は、前記地磁気検出手段が検出した前記地磁気に基づいて前記向き情報を取得することを特徴とする(1)又は(2)に記載の可搬合成画像表示装置。
このような構成によれば、地磁気検出手段に基づいて、可搬合成画像表示装置の向きを示す方位情報を取得することができる。
(4) 前記予め撮像した風景画像は、通信ネットワークを介して前記可搬合成画像表示装置と接続可能な風景画像記憶装置に記憶されており、
取得した前記可搬合成画像表示装置の位置情報に基づいて、対応する前記風景画像を前記風景画像記憶装置から受信することを特徴とする(1)から(3)のいずれかに記載の可搬合成画像表示装置。
このような構成によれば、風景画像を通信ネットワークを介して可搬合成画像表示装置と接続可能な画像記憶装置に予め記憶することができる。このため、可搬合成画像表示装置の記憶容量以上の風景画像データを格納できる画像記憶装置を設けることにより、可搬合成画像表示装置の記憶容量にかかわらず、多量の画像データを格納することができる。
(5) 予め撮像して記憶した風景画像に仮想オブジェクトを合成して可搬合成画像表示装置に表示する可搬合成画像表示方法であって、
前記風景画像を撮像した位置情報及び向き情報に関連付けて前記風景画像を予め記憶するステップと、
前記可搬合成画像表示装置の位置を示す位置情報を取得するステップと、
前記可搬合成画像表示装置の向きを示す向き情報を取得するステップと、
予め記憶した前記風景画像の中から、前記位置情報及び前記向き情報に基づいて前記可搬合成画像表示装置に表示する風景画像を決定するステップと、
決定した前記風景画像に、前記仮想オブジェクトを合成して前記可搬合成画像表示装置に表示するステップと、
を含むことを特徴とする可搬合成画像表示方法。
このような構成によれば、上述した可搬合成画像表示装置で述べた効果と同様の効果を奏することができる。
本発明によれば、リアリティのある実在の場所の風景の中でゲーム等を行うことが可能な可搬合成画像表示装置を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態に係る可搬合成画像表示装置1の機能を示す機能ブロック図である。
可搬合成画像表示装置1は、GPS情報受信部41と、方位情報取得部42と、傾き情報取得部43と、表示画像決定部104と、画像合成部105と、表示部13と、操作部12と、補助記憶部20と、を備える。そして、補助記憶部20は、ゲームプログラム200と、風景画像DB201と、仮想オブジェクトDB202と、を有する。方位情報取得部42及び傾き情報取得部43は、向き情報取得手段を構成する。なお、後述のように傾き情報取得部43のみにより向き情報取得手段を構成してもよい。
操作部12は、後述で説明するように、各種設定や入力操作を行う操作ボタン群、決定操作ボタン等を備えており、ユーザによる可搬合成画像表示装置1の操作を受け付ける。操作部12において、ユーザによる所定の操作が受け付けられると、ゲームプログラム200が実行されることにより、可搬合成画像表示装置1の位置、方位、及び傾きの特定が開始される。
GPS情報受信部41は、位置を特定するための全地球測位システムのGPS衛星から電波を受信し、受信した電波の時刻差に基づいて現在位置を特定する。具体的には、GPS情報受信部41は、複数のGPS衛星からそれぞれの位置情報及び時刻情報を受信して、それぞれの衛星と、可搬合成画像表示装置1との距離を算出し、それぞれの衛星との距離を満たす地点、すなわち、可搬合成画像表示装置1の位置を算出することにより、可搬合成画像表示装置1の位置情報を特定する。
方位情報取得部42は、可搬合成画像表示装置1に固定して内蔵されている地磁気センサ420が検出する地磁気から得られる方位情報を特定する。これにより、可搬合成画像表示装置1の水平方向の向きを取得することができる。
傾き情報取得部43は、可搬合成画像表示装置1に固定して内蔵されている加速度センサ430が検出する加速度センサ430の傾きから得られる傾き情報を取得する。具体的には、可搬合成画像表示装置1の内部に固定されている加速度センサ430が各軸の重力加速度成分の分力を測定し、加速度センサ430の傾きを算出することで、可搬合成画像表示装置1の垂直方向の傾きを取得する。このことにより、可搬合成画像表示装置1の横方向の向き(方位)情報に限らず、縦方向の向き情報も特定できるので、坂道の上り方向や下り方向、建物を地上から見上げたり、上階から下を向いたりといった視野の調整を適宜行うことができる。なお、傾き情報取得部43により、縦方向の傾きのみならず、横方向の傾き(すなわち方位情報)を取得するように構成してもよい。この場合には、方位情報取得部42は不要となる。
図2は、本実施形態に係る風景画像DB201を示す図である。
