JP2010124061A - System, method and program for specifying pixel position correspondence relation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一の画像の画素と他の画像の画素との対応関係を定める画素位置対応関係特定システム、画素位置対応関係特定方法、画素位置対応関係特定プログラム、および画像補正システム、画像補正プログラムに関し、特に、投影対象となる画像の画素と、投影手段における画素との対応関係を定める画素位置対応関係特定システム、画素位置対応関係特定方法、画素位置対応関係特定プログラム、およびその対応関係にもとづいて画像を補正する画像補正システム、画像補正プログラムに関する。 The present invention relates to a pixel position correspondence specifying system, a pixel position correspondence specifying method, a pixel position correspondence specifying program, an image correction system, and an image correction program that define a correspondence between a pixel of one image and a pixel of another image. In particular, it is based on a pixel position correspondence specifying system, a pixel position correspondence specifying method, a pixel position correspondence specifying program, and a corresponding relation for determining a correspondence between a pixel of an image to be projected and a pixel in a projection unit. The present invention relates to an image correction system and an image correction program for correcting an image.
一般的な平面の投影面(スクリーン)に画像を投影する場合、投影面に対するプロジェクタの位置関係が設計どおりでない場合、投影された画像に歪みが生じる。標準的なプロジェクタは、この歪みを補正する機能を有している。この歪み補正機能では、想定外の位置や方向から投影されることで生じる歪み(画像の変形)とは逆の変形を投影対象画像に施し、その変形が施された補正画像を投影して歪みを打ち消している。この機能を実現するためには、投影面の形状、および投影面とプロジェクタとの位置関係や姿勢によって定まる画像の変形量、すなわち、投影される画像における画素が実際に投影された際の移動量(ずれ)を表す写像を獲得しておく必要がある。 When projecting an image on a general plane projection surface (screen), if the positional relationship of the projector with respect to the projection surface is not as designed, the projected image is distorted. A standard projector has a function of correcting this distortion. In this distortion correction function, the image to be projected is subjected to a deformation opposite to the distortion (image deformation) caused by projection from an unexpected position or direction, and the corrected image subjected to the deformation is projected to be distorted. Has been countered. In order to realize this function, the amount of deformation of the image determined by the shape of the projection plane and the positional relationship and orientation between the projection plane and the projector, that is, the amount of movement when the pixels in the projected image are actually projected It is necessary to acquire a map representing (deviation).
この写像を獲得する方法が種々提案されている。特に、投影面が平面である場合に、写像が、少ないパラメタで決定できる射影変換となることを利用する技術が提案されている。例えば、画像の四隅の点の位置を手動で入力したり、テストパターンを投影し、投影されたテストパターンをカメラで撮影した画像からマーカや、画像の縁、スクリーンの縁などを自動検出して、射影変換のパラメタを求めたりするなどの方法がある。特許文献1には、画像投影装置とスクリーン間の距離を1つ獲得し、その距離とスクリーン形状からスクリーンの四隅の点における距離を推定することによって、スクリーン形状を補正し、投影する画像を補正されたスクリーン形状に合わせて変形して投影する画像投影方法が記載されている。
Various methods for acquiring this mapping have been proposed. In particular, when the projection surface is a plane, a technique has been proposed that utilizes the fact that the mapping becomes a projective transformation that can be determined with a small number of parameters. For example, you can manually input the positions of the four corner points of an image, or project a test pattern, and automatically detect markers, image edges, screen edges, etc. from the image captured by the camera. There are methods such as obtaining parameters for projective transformation. In
また、特許文献2には、レーザポインタなどで特徴点を高精度に検出させたり、あおり、回転、シフトのパラメタを逐次的に更新して、高精細な投影画像を得る画像投影システムが記載されている。 Patent Document 2 describes an image projection system that obtains a high-definition projection image by detecting feature points with high accuracy using a laser pointer or the like, or sequentially updating parameters of tilt, rotation, and shift. ing.
また、特許文献3には、所定のパターン画像を生成して投影し、その画像を撮影した撮像画像から、撮像画像点に対応する投影画像点を決定し対応点リストとし、撮像画像点を対応点リストの対応点から求まる平面射影変換行列を用いて空間中の平面毎にクラスタリングし、平面毎にクラスタリングされた撮像画像点から投影領域を決定し、投影領域、平面射影変換行列を用いて画像を幾何変換する平面投影装置が記載されている。 In Patent Document 3, a predetermined pattern image is generated and projected, and a projected image point corresponding to a captured image point is determined from a captured image obtained by capturing the image, and a corresponding point list is provided. Clustering is performed for each plane in the space using a plane projection transformation matrix obtained from the corresponding points in the point list, a projection area is determined from the captured image points clustered for each plane, and an image is obtained using the projection area and the plane projection transformation matrix. Is described.
また、特許文献4には、投影面の形状として二次曲面を仮定し、その曲面のパラメタを求める方法が記載されている。そして、特許文献4には、二次曲面スクリーンに複数のプロジェクタからの映像を歪み無く見せる複合映像生成方法が記載されている。特許文献4に記載された方法では、スクリーンに投影された点をプロジェクタの座標系から見た点と、任意の仮定視点から見た点との対応を示すマッピング関数とその逆関数を求め、プロジェクタ毎のマッピングの逆関数により歪みを補正する。マッピング関数とその逆関数を求める場合、基準座標系から視点座標系への変換行列Mと、カメラ座標から基準座標系への変換行列Sとにより、プロジェクタから二次曲面スクリーン上に投影したテストパターンの所定の点について、視点座標系からカメラ座標系への変換行列Hを得る。そして、変換行列Hを用いて、カメラ座標系で求めた二次曲面パラメタQから仮定視点を原点とする視点座標系における二次曲面パラメタQvを求める。そして、その二次曲面パラメタQvを用いて、スクリーンに投影された点をプロジェクタi座標系から見た点と、任意の仮定視点から見た点との対応を示すマッピング関数を求め、マッピング関数からその逆関数を求める。
しかし、上記の技術では、例えば複雑な凹凸があるような任意の投影面に対して画像を投影する場合における歪みを補正することができない。例えば、特許文献1に記載された方法では、画像を平面に投影する場合の歪みを補正するが、投影面の形状が任意の場合には適用できない。特許文献3に記載された平面投影装置でも、部分的に平面を含む投影面を対象としている。特許文献4に記載された方法でも、投影面が二次曲線に限定され、任意の形状の面に画像を投影する場合の歪みを補正することはできない。
However, with the above technique, for example, it is not possible to correct distortion when an image is projected onto an arbitrary projection surface having complicated unevenness. For example, the method described in
画像の歪みを補正するには、投影対象となる画像における位置と、実際に投影された時の位置との対応関係を画素単位に高精度に定めておかなくてはならないが、上記の技術では、投影面の形状が任意である場合に画素の対応関係を定めることはできないため、高精度に歪み補正を行えなかった。 In order to correct image distortion, the correspondence between the position in the image to be projected and the position when it is actually projected must be determined with high precision in pixel units. Since the correspondence between pixels cannot be determined when the shape of the projection surface is arbitrary, distortion correction cannot be performed with high accuracy.
また、観察者に見せるために投影する画像である投影対象画像を、投影対象画像の解像度のまま投影するためには、その解像度を実現できるように、投影対象画像の画素と、投影手段における画素との対応関係を特定する必要がある。なお、対応関係を求めた後に、投影対象画像に対して内挿や外挿を行って投影対象画像を変換して、所望の解像度を実現することも考えられるが、その場合には画像の精度が劣化してしまう。そのため、投影対象画像の解像度を実現できるように、投影対象画像の画素と、投影手段における画素との対応関係を特定することが好ましいが、特許文献1等に記載された技術では、そのような対応関係を求めることができない。
In addition, in order to project the projection target image, which is an image to be projected to show to the observer, with the resolution of the projection target image, the pixels of the projection target image and the pixels in the projection unit are realized so that the resolution can be realized. It is necessary to identify the correspondence relationship. In addition, after obtaining the correspondence, it may be possible to convert the projection target image by performing interpolation or extrapolation on the projection target image to achieve a desired resolution. Will deteriorate. Therefore, it is preferable to specify the correspondence between the pixels of the projection target image and the pixels in the projection unit so that the resolution of the projection target image can be realized. However, in the technique described in
そこで、本発明は、任意の形状の投影面に画像を投影する場合に、投影対象となる画像の解像度のまま、その画像を歪みなく投影できるように、投影対象となる画像の画素と、投影手段における画素との対応関係を特定する画素位置対応関係特定システム、画素位置対応関係特定方法および画素位置対応関係特定プログラムを提供することを目的とする。 Therefore, when projecting an image onto a projection surface of an arbitrary shape, the present invention can project the pixels of the image to be projected and the projection so that the image can be projected without distortion while maintaining the resolution of the image to be projected. It is an object of the present invention to provide a pixel position correspondence specifying system, a pixel position correspondence specifying method, and a pixel position correspondence specifying program for specifying a correspondence with a pixel in a means.
本発明による画素位置対応関係特定システムは、画像を投影面に投影する投影手段と、投影面に投影された画像を撮影する撮影手段と、位相の変化に伴い連続して変化する連続関数の関数値として輝度値を定めて、画像毎に位相を変化させて輝度値を決定した画像群であって、初期位相値を一つの座標軸に沿って座標値毎に連続的に変化させた画像群である基準パターン画像群を生成する基準パターン画像群生成手段と、基準パターン画像群に属する画像を投影手段に投影させ、その結果投影面に投影された画像を撮影手段に撮影させる撮影制御手段と、撮影手段が撮影した撮影画像のうち、投影面における投影対象画像の投影領域に相当する部分を切り出し、切り出した画像を拡大または縮小することによって、その画像の解像度を変換した解像度変換画像を生成する解像度変換手段と、複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算する位相計算手段と、基準パターン画像群生成手段が座標値から初期位相値を求める計算の逆算を、位相計算手段が計算した初期位相値に対して行い、逆算によって得られる座標値と解像度変換画像の画素とを対応付け、投影対象画像における画素と投影手段における画素との対応関係を特定する対応付け手段とを備え、基準パターン画像生成手段が、第1座標軸に沿って初期位相値を変化させた第1座標軸に関する基準パターン画像群と、第2座標軸に沿って初期位相値を変化させた第2座標軸に関する基準パターン画像群とを生成し、撮影制御手段が、第1座標軸に関する基準パターン画像群を投影手段に投影させ、その結果投影面に投影された画像を撮影手段に撮影させ、第2座標軸に関する基準パターン画像群を投影手段に投影させ、その結果投影面に投影された画像を撮影手段に撮影させ、位相計算手段が、第1座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を投影手段が投影したときに撮影手段が撮影した複数の撮影画像から変換された複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算し、第2座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を投影手段が投影したときに撮影手段が撮影した複数の撮影画像から変換された複数の解像度変換画像おける画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算し、対応付け手段が、第1座標軸に関する基準パターン画像群を撮影した撮影画像の解像度変換画像から計算された初期位相値に対して、第1座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を行って第1座標軸の座標を計算し、解像度変換画像の画素に第1座標軸の座標を対応付け、第2座標軸に関する基準パターン画像群を撮影した撮影画像の解像度変換画像から計算された初期位相値に対して、第2座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を行って第2座標軸の座標を計算し、解像度変換画像の画素に第2座標軸の座標を対応付けることによって、解像度変換画像の画素と、投影手段によって投影される画像の画素との対応関係を特定し、解像度変換画像の画素と座標との対応関係を用いて投影対象画像における画素と投影手段における画素との対応関係を特定することを特徴する。 A pixel position correspondence specifying system according to the present invention includes a projecting unit that projects an image on a projection surface, a photographing unit that captures an image projected on the projection surface, and a function of a continuous function that continuously changes as the phase changes. An image group in which a luminance value is defined as a value and the luminance value is determined by changing the phase for each image, and the initial phase value is continuously changed for each coordinate value along one coordinate axis. A reference pattern image group generation unit that generates a certain reference pattern image group, an imaging control unit that causes an image belonging to the reference pattern image group to be projected onto the projection unit, and as a result, causes the imaging unit to capture an image projected on the projection plane; Of the photographed image photographed by the photographing means, a portion corresponding to the projection area of the projection target image on the projection plane is cut out, and the cut-out image is enlarged or reduced to convert the resolution of the image. Resolution conversion means for generating a resolution-converted image, phase calculation means for calculating an initial phase value at a luminance change of each pixel in the resolution-converted image from a luminance change of the pixels in the plurality of resolution-converted images, and a reference pattern image group The generation means performs a reverse calculation for calculating the initial phase value from the coordinate values with respect to the initial phase value calculated by the phase calculation means, associates the coordinate value obtained by the reverse calculation with the pixels of the resolution conversion image, and projects the projection target image. A reference pattern image group related to the first coordinate axis, wherein the reference pattern image generation means changes the initial phase value along the first coordinate axis; Generating a reference pattern image group related to the second coordinate axis in which the initial phase value is changed along the second coordinate axis, and the imaging control means generates the first coordinate The reference pattern image group relating to the second coordinate axis is projected on the projection means, and the image projected on the projection plane as a result is photographed on the imaging means, and the reference pattern image group relating to the second coordinate axis is projected on the projection means, and as a result projected on the projection plane. A plurality of resolution conversions converted from a plurality of photographed images taken by the photographing means when the projection means projects each image of the reference pattern image group relating to the first coordinate axis. The initial phase value at the luminance change of each pixel in the resolution converted image is calculated from the luminance change of the pixel in the image, and the imaging unit takes an image when each image of the reference pattern image group related to the second coordinate axis is projected. The luminance change of each pixel in the resolution converted image is obtained from the luminance change of the pixels in the plurality of resolution converted images converted from the plurality of captured images. The initial phase value in the conversion is calculated, and the associating means is initialized from the coordinates of the first coordinate axis with respect to the initial phase value calculated from the resolution conversion image of the captured image obtained by photographing the reference pattern image group related to the first coordinate axis. Calculate the coordinates of the first coordinate axis by performing the reverse calculation of the calculation for obtaining the phase value, associate the coordinates of the first coordinate axis with the pixels of the resolution converted image, and convert the resolution of the captured image obtained by capturing the reference pattern image group related to the second coordinate axis For the initial phase value calculated from the image, the calculation for obtaining the initial phase value from the coordinates of the second coordinate axis is performed to calculate the coordinates of the second coordinate axis, and the coordinates of the second coordinate axis are calculated in the pixels of the resolution conversion image. By associating, the correspondence between the pixels of the resolution converted image and the pixels of the image projected by the projection unit is specified, and the projection target image is determined using the correspondence between the pixels of the resolution converted image and the coordinates. Features to identify the correspondence between the pixels in the pixel with the projection means in.