風景画像DB201は、予め撮像した風景画像を記憶するDBであり、後述で説明する補助記憶部20に格納されている。風景画像DB201は、風景画像を特定するための情報として、画像ID、ファイル名、位置、方位、傾き、及び仮想オブジェクト表示位置等を記憶している。なお、当該風景画像はこれらの情報により特定可能なものであれば様々なものを含むことができ、動画像、静止画像の別を問わない。
画像IDは、風景画像DB201に記憶されている風景画像ファイルを一意に特定するためのIDである。ファイル名は、画像ID同様に、風景画像DB201に記憶されている風景画像ファイルを一意に特定するものである。位置には、風景画像ファイルが対応する位置情報である経度・緯度情報が格納されている。方位には、風景画像ファイルが対応する方位情報が格納されている。傾きには、風景画像ファイルが対応する傾き情報が格納されている。位置、方位、及び傾きは、後述の表示画像決定部104が、表示部に表示する風景画像ファイルを決定するために参照され、これによって表示部に表示する風景画像ファイルが一意に特定される。仮想オブジェクト表示位置は、後述で説明する画像合成部105により参照され、表示部13に表示することが決定された風景画像ファイルに対して仮想オブジェクトを合成するときの仮想オブジェクトの合成位置を決定するために用いられる。仮想オブジェクト表示位置は、仮想オブジェクトが最適に表示されるように予め決定される。また、1つの風景画像ファイルにおいて仮想オブジェクトを複数合成する場合には、それぞれの仮想オブジェクトに対して仮想オブジェクト表示位置が予め決定される。
なお、本実施形態では、風景画像DB201は、可搬合成画像表示装置1の補助記憶部20に格納されていることとしたが、これに限らない。例えば、通信ネットワークを介して可搬合成画像表示装置1と接続可能な外部サーバに対して風景画像DB201を設けることとしてもよい。このようにすることで、可搬合成画像表示装置1の補助記憶部20の記憶容量以上のデータを格納できる記憶装置を外部サーバに設けて、当該記憶装置に対して風景画像DB201を格納することにより、可搬合成画像表示装置1の補助記憶部20の記憶容量にかかわらず、多量の風景画像を格納することができる。
図1に戻り、表示画像決定部104は、GPS情報受信部41、方位情報取得部42、及び傾き情報取得部43より、それぞれ、位置情報、方位情報、及び傾き情報を取得する。そして、風景画像DB201を参照して、取得した位置情報、方位情報、及び傾き情報に応じた風景画像ファイルを選択して、表示部13に表示する風景画像ファイルとして決定する。すなわち、風景画像DB201に記憶されている風景画像ファイルから、取得した位置情報、方位、及び傾きに応じた風景画像ファイルを一意に特定して、表示部13に表示する風景画像ファイルとして決定する。
画像合成部105は、表示画像決定部104により決定した風景画像ファイルに対して、ゲームプログラム200を介して仮想オブジェクトDB202から取得した仮想オブジェクトの合成を行う。具体的には、画像合成部105は、風景画像DB201を参照し、表示部13に表示することが決定された風景画像ファイルの仮想オブジェクト表示位置を取得する。一方で、ゲームプログラム200に対して、合成する仮想オブジェクトの取得リクエストを行い、ゲームプログラム200を介して合成する仮想オブジェクトを取得して、仮想オブジェクト表示位置に基づいて、取得した仮想オブジェクトと、風景画像ファイルと、を合成する。
表示部13は、後述で説明するように、LCD(Liquid Crystal Display)や有機EL(Electro Luminescence)等により構成され、各種情報を表示する。
ゲームプログラム200は、ユーザにより操作部12が操作されることに応じて、GPS情報受信部41、方位情報取得部42、及び傾き情報取得部43による、位置情報、方位情報、傾き情報の特定を開始させる。そして、画像合成部105により行われる合成する仮想オブジェクトの取得リクエストに応じて、仮想オブジェクトDB202より合成する仮想オブジェクトを取得し、画像合成部105に対して提示を行う。なお、本実施形態ではゲームプログラム200が、仮想オブジェクトDB202より合成する仮想オブジェクトを取得し、画像合成部105に対して提示を行うこととしたが、これに限らない。例えば、アバター等の仮想オブジェクトを用いてビジュアルチャットを行うビジュアルチャットプログラムといったプログラム、すなわち、仮想オブジェクトを表示するプログラムであってもよい。
図3は、本実施形態に係る可搬合成画像表示装置1のハードウェア構成を示すブロック図である。
図3に示すように、可搬合成画像表示装置1は、CPU(Central Processing Unit)10、メモリ11、操作部12、表示部13、補助記憶部20、ネットワーク通信I/F30、GPS情報受信部41、方位情報取得部42、及び傾き情報取得部43がバスラインBUSにより接続されて構成されている。
CPU10は、可搬合成画像表示装置1を統括的に制御する部分であり、メモリ11に記憶された各種プログラムを適宜読み出して実行することにより、上述したハードウェアと協働し、本発明に係る各種機能を実現している。
操作部12は、各種設定や入力操作を行う操作ボタン群、決定操作ボタン等を備えており、操作部12による入力情報はCPU10の制御下で処理される。表示部13は、LCD(Liquid Crystal Display)や有機EL(Electro Luminescence)によって構成され、各種情報を表示する。
補助記憶部20は、フラッシュメモリ等により構成され、可搬合成画像表示装置1が機能するための各種プログラム及び本発明の機能を実行するプログラムを記憶しており、更に、風景画像DB201と、仮想オブジェクトDB202等の各種データベースを構成可能である。
ネットワーク通信I/F30は、可搬合成画像表示装置1を専用ネットワーク又は公共ネットワークを介してネットワーク上に存在するサーバ等と接続できるようにするためのネットワーク・アダプタである。
GPS情報受信部41は、GPS衛星から電波を受信する。GPS情報受信部41は、無線通信に必要なアンテナ及びアンテナ信号処理回路等を含んで構成される。GPS情報受信部41は、受信した電波に基づいて処理を行い、位置情報を取得する。
方位情報取得部42は、地磁気センサ420から方位情報を取得する。
傾き情報取得部43は、加速度センサ430から傾き情報を取得する。
なお、可搬合成画像表示装置1は、いわゆるGPS受信機能、地磁気センサ420、加速度センサ430を備えた携帯端末であるものとする。表示は省略するが、無線通信部、音声処理部、マイク、スピーカ、電源部といった携帯端末が備えている一般的な構成を有しているものとする。
また、本実施形態では、いわゆるGPS受信機能、地磁気センサ420、加速度センサ430を備えた携帯端末としたが、これに限らない。例えば、GPS受信機能、地磁気センサ420、加速度センサ430を備えた携帯式のゲーム機といった、GPS受信機能、地磁気センサ420、加速度センサ430を備えた機器であって、可搬性のあるものであればよい。
[処理フロー]
図4は、本実施形態に係る可搬合成画像表示装置1の処理内容を示すフローチャートである。
ステップS110では、ゲームプログラム200は、操作部12においてユーザによる所定の操作が受け付けられると、GPS情報受信部41、方位情報取得部42、及び傾き情報取得部43に対して、それぞれ可搬合成画像表示装置1の位置、方位、及び傾きの特定させる。
ステップS120では、GPS情報受信部41は、可搬合成画像表示装置1の位置情報を特定する。
ステップS130では、方位情報取得部42は、可搬合成画像表示装置1の方位情報を特定する。
ステップS140では、傾き情報取得部43は、可搬合成画像表示装置1の傾き情報を特定する。
ステップS150では、表示画像決定部104は、位置情報、方位情報、及び傾き情報に基づいて、風景画像DB201から表示部13に表示する風景画像ファイルを決定する。
ステップS160では、画像合成部105は、表示部13に表示することが決定された風景画像ファイルに対して仮想オブジェクトの合成を行う。
ステップS170では、表示部13は、合成された画像の表示を行う。
[合成画像の表示例]
図5から図7は、本実施形態に係る表示部13に対して仮想オブジェクトが合成された風景画像ファイルについて説明するための図である。
図5は、本実施形態に係る表示部13に表示することが決定された画像ファイルに対して、画像合成部105により仮想オブジェクトの合成が行われる前の状態を示す図である。図5は、仮想オブジェクトが表示される前の風景画像ファイルであるので、風景画像のみが表示されており、この風景画像ファイルに対して画像合成部105により、仮想オブジェクトの合成が行われる。
図6及び図7は、本実施形態に係る表示部13に表示することが決定された画像ファイルに対して、画像合成部105により仮想オブジェクトの合成が行われた後の状態を示す図である。
図6では、ゲームプログラム200により選択された仮想オブジェクトであるキャッチボールゲームを行うためのキャラクタ301と、グローブ302とが、画像合成部105により、風景画像に対して合成されていることが確認できる。また、図7では、ゲームプログラム200が実在の場所で仮想モンスターとの対戦を行うゲームプログラムである場合に、ゲームプログラム200により選択された仮想オブジェクトであるモンスター303と、武器選択画像304とが、画像合成部105により、風景画像に対して合成されていることが確認できる。