また、本発明による画素位置対応関係特定システムは、画像を投影面に投影する投影手段と、位相の変化に伴い連続して変化する連続関数の関数値として輝度値を定めて、画像毎に位相を変化させて輝度値を決定した画像群であって、初期位相値を一つの座標軸に沿って座標値毎に連続的に変化させた画像群である基準パターン画像群を生成する基準パターン画像群生成手段と、基準パターン画像群に属する画像を投影手段に投影させる基準パターン投影制御手段と、投影面に投影された基準パターン画像群の各画像を撮影して得られた複数の撮影画像からそれぞれ投影面における投影対象画像の投影領域に相当する部分を切り出し、切り出した画像を拡大または縮小することによって、その画像の解像度を変換した解像度変換画像を生成する解像度変換手段と、複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算する位相計算手段と、基準パターン画像群生成手段が座標値から初期位相値を求める計算の逆算を、位相計算手段が計算した初期位相値に対して行い、逆算によって得られる座標値と解像度変換画像の画素とを対応付け、投影対象画像における画素と投影手段における画素との対応関係を特定する対応付け手段とを備え、基準パターン画像生成手段が、第1座標軸に沿って初期位相値を変化させた第1座標軸に関する基準パターン画像群と、第2座標軸に沿って初期位相値を変化させた第2座標軸に関する基準パターン画像群とを生成し、基準パターン投影制御手段が、第1座標軸に関する基準パターン画像群を投影手段に投影させ、第2座標軸に関する基準パターン画像群を投影手段に投影させ、位相計算手段が、第1座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を撮影して得られた複数の撮影画像から変換された複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算し、第2座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を撮影して得られた複数の撮影画像から変換された複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算し、対応付け手段が、第1座標軸に関する基準パターン画像群を撮影して得られた撮影画像の解像度変換画像から計算された初期位相値に対して、第1座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を行って第1座標軸の座標を計算し、解像度変換画像の画素に第1座標軸の座標を対応付け、第2座標軸に関する基準パターン画像群を撮影して得られた撮影画像の解像度変換画像から計算された初期位相値に対して、第2座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を行って第2座標軸の座標を計算し、解像度変換画像の画素に第2座標軸の座標を対応付けることによって、解像度変換画像の画素と、投影手段によって投影される画像の画素との対応関係を特定し、解像度変換画像の画素と座標との対応関係を用いて投影対象画像における画素と投影手段における画素との対応関係を特定することを特徴する。 Further, the pixel position correspondence specifying system according to the present invention determines a luminance value as a function value of a projecting unit that projects an image on a projection plane, and a continuous function that continuously changes with a change in phase. A reference pattern image group that generates a reference pattern image group that is an image group in which the luminance value is determined by changing the initial phase value and the initial phase value is continuously changed for each coordinate value along one coordinate axis Generating means, reference pattern projection control means for projecting an image belonging to the reference pattern image group onto the projection means, and a plurality of captured images obtained by photographing each image of the reference pattern image group projected on the projection surface, respectively A portion corresponding to the projection area of the projection target image on the projection plane is cut out, and the cut-out image is enlarged or reduced to generate a resolution-converted image obtained by converting the resolution of the image. Resolution conversion means, phase calculation means for calculating an initial phase value at each pixel brightness change in the resolution conversion image, and reference pattern image group generation means from the coordinate value Back calculation for obtaining the initial phase value is performed on the initial phase value calculated by the phase calculation means, the coordinate value obtained by the reverse calculation is associated with the pixel of the resolution conversion image, and the pixel in the projection target image and the projection means A correlation unit that identifies a correspondence relationship with the pixel, and the reference pattern image generation unit includes a reference pattern image group related to the first coordinate axis in which the initial phase value is changed along the first coordinate axis, and the second coordinate axis. And generating a reference pattern image group related to the second coordinate axis with the initial phase value changed, and the reference pattern projection control means generates a reference pattern related to the first coordinate axis. The pattern image group is projected onto the projecting means, the reference pattern image group related to the second coordinate axis is projected onto the projecting means, and the phase calculation means is a plurality of images obtained by photographing each image of the reference pattern image group related to the first coordinate axis. The initial phase value at the luminance change of each pixel in the resolution-converted image is calculated from the luminance change of the pixels in the plurality of resolution-converted images converted from the captured image, and each image of the reference pattern image group related to the second coordinate axis is captured. The initial phase value at the luminance change of each pixel in the resolution converted image is calculated from the luminance change of the pixels in the plurality of resolution converted images converted from the plurality of captured images obtained in the above, With respect to the initial phase value calculated from the resolution conversion image of the captured image obtained by capturing the reference pattern image group related to one coordinate axis, the first coordinate axis The calculation of obtaining the initial phase value from the coordinates is performed to calculate the coordinates of the first coordinate axis, the coordinates of the first coordinate axis are associated with the pixels of the resolution conversion image, and the reference pattern image group related to the second coordinate axis is photographed. The pixel of the resolution-converted image is calculated by calculating the coordinates of the second coordinate axis by performing a reverse calculation of the initial phase value calculated from the coordinates of the second coordinate axis with respect to the initial phase value calculated from the resolution-converted image of the captured image. By associating the coordinates of the second coordinate axis with the pixels of the resolution converted image and the pixels of the image projected by the projection means, the correspondence between the pixels of the resolution converted image and the coordinates is projected. It is characterized in that the correspondence between the pixel in the target image and the pixel in the projection means is specified.
また、本発明による画素位置対応関係特定方法は、位相の変化に伴い連続して変化する連続関数の関数値として輝度値を定めて、画像毎に位相を変化させて輝度値を決定した画像群であって、初期位相値を第1座標軸に沿って座標値毎に連続的に変化させた画像群である第1座標軸に関する基準パターン画像群を生成する第1基準パターン画像群生成ステップと、第1座標軸に関する基準パターン画像群に属する画像を投影手段に投影させ、その結果投影面に投影された画像を撮影手段に撮影させる第1撮影制御ステップと、第1座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を投影手段が投影したときに撮影手段が撮影した複数の撮影画像からそれぞれ投影面における投影対象画像の投影領域に相当する部分を切り出し、切り出した画像を拡大または縮小することによって、その画像の解像度を変換した解像度変換画像を生成する第1解像度変換ステップと、複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算する第1位相計算ステップと、第1基準パターン画像群生成ステップで第1座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を、第1位相計算ステップで計算した初期位相値に対して行い、逆算によって得られる第1座標軸の座標と解像度変換画像の画素とを対応付ける第1対応付けステップと、位相の変化に伴い連続して変化する連続関数の関数値として輝度値を定めて、画像毎に位相を変化させて輝度値を決定した画像群であって、初期位相値を第2座標軸に沿って座標値毎に連続的に変化させた画像群である第2座標軸に関する基準パターン画像群を生成する第2基準パターン画像群生成ステップと、第2座標軸に関する基準パターン画像群に属する画像を投影手段に投影させ、その結果投影面に投影された画像を撮影手段に撮影させる第2撮影制御ステップと、第2座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を投影手段が投影したときに撮影手段が撮影した複数の撮影画像からそれぞれ投影面における投影対象画像の投影領域に相当する部分を切り出し、切り出した画像を拡大または縮小することによって、その画像の解像度を変換した解像度変換画像を生成する第2解像度変換ステップと、複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算する第2位相計算ステップと、第2基準パターン画像群生成ステップで第2座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を、第2位相計算ステップで計算した初期位相値に対して行い、逆算によって得られる第2座標軸の座標と解像度変換画像の画素とを対応付ける第2対応付けステップと、解像度変換画像の画素と座標との対応関係を用いて投影対象画像における画素と投影手段における画素との対応関係を特定する画素対応付けステップとを含むことを特徴とする。 Further, the pixel position correspondence specifying method according to the present invention is a group of images in which a luminance value is determined as a function value of a continuous function that continuously changes with a change in phase, and the luminance value is determined by changing the phase for each image. A first reference pattern image group generation step for generating a reference pattern image group related to the first coordinate axis, which is an image group in which the initial phase value is continuously changed for each coordinate value along the first coordinate axis; A first imaging control step of projecting an image belonging to the reference pattern image group related to one coordinate axis onto the projection means, and causing the imaging means to image the image projected on the projection plane, and each image of the reference pattern image group related to the first coordinate axis A portion corresponding to the projection area of the projection target image on the projection plane is cut out from each of a plurality of captured images taken by the photographing unit when the projection unit projects the image, and the cut-out image is enlarged. Alternatively, by reducing the first resolution conversion step of generating a resolution-converted image obtained by converting the resolution of the image, and the luminance change of the pixels in the plurality of resolution-converted images, the luminance change of each pixel in the resolution-converted image The first phase calculation step for calculating the initial phase value and the reverse calculation of the calculation for obtaining the initial phase value from the coordinates of the first coordinate axis in the first reference pattern image group generation step are performed on the initial phase value calculated in the first phase calculation step. A first association step for associating the coordinates of the first coordinate axis obtained by back calculation and the pixels of the resolution-converted image, and determining a luminance value as a function value of a continuous function that continuously changes with a phase change An image group in which the luminance value is determined by changing the phase for each image, and the initial phase value is continuously changed for each coordinate value along the second coordinate axis. A second reference pattern image group generation step for generating a reference pattern image group related to the second coordinate axis, which is an image group, and an image belonging to the reference pattern image group related to the second coordinate axis to be projected onto the projection means, and as a result projected onto the projection plane A second photographing control step for causing the photographing means to photograph the captured image, and projection on the projection plane from a plurality of photographed images photographed by the photographing means when the projection means projects each image of the reference pattern image group related to the second coordinate axis. A second resolution conversion step of cutting out a portion corresponding to the projection area of the target image, enlarging or reducing the cut-out image to generate a resolution-converted image obtained by converting the resolution of the image, and pixels in the plurality of resolution-converted images Second phase for calculating an initial phase value at the luminance change of each pixel in the resolution conversion image from the luminance change of The back calculation of the initial phase value calculated from the coordinates of the second coordinate axis in the phase calculation step and the second reference pattern image group generation step is performed on the initial phase value calculated in the second phase calculation step, and is obtained by back calculation. The second correspondence step for associating the coordinates of the second coordinate axis with the pixels of the resolution conversion image, and the correspondence between the pixels of the resolution conversion image and the coordinates, and the correspondence between the pixels in the projection target image and the pixels in the projection means And a pixel matching step to be specified.
また、本発明による画素位置対応関係特定方法は、位相の変化に伴い連続して変化する連続関数の関数値として輝度値を定めて、画像毎に位相を変化させて輝度値を決定した画像群であって、初期位相値を第1座標軸に沿って座標値毎に連続的に変化させた画像群である第1座標軸に関する基準パターン画像群を生成する第1基準パターン画像群生成ステップと、第1座標軸に関する基準パターン画像群に属する画像を投影手段に投影させる第1基準パターン投影制御ステップと、投影面に投影された第1座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を撮影して得られた複数の撮影画像からそれぞれ投影面における投影対象画像の投影領域に相当する部分を切り出し、切り出した画像を拡大または縮小することによって、その画像の解像度を変換した解像度変換画像を生成する第1解像度変換ステップと、複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算する第1位相計算ステップと、第1基準パターン画像群生成ステップで第1座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を、第1位相計算ステップで計算した初期位相値に対して行い、逆算によって得られる第1座標軸の座標と解像度変換画像の画素とを対応付ける第1対応付けステップと、位相の変化に伴い連続して変化する連続関数の関数値として輝度値を定めて、画像毎に位相を変化させて輝度値を決定した画像群であって、初期位相値を第2座標軸に沿って座標値毎に連続的に変化させた画像群である第2座標軸に関する基準パターン画像群を生成する第2基準パターン画像群生成ステップと、第2座標軸に関する基準パターン画像群に属する画像を投影手段に投影させる第2基準パターン投影制御ステップと、投影面に投影された第2座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を撮影して得られた複数の撮影画像からそれぞれ投影面における投影対象画像の投影領域に相当する部分を切り出し、切り出した画像を拡大または縮小することによって、その画像の解像度を変換した解像度変換画像を生成する第2解像度変換ステップと、複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算する第2位相計算ステップと、第2基準パターン画像群生成ステップで第2座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を、第2位相計算ステップで計算した初期位相値に対して行い、逆算によって得られる第2座標軸の座標と解像度変換画像の画素とを対応付ける第2対応付けステップと、解像度変換画像の画素と座標との対応関係を用いて投影対象画像における画素と投影手段における画素との対応関係を特定する画素対応付けステップとを含むことを特徴とする。 Further, the pixel position correspondence specifying method according to the present invention is a group of images in which a luminance value is determined as a function value of a continuous function that continuously changes with a change in phase, and the luminance value is determined by changing the phase for each image. A first reference pattern image group generation step for generating a reference pattern image group related to the first coordinate axis, which is an image group in which the initial phase value is continuously changed for each coordinate value along the first coordinate axis; A first reference pattern projection control step for projecting an image belonging to the reference pattern image group related to one coordinate axis to the projection means, and a plurality of images obtained by photographing each image of the reference pattern image group related to the first coordinate axis projected onto the projection plane. A portion corresponding to the projection area of the projection target image on the projection plane is cut out from each captured image, and the resolution of the image is reduced by enlarging or reducing the cut out image. A first resolution converting step for generating a converted resolution converted image, and a first phase calculating step for calculating an initial phase value at a luminance change of each pixel in the resolution converted image from a luminance change of the pixels in the plurality of resolution converted images. The first coordinate axis obtained by performing the reverse calculation of the initial phase value calculated in the first phase calculation step by performing the reverse calculation of calculating the initial phase value from the coordinates of the first coordinate axis in the first reference pattern image group generation step. Luminance values are determined by changing the phase for each image by determining a luminance value as a function value of a continuous function that continuously changes with a change in phase. A reference pattern image related to the second coordinate axis, which is an image group in which the initial phase value is continuously changed for each coordinate value along the second coordinate axis. A second reference pattern image group generation step for generating a group, a second reference pattern projection control step for projecting an image belonging to the reference pattern image group for the second coordinate axis to the projection means, and a second coordinate axis projected on the projection plane A portion corresponding to the projection area of the projection target image on the projection plane is cut out from a plurality of shot images obtained by shooting each image of the reference pattern image group, and the cut-out image is enlarged or reduced to thereby A second resolution conversion step for generating a resolution-converted image obtained by converting the resolution; and a second phase for calculating an initial phase value at a luminance change of each pixel in the resolution-converted image from a luminance change of the pixels in the plurality of resolution-converted images. The initial phase value is calculated from the coordinates of the second coordinate axis in the calculation step and the second reference pattern image group generation step. A second associating step of associating the coordinates of the second coordinate axis obtained by the inverse calculation with the pixels of the resolution converted image, performing reverse calculation of the calculation on the initial phase value calculated in the second phase calculating step; And a pixel association step of specifying a correspondence relationship between the pixel in the projection target image and the pixel in the projection unit using the correspondence relationship between the pixel and the coordinate.
また、本発明による画素位置対応関係特定プログラムは、画像を投影面に投影する投影手段と、投影面に投影された画像を撮影する撮影手段とを備えるコンピュータに搭載される画素位置対応関係特定プログラムであって、コンピュータに、位相の変化に伴い連続して変化する連続関数の関数値として輝度値を定めて、画像毎に位相を変化させて輝度値を決定した画像群であって、初期位相値を第1座標軸に沿って座標値毎に連続的に変化させた画像群である第1座標軸に関する基準パターン画像群を生成する第1基準パターン画像群生成処理、第1座標軸に関する基準パターン画像群に属する画像を投影手段に投影させ、その結果投影面に投影された画像を撮影手段に撮影させる第1撮影制御処理、第1座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を投影手段が投影したときに撮影手段が撮影した複数の撮影画像からそれぞれ投影面における投影対象画像の投影領域に相当する部分を切り出し、切り出した画像を拡大または縮小することによって、その画像の解像度を変換した解像度変換画像を生成する第1解像度変換処理、複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算する第1位相計算処理、第1基準パターン画像群生成処理で第1座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を、第1位相計算処理で計算した初期位相値に対して行い、逆算によって得られる第1座標軸の座標と解像度変換画像の画素とを対応付ける第1対応付け処理、位相の変化に伴い連続して変化する連続関数の関数値として輝度値を定めて、画像毎に位相を変化させて輝度値を決定した画像群であって、初期位相値を第2座標軸に沿って座標値毎に連続的に変化させた画像群である第2座標軸に関する基準パターン画像群を生成する第2基準パターン画像群生成処理、第2座標軸に関する基準パターン画像群に属する画像を投影手段に投影させ、その結果投影面に投影された画像を撮影手段に撮影させる第2撮影制御処理、第2座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を投影手段が投影したときに撮影手段が撮影した複数の撮影画像からそれぞれ投影面における投影対象画像の投影領域に相当する部分を切り出し、切り出した画像を拡大または縮小することによって、その画像の解像度を変換した解像度変換画像を生成する第2解像度変換処理、複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算する第2位相計算処理、第2基準パターン画像群生成処理で第2座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を、第2位相計算処理で計算した初期位相値に対して行い、逆算によって得られる第2座標軸の座標と解像度変換画像の画素とを対応付ける第2対応付け処理、および、解像度変換画像の画素と座標との対応関係を用いて投影対象画像における画素と投影手段における画素との対応関係を特定する画素対応付け処理を実行させることを特徴とする。 Also, the pixel position correspondence specifying program according to the present invention is a pixel position correspondence specifying program mounted on a computer that includes a projecting unit that projects an image on a projection surface and a photographing unit that captures an image projected on the projection surface. An image group in which a luminance value is determined as a function value of a continuous function that continuously changes as the phase changes, and the luminance value is determined by changing the phase for each image, and the initial phase A first reference pattern image group generation process for generating a reference pattern image group for the first coordinate axis, which is an image group in which values are continuously changed for each coordinate value along the first coordinate axis, and a reference pattern image group for the first coordinate axis A first patterning control process for projecting an image belonging to the projection unit, and causing the photographing unit to capture an image projected as a result on the projection plane, and a reference pattern image group related to the first coordinate axis A portion corresponding to the projection area of the projection target image on the projection plane is cut out from each of the plurality of photographed images taken by the photographing unit when each image is projected by the projecting unit, and the image is obtained by enlarging or reducing the cut out image. First resolution conversion processing for generating a resolution-converted image obtained by converting the resolution of the first phase, and calculating the initial phase value at the luminance change of each pixel in the resolution-converted image from the luminance change of the pixels in the plurality of resolution-converted images In the calculation process and the first reference pattern image group generation process, the calculation for obtaining the initial phase value from the coordinates of the first coordinate axis is performed on the initial phase value calculated in the first phase calculation process, and the first obtained by the reverse calculation is performed. A first association process for associating the coordinates of the coordinate axes with the pixels of the resolution-converted image, and a function value of a continuous function that continuously changes as the phase changes In the image group in which the luminance value is determined and the luminance value is determined by changing the phase for each image, the initial phase value is continuously changed for each coordinate value along the second coordinate axis. Second reference pattern image group generation processing for generating a reference pattern image group related to a certain second coordinate axis, and an image belonging to the reference pattern image group related to the second coordinate axis is projected onto the projection means, and as a result, the image projected onto the projection plane is photographed A second shooting control process to be shot by the means, and each of the images of the reference pattern image group related to the second coordinate axis is projected from the plurality of shot images shot by the shooting means to the projection area of the projection target image on the projection plane. A second resolution conversion process for generating a resolution-converted image obtained by converting a corresponding portion and cutting out the cut-out image to convert the resolution of the image. From the luminance change of the pixel in the image conversion image, the second phase calculation processing for calculating the initial phase value at the luminance change of each pixel in the resolution conversion image, and from the coordinates of the second coordinate axis in the second reference pattern image group generation processing A second associating process for performing a reverse calculation of the calculation for obtaining the initial phase value on the initial phase value calculated in the second phase calculating process, and associating the coordinates of the second coordinate axis obtained by the reverse calculation with the pixels of the resolution conversion image; And it is characterized by performing the pixel matching process which specifies the correspondence of the pixel in a projection target image, and the pixel in a projection means using the correspondence of the pixel of a resolution conversion image, and a coordinate.
また、本発明による画素位置対応関係特定プログラムは、画像を投影面に投影する投影手段を備えるコンピュータに搭載される画素位置対応関係特定プログラムであって、コンピュータに、位相の変化に伴い連続して変化する連続関数の関数値として輝度値を定めて、画像毎に位相を変化させて輝度値を決定した画像群であって、初期位相値を第1座標軸に沿って座標値毎に連続的に変化させた画像群である第1座標軸に関する基準パターン画像群を生成する第1基準パターン画像群生成処理、第1座標軸に関する基準パターン画像群に属する画像を投影手段に投影させる第1基準パターン投影制御処理、投影面に投影された第1座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を撮影して得られた複数の撮影画像からそれぞれ投影面における投影対象画像の投影領域に相当する部分を切り出し、切り出した画像を拡大または縮小することによって、その画像の解像度を変換した解像度変換画像を生成する第1解像度変換処理、複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算する第1位相計算処理、第1基準パターン画像群生成処理で第1座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を、第1位相計算処理で計算した初期位相値に対して行い、逆算によって得られる第1座標軸の座標と解像度変換画像の画素とを対応付ける第1対応付け処理、位相の変化に伴い連続して変化する連続関数の関数値として輝度値を定めて、画像毎に位相を変化させて輝度値を決定した画像群であって、初期位相値を第2座標軸に沿って座標値毎に連続的に変化させた画像群である第2座標軸に関する基準パターン画像群を生成する第2基準パターン画像群生成処理、第2座標軸に関する基準パターン画像群に属する画像を投影手段に投影させる第2基準パターン投影制御処理、投影面に投影された第2座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を撮影して得られる複数の撮影画像からそれぞれ投影面における投影対象画像の投影領域に相当する部分を切り出し、切り出した画像を拡大または縮小することによって、その画像の解像度を変換した解像度変換画像を生成する第2解像度変換処理、複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算する第2位相計算処理、第2基準パターン画像群生成処理で第2座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を、第2位相計算処理で計算した初期位相値に対して行い、逆算によって得られる第2座標軸の座標と解像度変換画像の画素とを対応付ける第2対応付け処理、および、解像度変換画像の画素と座標との対応関係を用いて投影対象画像における画素と投影手段における画素との対応関係を特定する画素対応付け処理を実行させることを特徴とする。 Further, the pixel position correspondence specifying program according to the present invention is a pixel position correspondence specifying program mounted on a computer having a projection unit for projecting an image onto a projection plane, and is continuously transmitted to the computer as the phase changes. A group of images in which a luminance value is determined as a function value of a continuous function that changes, and the luminance value is determined by changing the phase for each image, and the initial phase value is continuously set for each coordinate value along the first coordinate axis. First reference pattern image group generation processing for generating a reference pattern image group relating to the first coordinate axis, which is a changed image group, and first reference pattern projection control for projecting an image belonging to the reference pattern image group relating to the first coordinate axis to the projection means. Processing, a plurality of captured images obtained by photographing each image of the reference pattern image group related to the first coordinate axis projected on the projection plane are projected on the projection plane. A first resolution conversion process for generating a resolution-converted image in which the resolution of the image is converted by cutting out a portion corresponding to the projection area of the target image and enlarging or reducing the cut-out image. The first phase calculation process for calculating the initial phase value at the luminance change of each pixel in the resolution-converted image from the luminance change, and the calculation for obtaining the initial phase value from the coordinates of the first coordinate axis in the first reference pattern image group generation process Reverse calculation is performed on the initial phase value calculated in the first phase calculation process, and the first correlation process for associating the coordinates of the first coordinate axis obtained by the reverse calculation with the pixels of the resolution conversion image is continuous with the phase change. A group of images in which a luminance value is determined as a function value of a continuous function that changes and a luminance value is determined by changing a phase for each image, and an initial phase value is a second value Second reference pattern image group generation processing for generating a reference pattern image group related to the second coordinate axis, which is an image group continuously changed for each coordinate value along the standard axis, and an image belonging to the reference pattern image group related to the second coordinate axis A second reference pattern projection control process for projecting the image on the projection means, and a plurality of captured images obtained by capturing each image of the reference pattern image group related to the second coordinate axis projected on the projection plane, A second resolution conversion process for generating a resolution-converted image obtained by cutting out a portion corresponding to the projection region and enlarging or reducing the cut-out image to convert the resolution of the image. From the luminance change of the pixels in the plurality of resolution-converted images A second phase calculation process for calculating an initial phase value at a luminance change of each pixel in the resolution-converted image, a second reference pattern Reverse calculation of the initial phase value calculated from the coordinates of the second coordinate axis in the image group generation processing is performed on the initial phase value calculated in the second phase calculation processing, and the coordinates of the second coordinate axis obtained by the reverse calculation and resolution conversion A second associating process for associating the pixels of the image, and a pixel associating process for specifying the correspondence between the pixels in the projection target image and the pixels in the projection unit using the correspondence between the pixels of the resolution-converted image and the coordinates. It is made to perform.