図5から図7に示されるように、画像ファイルには、風景画像DB201において、仮想オブジェクト表示位置が予め関連付けられており、この仮想オブジェクト表示位置は、仮想オブジェクトが画像ファイルに対して最適に合成されるように予め決定されている。このため、風景画像ファイルに対して仮想オブジェクトを常に最適な位置に表示させることができるので、動画像のぶれや適切な位置に仮想オブジェクトが表示されないといった問題が発生しない。したがって、ユーザは、動画像の向きのぶれ等によるゲームの操作性の煩わしさを感じることなく、リアリティのある実在の場所の風景の中でゲーム等を行うことができる。また、仮想オブジェクトの表示位置を都度決定する必要がないため、仮想オブジェクトの表示位置を決定するといったシステム負荷を軽減することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施例に記載されたものに限定されるものではない。
本実施形態に係る可搬合成画像表示装置1の機能を示す機能ブロック図である。 本実施形態に係る風景画像DB201を示す図である。 本実施形態に係る可搬合成画像表示装置1のハードウェア構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る可搬合成画像表示装置1の処理内容を示すフローチャートである。 本実施形態に係る表示部13に表示することが決定された画像ファイルに対して、画像合成部105により仮想オブジェクトの合成が行われる前の状態を示す図である。 本実施形態に係る表示部13に表示することが決定された画像ファイルに対して、画像合成部105により仮想オブジェクトの合成が行われた後の状態を示す図である。 本実施形態に係る表示部13に表示することが決定された画像ファイルに対して、画像合成部105により仮想オブジェクトの合成が行われた後の状態を示す図である。
符号の説明
1 可搬合成画像表示装置
12 操作部
13 表示部
20 補助記憶部
41 GPS情報受信部
42 方位情報取得部
43 傾き情報取得部
104 表示画像決定部
105 画像合成部
200 ゲームプログラム
201 風景画像DB
202 仮想オブジェクトDB
420 地磁気センサ
430 加速度センサ

Claims (5)

  1. 予め撮像して記憶した風景画像に仮想オブジェクトを合成して表示する可搬合成画像表示装置であって、
    前記風景画像を撮像した位置情報及び向き情報に関連付けて前記風景画像を予め記憶する風景画像記憶手段と、
    前記可搬合成画像表示装置の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得手段と、
    前記可搬合成画像表示装置の向きを示す向き情報を取得する向き情報取得手段と、
    予め記憶した前記風景画像の中から、前記位置情報及び前記向き情報に基づいて前記可搬合成画像表示装置に表示する風景画像を決定する画像決定手段と、
    決定した前記風景画像に、前記仮想オブジェクトを合成して表示する画像合成表示手段と、
    を備える可搬合成画像表示装置。
  2. 地球上の位置を特定するための全地球測位システムの衛星からデータを受信するGPS受信手段を更に備え、
    前記位置情報取得手段は、前記GPS受信手段より受信したデータに基づいて前記可搬合成画像表示装置の位置を示す前記位置情報を取得することを特徴とする請求項1に記載の可搬合成画像表示装置。
  3. 地磁気を検出する地磁気検出手段を更に備え、
    前記向き情報取得手段は、前記地磁気検出手段が検出した前記地磁気に基づいて前記向き情報を取得することを特徴とする請求項1又は2に記載の可搬合成画像表示装置。
  4. 前記予め撮像した風景画像は、通信ネットワークを介して前記可搬合成画像表示装置と接続可能な風景画像記憶装置に記憶されており、
    取得した前記可搬合成画像表示装置の位置情報に基づいて、対応する前記風景画像を前記風景画像記憶装置から受信することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の可搬合成画像表示装置。
  5. 予め撮像して記憶した風景画像に仮想オブジェクトを合成して可搬合成画像表示装置に表示する可搬合成画像表示方法であって、
    前記風景画像を撮像した位置情報及び向き情報に関連付けて前記風景画像を予め記憶するステップと、
    前記可搬合成画像表示装置の位置を示す位置情報を取得するステップと、
    前記可搬合成画像表示装置の向きを示す向き情報を取得するステップと、
    予め記憶した前記風景画像の中から、前記位置情報及び前記向き情報に基づいて前記可搬合成画像表示装置に表示する風景画像を決定するステップと、
    決定した前記風景画像に、前記仮想オブジェクトを合成して前記可搬合成画像表示装置に表示するステップと、
    を含むことを特徴とする可搬合成画像表示方法。
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