本発明によれば、任意の形状の投影面に画像を投影する場合に、投影対象となる画像の解像度のまま、その画像を歪みなく投影できるように、投影対象となる画像の画素と、投影手段における画素との対応関係を特定することができる。 According to the present invention, when projecting an image on a projection surface of an arbitrary shape, the image pixel to be projected and the projection so that the image can be projected without distortion while maintaining the resolution of the image to be projected. The correspondence relationship with the pixel in the means can be specified.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。まず、本発明に関連する参考実施形態を説明した後に、本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, after describing a reference embodiment related to the present invention, an embodiment of the present invention will be described.
参考実施形態1.
図1は、本発明に関連する第1の参考実施形態の画素位置対応関係特定システムの例を示すブロック図である。第1の参考実施形態の画素位置対応関係特定システムは、投影対象となる投影対象画像の画素の位置と、撮影手段1における画素の位置との対応関係を特定する。投影対象画像とは、任意の形状の投影面(スクリーン)7に投影する画像である。本参考実施形態の画素位置対応関係特定システムは、任意の形状の投影面7に対して画像を投影する投影手段1と、その投影面7に投影された画像を撮影する撮影手段2と、投影対象画像の画素と投影手段1における画素との対応付け処理を行う情報処理装置3とを備える。投影手段1は、例えば、プロジェクタによって実現され、撮影手段2は、例えば、カメラによって実現される。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a pixel position correspondence specifying system according to a first reference embodiment related to the present invention. The pixel position correspondence specifying system of the first reference embodiment specifies the correspondence between the position of a pixel of a projection target image to be projected and the position of the pixel in the photographing
投影手段1は、情報処理装置3の制御により、基準パターン画像群を投影面に投影する。この基準パターン画像群については後述する。投影面7は任意の形状の面であるので、投影面7に投影された画像は歪む。撮影手段2は、画像の観察者8が投影面7を見る方向と同じ方向から、投影面7に投影された基準パターン画像群を撮影する。この撮影によって得られる画像を以下、撮影画像と記す。情報処理装置3は、基準パターン画像群と、各撮影画像とを用いて、投影対象画像の画素と、投影面に実際に投影された画像を撮影した撮影画像の画素との対応関係を特定し、さらに、投影対象画像の画素と投影手段1における画素との対応関係を特定する。
The
本参考実施形態では、投影手段1が基準パターン画像群を1画像ずつ投影面に投影し、投影された画像を撮影手段2が1画像ずつ撮影する場合を例にして説明する。ただし、投影手段1が複数画像を同時に投影してもよい。投影手段1が複数画像を同時に投影する場合については後述する。
In this reference embodiment, an example will be described in which the projecting
投影対象画像の画素と投影手段1における画素との対応関係が定められると、観察者8に見せるために投影手段1から投影される投影対象画像を、その対応関係に基づいて補正し、観察者8に歪んでいない画像を観察させることができる。本参考実施形態では、このような補正を行うために用いる画像の画素同士の対応関係を定める。
When the correspondence between the pixels of the projection target image and the pixels in the
次に、基準パターン画像群について説明する。基準パターン画像群は、位相の変化に伴い連続して変化する連続関数の関数値として輝度値を定めて、画像毎に位相を変化させて輝度値を決定した画像群であって、初期位相値を一つの座標軸に沿って座標値毎に連続的に変化させた画像群である。輝度値を定める関数は、位相の変化に伴って連続して変化する関数であればよく、ここでは、位相の変化に伴う輝度値の変化が正弦波となる関数(正弦関数など)を用いる場合を例にする。 Next, the reference pattern image group will be described. The reference pattern image group is an image group in which a luminance value is determined as a function value of a continuous function that continuously changes with a phase change, and the luminance value is determined by changing the phase for each image, and an initial phase value Is a group of images that are continuously changed for each coordinate value along one coordinate axis. The function that determines the luminance value only needs to be a function that continuously changes as the phase changes. In this case, a function (such as a sine function) in which the luminance value changes as the phase changes becomes a sine wave is used. Take as an example.
図2は、位相の変化に伴い連続して変化する輝度値を表す関数の例を示す。このような関数をfと表わすとする。図2に例示するような関数において、a,b,cなどの初期位相値が座標値に応じてそれぞれ定められる。ここでは画像の画素の位置を表すx軸を例に説明する。あるx座標に対応する初期位相値がa、別のx座標に対応する初期位相値がb、さらに別のx座標に対応する初期位相値がc、・・・などのように、x座標の値に応じてそれぞれ初期位相値が定められる。例えば、初期位相値aに対応するx座標の各画素の輝度値をf(a)とし、初期位相値bに対応するx座標の各座標の輝度値をf(b)とし、初期位相値cに対応するx座標の各画素の輝度値をf(c)とする。このように各x座標に応じた初期位相値を定めることによって、基準パターン画像群における最初(0番目)の画像が得られる。x座標に応じて初期位相値が定められ、その初期位相値に応じて図2に例示するような正弦波の関数fによって、輝度値が定められるので、x座標の変化とともに輝度が連続的に変化する画像が得られる。 FIG. 2 shows an example of a function that represents a luminance value that continuously changes as the phase changes. Let us denote such a function as f. In the function illustrated in FIG. 2, initial phase values such as a, b, and c are determined according to the coordinate values. Here, the x-axis representing the pixel position of the image will be described as an example. The initial phase value corresponding to a certain x coordinate is a, the initial phase value corresponding to another x coordinate is b, the initial phase value corresponding to another x coordinate is c,. An initial phase value is determined according to each value. For example, the luminance value of each pixel of the x coordinate corresponding to the initial phase value a is f (a), the luminance value of each coordinate of the x coordinate corresponding to the initial phase value b is f (b), and the initial phase value c Let f (c) be the luminance value of each pixel of the x coordinate corresponding to. By determining the initial phase value corresponding to each x coordinate in this way, the first (0th) image in the reference pattern image group is obtained. The initial phase value is determined according to the x coordinate, and the luminance value is determined by the function f of the sine wave as illustrated in FIG. 2 according to the initial phase value. A changing image is obtained.
また、各x座標に応じた初期位相値から、同じ位相量だけ位相を変化させて輝度を定めた画像が、基準パターン画像群における他の画像となる。図3は、図2に例示する初期位相値から位相をdずらしたときの輝度値を示す説明図である。例えば、初期位相値aに対応するx座標の輝度値をf(a+d)とし、初期位相値bに対応するx座標の輝度値をf(b+d)とし、初期位相値cに対応するx座標の輝度値をf(c+d)とする。同様に、各x座標に応じた輝度値を定めることによって、1枚の画像が得られる。そして、初期位相値から変化させる位相の値(上記のd)を変化させることで、同様の画像が複数種類得られる。 In addition, an image in which the luminance is determined by changing the phase by the same phase amount from the initial phase value corresponding to each x coordinate is another image in the reference pattern image group. FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a luminance value when the phase is shifted by d from the initial phase value illustrated in FIG. For example, the luminance value of the x coordinate corresponding to the initial phase value a is f (a + d), the luminance value of the x coordinate corresponding to the initial phase value b is f (b + d), and the x coordinate corresponding to the initial phase value c is Let the luminance value be f (c + d). Similarly, a single image can be obtained by determining a luminance value corresponding to each x coordinate. A plurality of types of similar images can be obtained by changing the phase value (d above) that is changed from the initial phase value.
基準パターン画像群に属するこれらの画像は、いずれも、一つの座標軸に沿う座標値(上記の例ではx座標値)の変化とともに輝度が連続的に変化する。そして、基準パターン画像群に属する各画像を比較すると、初期位相値から変化させる位相量dが増えるほど、座標軸に沿って画像全体が移動したように観察される。例えば、x座標毎に初期位相値を定めて生成した基準パターン画像群において各画像を比較すると、画像全体がx軸方向に移動したように観察される。また、例えば、y座標毎に初期位相値を定めて生成した基準パターン画像群において各画像を比較すると、画像全体がy軸方向に移動したように観察される。 In any of these images belonging to the reference pattern image group, the luminance continuously changes as the coordinate value along one coordinate axis (the x coordinate value in the above example) changes. When the images belonging to the reference pattern image group are compared, it is observed that the entire image moves along the coordinate axis as the phase amount d changed from the initial phase value increases. For example, when each image is compared in a reference pattern image group generated by setting an initial phase value for each x coordinate, the entire image is observed as if it moved in the x-axis direction. Further, for example, when the images are compared in the reference pattern image group generated by determining the initial phase value for each y coordinate, it is observed that the entire image has moved in the y-axis direction.
また、基準パターン画像群に属する各画像において、上記の座標軸に沿った個々の座標に着目して、輝度の変化を観察すると、初期位相値から変化させる位相量dの変化に伴い明るさが変化する。 Further, in each image belonging to the reference pattern image group, when the change in luminance is observed focusing on the individual coordinates along the coordinate axis, the brightness changes with the change in the phase amount d changed from the initial phase value. To do.
情報処理装置3は、2つの座標軸に関して基準パターン画像群を生成する。以下、情報処理装置3がx軸に関する基準パターン画像群およびy軸に関する基準パターン画像群を生成する場合を例にして説明する。ただし、2つの座標軸はx軸およびy軸に限定されない。2つの座標軸は、平行でない2つの軸であればよい。また、軸の方向は、水平方向や垂直方向に限定されず、任意の方向でよい。 The information processing device 3 generates a reference pattern image group with respect to two coordinate axes. Hereinafter, a case where the information processing apparatus 3 generates a reference pattern image group related to the x axis and a reference pattern image group related to the y axis will be described as an example. However, the two coordinate axes are not limited to the x axis and the y axis. The two coordinate axes may be two axes that are not parallel. The direction of the axis is not limited to the horizontal direction or the vertical direction, and may be any direction.
投影手段1は、このような基準パターン画像群に属する各画像を投影面7に投影し、撮影手段2は、その各画像を撮影する。このとき、投影手段1と、撮影手段2と、投影面7との位置関係は一定に保つ。撮影された各画像において、同じ位置の画素に着目すると、その画素の輝度は、画像毎に変化し、その画像の変化から、その画素の輝度変化における初期位相値を求めることができる。情報処理装置3は、撮影した各画像間における画素の輝度変化から、各画素の輝度変化における初期位相値を求める。そして、情報処理装置3は、撮影手段2が撮影した撮影画像における画素が、投影される基準パターン画像群におけるどの座標値の画素に対応するのかを特定し、さらに投影対象画像の画素と投影手段1における画素との対応関係を特定する。
The projecting
情報処理装置3がx軸方向に着目した基準パターン画像群を作成してその各画像を投影手段1に投影させ、その画像を撮影手段2に撮影させる。そして、情報処理装置3が、その撮影画像における画素が、基準パターン画像群におけるどのx座標の画素に対応するのかを特定する。同様に、情報処理装置3がy軸方向に着目した基準パターン画像群を作成してその各画像を投影手段1に投影させ、その画像を撮影手段2に撮影させる。そして、情報処理装置3が、その撮影画像における画素が、基準パターン画像群におけるどのy座標の画素に対応するのかを特定する。よって、観察者8の向きと同じ方向から撮影手段2が撮影する画像における画素と、投影される画像における画素の座標(x,y)との対応関係が定まり、投影対象画像の画素と投影手段1における画素との対応関係が特定される。
The information processing apparatus 3 creates a reference pattern image group focusing on the x-axis direction, projects each image on the
図4は、情報処理装置3の構成例を示すブロック図である。情報処理装置3は、パターン位相シフト手段4と、撮影制御手段5と、位相計算手段6と、対応付け手段9とを備える。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the information processing apparatus 3. The information processing apparatus 3 includes a pattern
パターン位相シフト手段4は、x座標、y座標それぞれについて、基準パターン画像群を作成する。x座標についての基準パターン画像群を作る場合、パターン位相シフト手段4は、x座標の各値に応じた初期位相値を求め、その初期位相値から各x座標における輝度値を定めることによって、基準パターン画像群の最初(0番目)の画像を生成する。さらに、パターン位相シフト手段4は、各x座標に応じた初期位相値から、同じ位相量dだけ位相量を変化させることにより、各x座標に応じた位相値を求め、その位相値から各x座標における輝度値を定めることによって、基準パターン画像群の属する次の画像を生成する。パターン位相シフト手段4は、初期位相値からの位相変化量を増やして、同様に、基準パターン画像群に属する画像を生成していく。 The pattern phase shift means 4 creates a reference pattern image group for each of the x coordinate and the y coordinate. When creating a reference pattern image group for the x coordinate, the pattern phase shift means 4 obtains an initial phase value corresponding to each value of the x coordinate, and determines a luminance value at each x coordinate from the initial phase value, thereby generating a reference value. The first (0th) image of the pattern image group is generated. Further, the pattern phase shift means 4 obtains a phase value corresponding to each x coordinate by changing the phase amount by the same phase amount d from the initial phase value corresponding to each x coordinate, and each x value is calculated from the phase value. By determining the luminance value at the coordinates, the next image to which the reference pattern image group belongs is generated. The pattern phase shift means 4 increases the amount of phase change from the initial phase value, and similarly generates images belonging to the reference pattern image group.
パターン位相シフト手段4は、y座標についての基準パターン画像群についても同様に生成する。 The pattern phase shift means 4 similarly generates the reference pattern image group for the y coordinate.
撮影制御手段5は、x座標およびy座標のそれぞれの基準パターン画像群に属する個々の画像を投影手段1(図1参照)に投影させ、投影面7上に投影された画像を撮影手段2に撮影させる。本参考実施形態では、撮影制御手段5は、基準パターン画像群に属する画像を1画像ずつ投影手段1に投影させ、投影された画像を撮影手段2に1画像ずつ撮影手段2に撮影させる。
The imaging control means 5 projects the individual images belonging to the respective reference pattern image groups of the x coordinate and the y coordinate onto the projection means 1 (see FIG. 1), and causes the imaging means 2 to project the image projected on the projection plane 7. Let them shoot. In the present embodiment, the
位相計算手段6は、x座標の基準パターン画像群に属する各画像を撮影して得られた各撮影画像間の輝度の変化に基づいて、その撮影画像間の輝度変化における初期位相値を求める。位相計算手段6は、y座標の基準パターン画像群に属する各画像を撮影して得られた各撮影画像についても同様に、その撮影画像間の輝度変化における初期位相値を求める。 The phase calculating means 6 obtains an initial phase value in the luminance change between the captured images based on the luminance change between the captured images obtained by capturing the images belonging to the reference pattern image group of the x coordinate. Similarly, the phase calculation means 6 obtains an initial phase value for a luminance change between the captured images of each captured image obtained by capturing each image belonging to the reference pattern image group of the y coordinate.
対応付け手段9は、x座標の基準パターン画像群の撮影画像から求めた初期位相値から、撮影画像における画素が基準パターン画像群におけるどのx座標に対応するのかを特定する。同様に、y座標の基準パターン画像群の撮影画像から求めた初期位相値から、撮影画像における画素が基準パターン画像群におけるどのy座標に対応するのかを特定する。対応付け手段9は、さらに投影対象画像の画素と投影手段1における画素との対応関係を特定する。
The associating means 9 specifies which x coordinate in the reference pattern image group the pixel in the captured image corresponds to from the initial phase value obtained from the captured image of the reference pattern image group in the x coordinate. Similarly, the y-coordinate in the reference pattern image group corresponding to the pixel in the captured image is specified from the initial phase value obtained from the captured image of the reference pattern image group in the y coordinate. The association unit 9 further specifies the correspondence between the pixels of the projection target image and the pixels in the
パターン位相シフト手段4、撮影制御手段5、位相計算手段6、および対応付け手段9は、例えば、プログラム(画素位置対応関係特定プログラム)に従って動作するCPUによって実現される。プログラムは、例えば情報処理装置3が備えるプログラム記憶装置(図示せず)に記憶され、CPUは、そのプログラムを読み込み、そのプログラムに従って、パターン位相シフト手段4、撮影制御手段5、位相計算手段6、および対応付け手段9として動作してもよい。また、パターン位相シフト手段4、撮影制御手段5、位相計算手段6、および対応付け手段9は、それぞれ別個のハードウェアであってもよい。
The pattern
次に、動作について説明する。
図5は、第1の参考実施形態の処理経過の例を示すフローチャートである。情報処理装置3は、投影面7に投影された画像を撮影した撮影画像におけるどの画素が、投影される画像(基準パターン画像群)におけるどのx座標に対応するのかを定める(ステップS1)。続いて、情報処理装置3は、投影面7に投影された画像を撮影した撮影画像におけるどの画素が、投影される画像におけるどのy座標に対応するのかを定める(ステップS2)。ステップS1,S2を実行することで、撮影画像の画素が、投影される画像ではどの座標値の画像であるのかが定まる。情報処理装置3は、ステップS1,S2で定めた対応関係に基づいて、投影対象画像の画素の位置と、投影手段1における画素の位置との対応関係を定める(ステップS3)。
Next, the operation will be described.
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of processing progress of the first reference embodiment. The information processing apparatus 3 determines which pixel in the captured image obtained by capturing the image projected on the projection plane 7 corresponds to which x coordinate in the projected image (reference pattern image group) (step S1). Subsequently, the information processing apparatus 3 determines which pixel in the captured image obtained by capturing the image projected on the projection plane 7 corresponds to which y coordinate in the projected image (step S2). By executing steps S1 and S2, it is determined which coordinate value the pixel of the captured image is in the projected image. The information processing apparatus 3 determines the correspondence between the position of the pixel of the projection target image and the position of the pixel in the
ステップS1,S2の処理は、撮影画像内の画素との対応関係を定める対象がx座標であるか、y座標であるかが異なる点以外は、同様の処理である。以下、x座標についての対応関係を定めるステップS1を例にして、撮影画像の画素と座標との対応関係を定める処理の詳細について説明する。図6は、x座標に関する対応付け(ステップS1)の処理経過の例を示すフローチャートである。 The processes in steps S1 and S2 are the same processes except that the object for determining the correspondence relationship with the pixels in the captured image is the x coordinate or the y coordinate. The details of the process for determining the correspondence between the pixels of the captured image and the coordinates will be described below using step S1 for determining the correspondence for the x coordinate as an example. FIG. 6 is a flowchart showing an example of the process of the association (step S1) regarding the x coordinate.
ステップS1において、最初に、パターン位相シフト手段4は、基準パターン画像群を生成する(ステップS11)。x座標についての基準パターン画像群を生成する場合、パターン位相シフト手段4は、x座標に応じた初期位相値を求める。初期位相値は、座標値を変数とする関数であって、座標値の変換に伴い連続的に変化する関数の関数値として求めればよい。以下、座標値に応じた初期位相値を求めるための関数をs0で表わす。パターン位相シフト手段4は、例えば、以下に示す式(1)で表わされる関数によって各座標値に応じた初期位相値を求めればよい。
In step S1, the pattern
s0(x)=T/(w−1+2・m)・(x−m) 式(1) s 0 (x) = T / (w−1 + 2 · m) · (x−m) Equation (1)
式(1)において、xは基準パターン画像群の画素のx座標の値である。wは、投影手段1が投影できる画像の幅(画素数)である。Tは、位相を変数として輝度値を求める関数fにおける周期である。本例では、関数fによる輝度変化が正弦波となる場合を例にする。従って、本例では、T=2πである。mは、位相計算の誤差を考慮して、x=0の画素と、x=w−1の画素とで回り込みが生じないように定める定数であり、マージン定数と呼ぶ。マージン定数は、例えば、wの1%程度の値として定めておけばよい。 In Expression (1), x is a value of an x coordinate of a pixel of the reference pattern image group. w is the width (number of pixels) of the image that can be projected by the projection means 1. T is a period in a function f for obtaining a luminance value using the phase as a variable. In this example, the case where the luminance change by the function f becomes a sine wave is taken as an example. Therefore, in this example, T = 2π. In consideration of phase calculation errors, m is a constant that is determined so that no wraparound occurs between a pixel with x = 0 and a pixel with x = w−1, and is called a margin constant. The margin constant may be determined as a value of about 1% of w, for example.
式(1)は、x座標に応じた初期位相値を求める関数の例であり、式(1)以外の関数によって初期位相値を計算してもよい。 Expression (1) is an example of a function for obtaining an initial phase value corresponding to the x coordinate, and the initial phase value may be calculated by a function other than Expression (1).
パターン位相シフト手段4は、各x座標毎に、x座標値から求めた初期位相値s0(x)に応じた輝度値を関数fにより求める。すなわち、x座標毎に、以下に示す式(2)の関数を用いて輝度値を定める。 For each x coordinate, the pattern phase shift means 4 obtains a luminance value corresponding to the initial phase value s 0 (x) obtained from the x coordinate value by the function f. That is, for each x coordinate, the luminance value is determined using the function of the following formula (2).
I(x)=f(s0(x)) 式(2) I (x) = f (s 0 (x)) Equation (2)
この結果、x座標毎に輝度値を規定した画像が得られる。この画像は基準パターン画像群における最初(0番目)の画像である。式(2)における左辺のI(x)は、x座標の値に応じた画素の輝度を意味する。関数fは、既に説明したように、位相の変化に伴い連続して変化する関数であり、本例では、輝度変化が正弦波となる関数である。 As a result, an image defining a luminance value for each x coordinate is obtained. This image is the first (0th) image in the reference pattern image group. I (x) on the left side in Equation (2) means the luminance of the pixel according to the value of the x coordinate. As described above, the function f is a function that continuously changes with a change in phase. In this example, the function f is a function in which the luminance change is a sine wave.
さらに、パターン位相シフト手段4は、x座標毎に求めたそれぞれの初期位相値に対して、共通の位相値を加算した位相を求める。すなわち、加算する位相量をd(i)として、各x座標値に応じた位相を、x座標毎に計算する。そして、パターン位相シフト手段4は、その結果得られた位相を、輝度値を求めるための関数fに代入して、各x座標の輝度値を計算する。この結果、x座標毎に輝度値を規定した画像が得られる。パターン位相シフト手段4は、加算する位相値を変化させて、同様に画像を生成する。初期位相値に加算する位相値をd(i)として求めた位相を関数fに代入して得られる輝度をIi(x)とすると、Ii(x)は、下記の式(3)のように表すことができる。
Further, the pattern phase shift means 4 obtains a phase obtained by adding a common phase value to each initial phase value obtained for each x coordinate. That is, the phase corresponding to each x-coordinate value is calculated for each x-coordinate with the phase amount to be added being d (i). Then, the pattern
Ii(x)=f(s0(x)+d(i)) 式(3) I i (x) = f (s 0 (x) + d (i)) Equation (3)
d(i)の値は、例えば、以下に示す式(4)のように予め定めておけばよい。 The value of d (i) may be determined in advance, for example, as in the following expression (4).
d(i)=(T/Ns)×i 式(4) d (i) = (T / N s ) × i Equation (4)
Nsは、基準パターン画像群として求めようとする画像の数である。iは、1,2,・・・,Ns−1である。例えば、Ns=4とすると、d(i)=T/4,T/2,3T/4となる。本例では、T=2πであるので、d(i)=π/2、π、3π/Tとなる。すなわち、f(s0(x))として輝度を求めた最初の画像の他に、f(s0(x)+π/2)として輝度を求めた画像、f(s0(x)+π)として輝度を求めた画像、f(s0(x)+3π/2)として輝度を求めた画像をそれぞれ生成する。この結果、0番目から3番目までの4つの画像を含む基準パターン画像群が得られる。d(i)におけるiは、この順番を表している。 N s is the number of images to be obtained as the reference pattern image group. i is 1, 2,..., N s −1. For example, when N s = 4, d (i) = T / 4, T / 2, and 3T / 4. In this example, since T = 2π, d (i) = π / 2, π, and 3π / T. That is, in addition to the first image whose luminance is obtained as f (s 0 (x)), an image whose luminance is obtained as f (s 0 (x) + π / 2), and f (s 0 (x) + π). An image for which luminance is obtained and an image for which luminance is obtained as f (s 0 (x) + 3π / 2) are generated. As a result, a reference pattern image group including four images from the 0th to the third is obtained. i in d (i) represents this order.
ただし、式(4)は、初期位相値に加算する位相量を求める計算式の一例であり、加算する位相量を他の方法で定めてもよい。また、上記の例では、4つの画像を含む基準パターン画像群を生成する場合を例示したが、求める画像の数は4に限定されず、5以上であってもよい。また、3つであってもよい。関数fとして、輝度変化が正弦波となる関数を用いる場合、少なくとも3つの画像を生成すればよい。 However, Expression (4) is an example of a calculation formula for obtaining the phase amount to be added to the initial phase value, and the phase amount to be added may be determined by another method. In the above example, the case of generating a reference pattern image group including four images is illustrated, but the number of images to be obtained is not limited to four, and may be five or more. Three may be sufficient. When a function whose luminance change is a sine wave is used as the function f, at least three images may be generated.
基準パターン画像群の生成後、撮影制御手段5は、基準パターン画像群に属する各画像を投影面7に向けて、1画像ずつ投影手段1に投影させる。そして、撮影制御手段5は、投影面7に投影された各画像を、1画像ずつ撮影手段2に撮影させ、撮影画像を撮影手段2から受信する(ステップS12)。
After the generation of the reference pattern image group, the
ステップS12の後、位相計算手段6は、画素毎に、各撮影画像間の輝度の変化に基づいて、その変化における初期位相値を求める(ステップS13)。投影面7が任意の形状であることに起因して、投影された画像が歪んだとしても、ある座標値の画素が投影される位置は、投影する画像を切り替えても変化しない。そして、個々のx座標値毎に輝度を変化させているので、各撮影画像における同一箇所の画素の輝度も、基準パターン画像群に属する各画像における同一箇所の画像の輝度と同様に変化する。図7は、複数の撮影画像における同一の画素の輝度変化の例を示す説明図である。位相計算手段6は、ステップS12において、図7に例示するような輝度の変化における初期位相を求める。 After step S12, the phase calculation means 6 obtains an initial phase value for the change on a pixel-by-pixel basis based on the change in luminance between the captured images (step S13). Even if the projected image is distorted due to the projection surface 7 having an arbitrary shape, the position at which a pixel having a certain coordinate value is projected does not change even when the projected image is switched. Since the luminance is changed for each individual x coordinate value, the luminance of the pixel at the same location in each captured image also changes in the same way as the luminance of the image at the same location in each image belonging to the reference pattern image group. FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of a luminance change of the same pixel in a plurality of captured images. In step S12, the phase calculation means 6 obtains an initial phase in a change in luminance as exemplified in FIG.
位相計算手段6は、撮影画像の画素の輝度変化における初期位相値を以下に示すように求めればよい。各撮影画像における共通の位置に該当する画素であって、j番目の撮影画像における画素の輝度Ijは、以下に示す式(5)のように表わされる。 The phase calculation means 6 should just obtain | require the initial phase value in the luminance change of the pixel of a picked-up image as shown below. The luminance I j of the pixel corresponding to the common position in each captured image and the pixel in the j-th captured image is expressed as the following Expression (5).
Ij=A・f(φ+d(j))+B 式(5) I j = A · f (φ + d (j)) + B Formula (5)
だたし、d(j)は、j番目の撮影画像において初期位相値に加算されている位相量を表している。0番目の撮影画像(すなわち、基準パターン画像群における最初の画像の撮影画像)に関しては、d(0)=0である。j=1以降については、基準パターン画像群生成時に用いたd(i)と等しい値をd(j)とする。式(5)におけるAは、各撮影画像毎に変化する輝度値の変化における振幅である。また、式(5)におけるBは、背景の輝度である。 However, d (j) represents the phase amount added to the initial phase value in the j-th captured image. For the 0th captured image (that is, the captured image of the first image in the reference pattern image group), d (0) = 0. For j = 1 and later, let d (j) be the same value as d (i) used when generating the reference pattern image group. A in the equation (5) is an amplitude in a change in luminance value that changes for each captured image. Further, B in the equation (5) is the luminance of the background.
同じ位置に該当する画素について、撮影画像毎のIj,d(j)の値は既知である。位相計算手段6は、撮影画像毎にIj,d(j)を式(5)に代入し、未知の値であるφを計算する。未知の値として、A,B,φがあり、撮影画像毎にIj,d(j)を式(5)に代入した連立方程式を解くことによってφを計算すればよい。 For pixels corresponding to the same position, the values of I j and d (j) for each captured image are known. The phase calculation means 6 substitutes I j , d (j) for each photographed image in equation (5), and calculates φ, which is an unknown value. There are A, B, and φ as unknown values, and φ may be calculated by solving simultaneous equations in which I j and d (j) are substituted into Equation (5) for each captured image.
また、撮影画像毎にIj,d(j)を式(5)に代入した式が、連立方程式の解の導出に必要な数よりも多く得られているならば、それらの式から最小二乗法によって、φを計算してもよい。例えば、撮影画像がN個あり、以下のN個の式が得られたならば、そのN個の式から最小二乗法によってφの値を求めればよい。 If more than the number necessary for deriving the simultaneous equations is obtained by substituting I j , d (j) into Equation (5) for each captured image, the minimum two Φ may be calculated by multiplication. For example, if there are N captured images and the following N equations are obtained, the value of φ may be obtained from the N equations by the least square method.
位相計算手段6は、この処理を撮影画像における画素毎に行えばよい。 The phase calculation means 6 may perform this process for each pixel in the captured image.
また、ステップS11で例として挙げたように、輝度値を求める関数fが、輝度変化が正弦波となる関数であり、その周期が2πであり、d(i)を式(4)に示すように求めていたとする。この場合、位相計算手段6は、以下に示す式(6)の計算を行うことによって、着目している画素における初期位相値φを計算してもよい。 Further, as exemplified in step S11, the function f for obtaining the luminance value is a function in which the luminance change is a sine wave, the period thereof is 2π, and d (i) is expressed by Equation (4). Suppose you were looking for. In this case, the phase calculation means 6 may calculate the initial phase value φ in the pixel of interest by performing the calculation of the following equation (6).
φ=π−arctan((Ic(0)−Ic(2))/(Ic(3)−Ic(1)))
式(6)
φ = π-arctan ((I c (0) -I c (2)) / (I c (3) -I c (1)))
Formula (6)
なお、この場合、A,Bは、それぞれ以下の式(7)、式(8)の計算で求めることができる。 In this case, A and B can be obtained by the following equations (7) and (8), respectively.
A=0.5×√((Ic(0)−Ic(2))2+(Ic(1)−Ic(3))2)
式(7)
A = 0.5 × √ ((I c (0) −I c (2)) 2 + (I c (1) −I c (3)) 2 )
Formula (7)
B=(Ic(0)+Ic(1)+Ic(2)+Ic(3))/2.0 式(8) B = (I c (0) + I c (1) + I c (2) + I c (3)) / 2.0 Formula (8)
ここで、Ic(0),Ic(1),Ic(2),Ic(3)は、それぞれ、位置が共通する画素の画素値であり、Ic(0)は0番目の撮影画像での画素、Ic(1)は1番目の撮影画像での画素、Ic(2)は2番目の撮影画像での画素、Ic(3)は3番目の撮影画像での画素である。 Here, I c (0), I c (1), I c (2), and I c (3) are pixel values of pixels having a common position, respectively, and I c (0) is the 0th Pixels in the captured image, I c (1) is a pixel in the first captured image, I c (2) is a pixel in the second captured image, and I c (3) is a pixel in the third captured image. It is.
位相計算手段6は、式(6)によって初期位相値を求める処理を、撮影画像における画素毎に行えばよい。 The phase calculation means 6 may perform the process for obtaining the initial phase value by Expression (6) for each pixel in the captured image.
撮影画像のうち投影された画像に該当する部分(目標画像領域と記す。)を定めておく。この領域がオペレータによって指定される構成であってもよい。例えば、情報処理装置3は、撮影画像を表示する表示装置と、撮影画像中の目標画像領域の指定を受け付けるポインティングデバイスとを備える構成であってもよい。また、あるいは、撮影画像において、輝度値が所定値以上となっている領域を包含する矩形領域が目標画像領域であると位相計算手段6が判定してもよい。 A portion (denoted as a target image region) corresponding to the projected image of the captured image is determined in advance. The area may be configured to be designated by an operator. For example, the information processing apparatus 3 may be configured to include a display device that displays a captured image and a pointing device that receives designation of a target image region in the captured image. Alternatively, the phase calculation means 6 may determine that a rectangular area including an area having a luminance value equal to or higher than a predetermined value in the captured image is the target image area.
ステップS13の後、対応付け手段9は、撮影画像内の画素について求めた初期位相値から、撮影画像の画素が、投影される画像におけるどのx座標値に対応するのかを定める(ステップS14)。 After step S13, the association unit 9 determines which x coordinate value in the projected image corresponds to the pixel of the captured image from the initial phase value obtained for the pixel in the captured image (step S14).
投影面7において画像が歪んだとしても、投影される画像と撮影画像の対応画素の輝度変化は同様となる。よって、対応する画素同士では、輝度変化の初期位相値は等しい。従って、ステップS14において、対応付け手段9は、ステップS13で算出された初期位相値からx座標を逆算することによって、撮影画像内の画素について、対応するx座標値(すなわち、投影手段1が投影する画像におけるx座標値)を計算する。例えば、パターン位相シフト手段4が式(1)の計算を行って初期位相値を算出する場合、対応付け手段9は、ステップS13で算出された初期位相値をs0(x)として式(1)に代入し、x座標を逆算すればよい。この処理を各画素毎に行うことで、撮影画像内の画素が、投影される画像におけるどのx座標に対応するのかを定める。
Even if the image is distorted on the projection surface 7, the luminance change of the corresponding pixels of the projected image and the captured image is the same. Therefore, the initial phase value of the luminance change is equal between the corresponding pixels. Accordingly, in step S14, the associating unit 9 performs the back calculation of the x coordinate from the initial phase value calculated in step S13, so that the corresponding x coordinate value (that is, the
ステップS14で、対応付け手段9は、撮影画像内の画素に対応するx座標を算出したならば、撮影画像内の画素と投影される画像の画素との対応関係を示すテーブル(以下、中間テーブルと記す)において、撮影画像のx,y座標と、対応するx座標とを対応付ける。例えば、撮影画像における(50,150)の画素の初期位相値から逆算して求めたx座標が“100”であるとする。この場合、対応付け手段9は、図8(a)に示すように、撮影画像の画素(50,150)と、対応する画素におけるx座標“100”とを対応付ける。この時点では、撮影画像の画素に対応する画素のy座標は特定されていないので未定とする。図8(a)では、撮影画像の画素(50,150)を例示しているが、他の画素についても同様に処理する。 In step S14, when the association unit 9 calculates the x-coordinate corresponding to the pixel in the photographed image, a table indicating the correspondence between the pixel in the photographed image and the pixel of the projected image (hereinafter referred to as an intermediate table). The x and y coordinates of the photographed image are associated with the corresponding x coordinates. For example, it is assumed that the x coordinate obtained by calculating backward from the initial phase value of the (50, 150) pixel in the captured image is “100”. In this case, associating means 9 associates the pixel (50, 150) of the captured image with the x coordinate “100” in the corresponding pixel, as shown in FIG. At this time, the y-coordinate of the pixel corresponding to the pixel of the photographed image has not been specified, and thus is undecided. Although FIG. 8A illustrates the pixels (50, 150) of the captured image, the other pixels are processed similarly.
以上のステップS11〜S14の処理で、ステップS1(図5参照)が終了する。撮影画像の画素がどのy座標に対応するのかを定める処理(ステップS2)も同様に、ステップS11〜S14の処理を行えばよい。 Step S1 (refer FIG. 5) is complete | finished by the process of the above steps S11-S14. Similarly, in the process of determining which y coordinate the pixel of the captured image corresponds to (step S2), the process of steps S11 to S14 may be performed.
ただし、ステップS11において、パターン位相シフト手段4は、y座標についての基準パターン画像群を生成する。このとき、パターン位相シフト手段4は、y座標に応じた初期位相値を求める。例えば、以下に示す式(9)の関数によって各座標値に応じた初期位相値を求めればよい。 However, in step S11, the pattern phase shift means 4 generates a reference pattern image group for the y coordinate. At this time, the pattern phase shift means 4 obtains an initial phase value corresponding to the y coordinate. For example, what is necessary is just to obtain | require the initial phase value according to each coordinate value with the function of the following formula | equation (9).
s0(y)=T/(h−1+2・m)・(y−m’) 式(9) s 0 (y) = T / (h−1 + 2 · m) · (ym−) ′ (9)
式(9)において、yは基準パターン画像群の画素のy座標の値である。hは、投影手段1が投影できる画像の高さ(画素数)である。Tは、式(1)と同様である。m’は、式(1)におけるmと同様のマージン定数であり、例えば、hの1%程度の値として定めておけばよい。なお、式(9)は例示であり、式(9)以外の関数によって初期位相値を定めてもよい。 In Expression (9), y is the value of the y coordinate of the pixel of the reference pattern image group. h is the height (number of pixels) of the image that can be projected by the projection means 1. T is the same as that of Formula (1). m ′ is a margin constant similar to m in Equation (1), and may be determined as a value of about 1% of h, for example. Expression (9) is an example, and the initial phase value may be determined by a function other than Expression (9).
y座標に応じた初期位相値を求めたならば、その初期位相値に応じた輝度値を定めることで、基準パターン画像群の最初(0番目)の画像を生成する。また、各画素毎に初期位相値に位相d(i)を加算した位相値に応じた輝度値を定めることで、基準パターン画像群に属する他の画像を生成する。 When the initial phase value corresponding to the y coordinate is obtained, the first (0th) image of the reference pattern image group is generated by determining the luminance value corresponding to the initial phase value. Further, by determining a luminance value corresponding to the phase value obtained by adding the phase d (i) to the initial phase value for each pixel, another image belonging to the reference pattern image group is generated.
この処理は、y座標値に応じた初期位相値を定めるという点以外は、既に説明したステップS11と同様である。 This process is the same as step S11 already described except that the initial phase value corresponding to the y coordinate value is determined.
また、ステップS11の後、ステップS12,S13を行う。この処理は、既に説明したステップS12,S13と同様である。 In addition, steps S12 and S13 are performed after step S11. This process is the same as steps S12 and S13 already described.
ステップS14で、対応付け手段9は、ステップS13で求めた初期位相値から、撮影画像の画素が、投影される画像におけるどのy座標に対応するのかを定める。このとき、y座標から初期位相値を求める計算(例えば、式(9))を逆算して、初期位相値からy座標値を求めればよい。対応付け手段9は、撮影画像内の画素に対応するy座標を算出したならば、そのy座標を、その撮影画像内の画素に対応付けて、中間テーブルに追加する。例えば、撮影画像における(50,150)の画素の初期位相値から逆算して求めたy座標が“50”であるとする。この場合、対応付け手段9は、図8(b)に示すように、撮影画像の画素(50,150)に対応付けて、y座標“50”を追加する。このように、y座標が未定である状態(図8(a))に対してy座標を追加される(図8(b)参照)。対応付け手段9は、この処理を各画素毎に行い、中間テーブルを完成させる。この中間テーブルは、撮影画像内の画素と投影される画像の画素との対応関係を表す。 In step S14, the association unit 9 determines which y coordinate in the projected image corresponds to the pixel of the captured image from the initial phase value obtained in step S13. At this time, a calculation for obtaining an initial phase value from the y coordinate (for example, Equation (9)) may be performed backward to obtain a y coordinate value from the initial phase value. When the association unit 9 calculates the y coordinate corresponding to the pixel in the captured image, the association unit 9 associates the y coordinate with the pixel in the captured image and adds it to the intermediate table. For example, it is assumed that the y coordinate obtained by calculating backward from the initial phase value of the (50, 150) pixel in the captured image is “50”. In this case, the association unit 9 adds the y coordinate “50” in association with the pixel (50, 150) of the captured image, as shown in FIG. In this way, the y coordinate is added to the state where the y coordinate is undetermined (FIG. 8A) (see FIG. 8B). The association means 9 performs this process for each pixel, and completes the intermediate table. This intermediate table represents the correspondence between the pixels in the captured image and the pixels of the projected image.
ステップS2(図5参照)の後、ステップS3において、対応付け手段9は、撮影画像における画素に投影すべき投影対象画像中の画素の座標と、その撮影画像における画素に対応する座標とを対応付ける。図9は、ステップS3における対応付けの例を示す説明図である。画像が歪み無く観察されるためには、投影対象画像における座標(Xa,Ya)の画素は、撮影画像における座標(Xp,Yp)の画素となるように投影されなければならないとする。この歪み無く観察される撮影画像における画素を目標画素と記す。また、中間テーブルでは、撮影画像中の画素(Xp,Yp)に対応付けられた座標が(Xb,Yb)であるとする。対応付け手段9は、目標画素(Xp,Yp)に対応する画素(Xb,Yb)を中間テーブルから検索し、目標画素に投影すべき投影対象画像中の画素(Xa,Ya)と、中間テーブルで目標画素に対応付けられている座標(Xb,Yb)とを対応づける。この対応付けを、各目標画素に投影すべき投影対象画像中の画素毎に行う。ここで、投影手段1における座標(Xb,Yb)の画素の輝度値を、投影対象画像における座標(Xa,Ya)の画素と等しい輝度値に設定し、投影手段1における他の画素の輝度値も同様に設定すれば、投影対象画像における(Xa,Ya)の画素は、(Xb,Yb)の位置に変更されたこととなり、その状態で投影面7に投影されると、所望の目標画素(Xp,Yp)の位置に投影される。このように、対応付け手段9は、撮影画像における画素に投影すべき投影対象画像中の画素と、その撮影画像における画素に対応する座標とを対応付けることによって、投影対象画像の画素の位置と、投影手段1における画素の位置とを対応付ける。
After step S2 (see FIG. 5), in step S3, the association unit 9 associates the coordinates of the pixel in the projection target image to be projected onto the pixel in the captured image with the coordinate corresponding to the pixel in the captured image. . FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example of association in step S3. In order for the image to be observed without distortion, the pixel at the coordinates (X a , Y a ) in the projection target image must be projected so as to be the pixel at the coordinates (X p , Y p ) in the captured image. To do. A pixel in a captured image observed without distortion is referred to as a target pixel. In the intermediate table, the coordinates associated with the pixel (X p , Y p ) in the captured image are (X b , Y b ). The associating unit 9 searches the intermediate table for a pixel (X b , Y b ) corresponding to the target pixel (X p , Y p ), and the pixel (X a , Y in the projection target image to be projected onto the target pixel. a ) and the coordinates (X b , Y b ) associated with the target pixel in the intermediate table are associated with each other. This association is performed for each pixel in the projection target image to be projected onto each target pixel. Here, the luminance value of the pixel at the coordinate (X b , Y b ) in the
対応付け手段9は、投影対象画像の画素の位置と投影手段1における画素の位置とを対応付けたならば、その対応関係をテーブル(以下、画素対応テーブルと記す)として記憶または出力する。
When the association unit 9 associates the pixel position of the projection target image with the pixel position in the
本参考実施形態によれば、上記のように、目標となる位置に投影すべき投影対象画像の画素と、中間テーブルにおいてその位置に対応付けられている座標とを対応付けることによって、投影対象画像の画素の位置と、投影手段1における画素の位置との対応関係を特定することができる。
According to the present embodiment, as described above, by associating the pixel of the projection target image to be projected at the target position with the coordinates associated with the position in the intermediate table, the projection target image The correspondence between the pixel position and the pixel position in the
投影手段1と、撮影手段2と、投影面の位置関係を変えない限り、この対応関係は維持される。従って、投影手段1と、撮影手段2と、投影面の位置関係を変えずに観察者8(図1参照)に提示する画像を投影面7に投影する場合、この対応関係を用いて補正を行えば、歪みを抑えた画像を観察者に見せることができる。
This correspondence relationship is maintained unless the positional relationship between the
また、本参考実施形態では、初期位相値を画素毎に定め、その初期位相値から輝度値を求めた画像と、さらに、初期位相値から位相をずらし、その位相値から輝度値を求めた画像とを基準パターン画像群として生成し、各画像を投影する。さらに、その各画像を撮影する。このとき、撮影によって得られた各撮影画像間において、各画素の輝度は、基準パターン画像群の画像間における輝度変化と同様に変化する。そして、対応する画素同士では、初期位相値が共通する。この性質は、投影面7の形状によらずに成立する。本参考実施形態では、このことを利用し、撮影画像内の画素と投影される画像の画素との対応関係を定める。従って、投影面7の形状が任意の形状であっても、投影対象画像の画素の位置と、投影手段における画素の位置との対応関係を特定することができる。 Further, in the present embodiment, an initial phase value is determined for each pixel, and the luminance value is obtained from the initial phase value. Further, the phase is shifted from the initial phase value, and the luminance value is obtained from the phase value. Are generated as a reference pattern image group, and each image is projected. Further, each image is taken. At this time, the luminance of each pixel changes between the captured images obtained by the imaging in the same manner as the luminance change between the images of the reference pattern image group. The corresponding initial pixels have the same initial phase value. This property is established regardless of the shape of the projection plane 7. In the present embodiment, this is used to define the correspondence between the pixels in the captured image and the pixels of the projected image. Therefore, even if the shape of the projection surface 7 is an arbitrary shape, it is possible to specify the correspondence between the pixel position of the projection target image and the pixel position in the projection unit.
また、基準パターン画像群を生成して投影面に投影し、その各画像を撮影した撮影画像が得られれば、対応関係を求めることができる。よって、投影面の形状を測定するための3次元形状測定装置などを用いる必要がないため、低コストで対応関係を求めることができる。 Further, if a reference pattern image group is generated and projected onto a projection plane, and a captured image obtained by capturing each image is obtained, the correspondence can be obtained. Therefore, since it is not necessary to use a three-dimensional shape measuring device for measuring the shape of the projection surface, the correspondence can be obtained at low cost.
上記の参考実施形態では、輝度値を求める関数fとして、輝度値の変化が正弦波となる関数を用いる場合を例にして説明したが、関数fは、位相の変化に伴い連続して変化する連続関数であればよい。例えば、正弦関数のように関数値が滑らかに変化する関数ではなく、輝度値の変化が三角波となる関数を関数fとしてもよい。 In the above-described reference embodiment, the case where a function in which the change in luminance value is a sine wave is used as the function f for obtaining the luminance value has been described as an example. However, the function f changes continuously with a change in phase. Any continuous function may be used. For example, the function f may be a function in which the change in luminance value is a triangular wave instead of a function in which the function value changes smoothly like a sine function.
関数fとして連続関数を用いる理由は以下のとおりである。関数fが連続関数でなく、鋸歯状波のように不連続部分があるとすると、隣接する画素同士の輝度値が急激に変化する。すると、撮影手段2の解像度が不足している場合、輝度値が急激に変化している部分がぼやけて撮影され、急激に変化する値の中間値が輝度として認識されてしまうことがある。すると、その画素は、本来対応付けられるべきではない別の画素に対応付けられてしまう可能性がある。 The reason for using a continuous function as the function f is as follows. If the function f is not a continuous function and there is a discontinuous portion such as a sawtooth wave, the luminance value of adjacent pixels changes rapidly. Then, when the resolution of the photographing unit 2 is insufficient, a portion where the luminance value changes suddenly is blurred and an intermediate value of the suddenly changing value may be recognized as the luminance. Then, the pixel may be associated with another pixel that should not be associated with the original pixel.
それに対し本参考実施形態では、輝度値を求める関数fとして位相の変化に伴い連続して変化する連続関数を用いるので、上記のような誤った対応付けを防止することができる。このことは、画素の対応関係に基づいて、投影する画像を補正する際、補正精度を向上させることができるということを意味する。 On the other hand, in the present embodiment, since the continuous function that continuously changes with the phase change is used as the function f for obtaining the luminance value, it is possible to prevent the erroneous association as described above. This means that the correction accuracy can be improved when correcting the projected image based on the correspondence between the pixels.
また、本参考実施形態では、位相計算手段6が初期位相値を計算できるだけの画像を基準パターン画像群として生成すればよく、基準パターン画像群として多数の画像を生成する必要はない。従って、処理を高速化することができる。一例を挙げると、輝度値を求める関数fとして、輝度値の変化が正弦波となる関数を用いれば、一座標軸あたり、最低3つの画像を含む基準パターン画像群を生成すればよい。この場合、基準パターン画像群とする画像数を少なくできるので、処理を高速化することができる。
Further, in the present embodiment, it is sufficient that the
参考実施形態2.
本発明に関連する第2の参考実施形態の画素位置対応関係特定システムは、第1の実施参考形態と同様に、投影手段1と、撮影手段2と、情報処理装置3とを備える(図1参照)。ここでは、図1を参照して、第2の参考実施形態について説明する。第2の参考実施形態の画素位置対応関係特定システムも第1の参考実施形態と同様に、投影対象画像の画素の位置と投影手段1における画素の位置との対応関係を示す画素対応テーブルを作成する。第2の参考実施形態では、さらに、情報処理装置3が、観察者8に提示するために投影面7に投影する画像を、画素対応テーブルを用いて補正し、補正後の画像を投影手段1に投影させる。
Reference Embodiment 2.
Similar to the first embodiment, the pixel position correspondence specifying system according to the second embodiment related to the present invention includes a projecting
図10は、第2の参考実施形態における情報処理装置3の構成例を示すブロック図である。第1の参考実施形態と同様の構成要素については図4と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。第2の参考実施形態における情報処理装置3は、パターン位相シフト手段4と、撮影制御手段5と、位相計算手段6と、対応付け手段9と、補正手段10と、投影制御手段11とを備える。パターン位相シフト手段4、撮影制御手段5、位相計算手段6、対応付け手段9の動作は、第1の参考実施形態と同様である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of the information processing device 3 in the second reference embodiment. Constituent elements similar to those in the first reference embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 4, and detailed description thereof is omitted. The information processing apparatus 3 in the second reference embodiment includes a pattern
補正手段10は、観察者8に提示するために投影面7に投影する投影対象画像を、画素対応テーブルを用いて補正する処理を行う。投影制御手段11は、補正後の画像を投影手段1に投影させる。
The
次に、本参考実施形態の動作について説明する。
まず、情報処理装置3は、投影対象画像の画素の位置と投影手段1における画素の位置との対応関係を示す画素対応テーブルを生成する。この動作は、第1の参考実施形態と同様であり、説明を省略する。
Next, the operation of this reference embodiment will be described.
First, the information processing device 3 generates a pixel correspondence table that indicates the correspondence between the pixel position of the projection target image and the pixel position in the
画素対応テーブル生成後、補正手段10は、観察者8(図1参照)に提示する投影対象画像を補正する。補正手段10は、この補正後の画像として、投影手段1における画素の輝度値を、その画素に対応する投影対象画像の画素の輝度値に設定した画像を生成すればよい。図9に示す例のように、座標(Xa,Ya)と座標(Xb,Yb)とを対応付けている場合、(Xb,Yb)の画素の輝度値に、投影対象画像における画素(Xa,Ya)の輝度値を設定し、他の画素の輝度値についても同様に設定した画像を、補正後の画像として生成すればよい。この結果、投影対象画像における(Xa,Ya)の画素は、(Xb,Yb)の位置に変更されたこととなり、その状態で投影面7に投影されると、所望の位置に投影される。この結果、投影面7に投影したときの画像の歪みをなくすことができる。
After the pixel correspondence table is generated, the
投影制御手段11は、補正手段10によって補正された画像を投影面7に向けて、投影手段1に投影させる。なお、画像投影時において、投影手段1と投影面7の位置関係は、画素対応テーブル作成時から変えないものとする。また、観察者8は、画素対応テーブル作成時における撮影手段2と同方向から投影面7を見る。
The
画像を補正せずに投影した場合、投影対象画像における画素は所望の位置とは異なる位置に投影され画像が歪んでしまう。しかし、本参考実施形態では、第1の参考実施形態と同様に生成した画素対応テーブルを用いて、投影対象画像を補正し、その補正後の画像を投影する。従って、各位置にそれぞれ所望の輝度値を投影し、観察者に歪みを認識させずに、任意の形状の投影面7に画像を投影することができる。 When the image is projected without correction, pixels in the projection target image are projected at a position different from the desired position, and the image is distorted. However, in this reference embodiment, the projection target image is corrected using the pixel correspondence table generated in the same manner as in the first reference embodiment, and the corrected image is projected. Therefore, it is possible to project a desired luminance value at each position and project an image on the projection surface 7 having an arbitrary shape without causing the observer to recognize the distortion.
本参考実施形態によれば、画素対応テーブルを用いて画像を補正し、その画像を投影するので、投影面の形状に起因する歪みを抑えた画像を観察者に見せることができる。 According to the present embodiment, since the image is corrected using the pixel correspondence table and the image is projected, it is possible to show the observer an image in which distortion caused by the shape of the projection surface is suppressed.
また、第1の参考実施形態と同様に、投影面7の形状が任意の形状であっても、投影対象画像の画素と投影手段1における画素との対応関係を特定するので、投影面の形状によらずに、歪みを抑えた画像を観察者に見せることができる。
Similarly to the first reference embodiment, even if the shape of the projection surface 7 is an arbitrary shape, the correspondence relationship between the pixels of the projection target image and the pixels in the
また、第1の参考実施形態と同様に、低コストで、高速、かつ、高精度に中間テーブルを作成することができる。 Further, as in the first reference embodiment, the intermediate table can be created at low cost, at high speed, and with high accuracy.
また、情報処理装置3は、画素対応テーブルを作成せずに、外部から画素対応テーブルを入力され、その画素対応テーブルを用いて投影対象画像を補正する画像補正システムであってもよい。この場合、画像補正システムは、投影手段1および撮影手段2を備えていなくてよい。そして、情報処理装置3は、補正手段10を備えていればよい。例えば、第1の参考実施形態と同様の画素位置対応関係特定システムが画素対応テーブルを作成し、その画素対応テーブルを、画像補正システムに入力してもよい。さらに、画像補正システムが投影対象画像を補正するだけでなく、補正後の画像を投影面に投影する構成であってもよい。この場合、画像補正システムは、画素対応テーブル作成時に用いた投影手段と、その投影手段に補正後の画像を投影させる投影制御手段を備えていればよい。
Further, the information processing apparatus 3 may be an image correction system that receives a pixel correspondence table from outside without creating a pixel correspondence table and corrects a projection target image using the pixel correspondence table. In this case, the image correction system may not include the
上記の各参考実施形態や本発明では、輝度が連続的に変化する基準パターン画像群の位相を利用して、投影対象画像の画素の位置と、投影手段1における画素の位置との対応関係(画素対応テーブル)を定める。よって、画素毎に(すなわち高密度に)対応関係を得ることができ、また、対応先の画素を例えば浮動小数点で表した高精度な対応関係を得ることができる。以下に示す本発明の実施形態では、特に、初期位相値の計算前に、撮影画像中において対応関係を求めたい領域(投影対象画像を投影したい領域に相当する領域)の解像度が投影対象画像と同一になるように解像度変換を行い、その上で初期位相値を計算する。 In each of the above-described reference embodiments and the present invention, the correspondence relationship between the pixel position of the projection target image and the pixel position of the projection unit 1 (using the phase of the reference pattern image group in which the luminance continuously changes) ( Pixel correspondence table). Therefore, it is possible to obtain a correspondence relationship for each pixel (that is, at a high density), and it is possible to obtain a highly accurate correspondence relationship in which the corresponding pixel is represented by, for example, a floating point. In the embodiment of the present invention described below, in particular, before the calculation of the initial phase value, the resolution of an area for which a correspondence relationship is to be obtained in the captured image (an area corresponding to an area where the projection target image is to be projected) is the projection target image. The resolution is converted so as to be the same, and then the initial phase value is calculated.
実施形態1.
本発明の実施形態は、第1の参考実施形態や第2の参考実施形態と同様に、投影手段1と、撮影手段2と、情報処理装置3とを備える(図1参照)。本発明の実施形態の画素位置対応関係特定システムは、撮影画像と、観察者に提示しようとする画像(投影対象画像)とで解像度が異なる場合、撮影画像を拡大したり縮小したりして、撮影画像の解像度を、観察者に提示しようとする画像の解像度に合わせる。そして、解像度変換後(すなわち、拡大または縮小後)の撮影画像について初期位相値を求める処理(ステップS13、図6参照)を行って、解像度変換後の撮影画像の画素の基準パターン画像群の座標とを対応付ける処理(ステップS14、図6参照)を行い、その後に画素対応テーブルを生成する。この処理の結果、撮影画像と投影対象画像の解像度が一致しない場合にも、所望の解像度に合う画素対応テーブルを生成することができる。
The embodiment of the present invention includes a projecting
また、特に、撮影画像を縮小する場合には、高精度な画素対応テーブルを得ることができる。一例を挙げると、撮影画像の解像度が投影対象画像より高い場合、初期位相値の計算前に撮影画像の縮小処理を行えば、撮影手段2(カメラ)の性能以上にノイズが少なくコントラストも高い画像が得られる。その画像を用いて、第1の参考実施形態と同様に初期位相値を計算し、画素対応テーブルを求めれば、高精度の画素対応テーブルを得ることができる。 In particular, when a captured image is reduced, a highly accurate pixel correspondence table can be obtained. For example, if the resolution of the captured image is higher than that of the projection target image, if the captured image is reduced before the initial phase value is calculated, the image has less noise and higher contrast than the performance of the imaging means 2 (camera). Is obtained. If the initial phase value is calculated using the image in the same manner as in the first embodiment and a pixel correspondence table is obtained, a highly accurate pixel correspondence table can be obtained.
図11は、本実施形態における情報処理装置3の構成例を示すブロック図である。第1および第2の参考実施形態と同様の構成要素については、図4や図10と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。本実施形態における情報処理装置3は、パターン位相シフト手段4と、撮影制御手段5と、解像度変換手段12と、位相計算手段6と、対応付け手段9と、補正手段10と、投影制御手段11とを備える。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of the information processing apparatus 3 in the present embodiment. Constituent elements similar to those in the first and second reference embodiments are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 4 and 10, and detailed description thereof is omitted. The information processing apparatus 3 according to this embodiment includes a pattern
解像度変換手段12は、撮影画像における目標画像領域の解像度が、観察者に提示する所望の解像度となるように、撮影画像中の目標画像領域を拡大または縮小する。解像度変換手段12は、撮影画像から目標画像領域を切り出して、その切り出した画像を拡大または縮小すればよい。また、撮影画像において、投影面のうち、撮影対象画像を投影したいというオペレータの所望の領域に相当する部分が、目標画像領域として、例えばオペレータに指定されてもよい。
The
パターン位相シフト手段4、撮影制御手段5、位相計算手段6、対応付け手段9、補正手段10、投影制御手段11、および解像度変換手段12は、プログラム(画素位置対応関係特定プログラム)に従って動作するCPUによって実現される。プログラムは、例えば情報処理装置3が備えるプログラム記憶装置(図示せず)に記憶され、CPUは、そのプログラムを読み込み、そのプログラムに従って、パターン位相シフト手段4、撮影制御手段5、位相計算手段6、対応付け手段9、補正手段10、投影制御手段11、および解像度変換手段12として動作してもよい。また、各手段がそれぞれ別個のハードウェアであってもよい。
The pattern
次に、本実施形態の動作について説明する。
まず、情報処理装置3は、x座標に関する対応付け(ステップS1、図5参照)およびy座標に関する対応付け(ステップS2、図5参照)を行う。このステップS1,S2において、それぞれ、基本パターン画像生成処理、撮影処理を行う。この基本パターン画像生成処理、撮影処理は、第1の参考実施形態におけるステップS11,S12の処理と同様であり、説明を省略する。
Next, the operation of this embodiment will be described.
First, the information processing device 3 performs association (step S1, see FIG. 5) regarding the x coordinate and association (step S2, see FIG. 5) regarding the y coordinate. In steps S1 and S2, basic pattern image generation processing and photographing processing are performed, respectively. The basic pattern image generation process and the photographing process are the same as the processes in steps S11 and S12 in the first reference embodiment, and a description thereof will be omitted.
基本パターン画像生成処理および撮影処理の後、解像度変換手段12は、撮影画像における目標画像領域の解像度が観察者に提示する所望の解像度の画像と同じになるように、撮影画像内の目標画像領域を拡大または縮小する。拡大または縮小による解像度変換後の画像は、解像度変換画像と呼ぶことができる。
After the basic pattern image generation process and the photographing process, the
拡大の場合、解像度変換手段12は、解像度変換後の座標における輝度値を、対応する解像度変換前の座標の輝度値と定める。また、拡大の場合、画素数が増えるので、拡大後の画像の画素のうち、対応する解像度変換前の座標がない画素については、既に定められている輝度値から線形補間あるいはバイリニア補間などによって補間した輝度値を定めればよい。 In the case of enlargement, the resolution conversion means 12 determines the luminance value at the coordinate after resolution conversion as the corresponding luminance value at the coordinate before resolution conversion. In addition, since the number of pixels increases in the case of enlargement, among the pixels of the enlarged image, the pixels having no corresponding coordinates before resolution conversion are interpolated from the predetermined luminance value by linear interpolation or bilinear interpolation. The luminance value thus determined may be determined.
縮小の場合、解像度変換手段12は、解像度変換後の座標における輝度値を、対応する解像度変換前の座標の輝度値に基づいて定める。縮小の場合、変換後の画像のある一つの画素は、変換前の画像の複数の画素に対応する。解像度変換手段12は、変換後の画素に対応付けられる複数の変換前の画素の輝度値を、その変換後の画素に相当する面積で重み付け、線形和を求めることによって、変換後の画素の輝度値を求める。変換後の画素とは変換後の画像における画素であり、変換前の画素とは変換前の画像における画素である。図12は、縮小変換後の画素の輝度決定の例を示す説明図である。縮小後の画像における画素65は、縮小前の画像における4つの画素61〜64に対応しているものとする。そして、画素61〜64の輝度値は、それぞれP1〜P4であるとする。また、画素61は、変換後の画素65だけに対応するのではなく、画素65に接する他の画素(図示せず)にも対応し、画素61において、変換後の画素65に相当する面積は、1/4であるものとする。変換前の他の画素62,63,64についても同様である。従って、図12に示す例では、各画素61〜64の輝度値を、その面積の割合で重みづけ、線形和を求めると、P1×(1/4)+P2×(1/4)+P3×(1/4)+P4×(1/4)=(P1+P2+P3+P4)/4となる。解像度変換手段12は、この計算を行って、変換後の画素65の輝度値を(P1+P2+P3+P4)/4と定めればよい。解像度変換手段12は、変換後の画像における各画素毎に、同様に輝度値を決定する。
In the case of reduction, the resolution conversion means 12 determines the luminance value at the coordinate after resolution conversion based on the luminance value at the corresponding coordinate before resolution conversion. In the case of reduction, one pixel in the image after conversion corresponds to a plurality of pixels in the image before conversion. The
解像度変換手段12は、以上のように個々の輝度値を求め、拡大または縮小後の画像を生成する。また、解像度変換手段12は、各撮影画像をそれぞれ同様に拡大または縮小する。
The
各撮影画像がそれぞれ解像度変換(すなわち拡大または縮小)された後、位相計算手段6は、画素毎に、解像度変換後の各撮影画像(すなわち、各解像度変換画像)間の輝度の変化に基づいて、その変化における初期位相値を求める。この処理は、第1の参考実施形態におけるステップS13と同様である。続いて、対応付け手段9が、解像度変換画像における画素の座標と、投影される画像における画素の座標との対応付けを行う。この処理は、第1の参考実施形態におけるステップS14と同様である。 After each photographic image has undergone resolution conversion (ie, enlargement or reduction), the phase calculation means 6 is based on a change in luminance between each photographic image after resolution conversion (ie, each resolution conversion image) for each pixel. The initial phase value in the change is obtained. This process is the same as step S13 in the first reference embodiment. Subsequently, the associating unit 9 associates the coordinates of the pixels in the resolution-converted image with the coordinates of the pixels in the projected image. This process is the same as step S14 in the first reference embodiment.
情報処理装置3は、x座標に関する対応付け処理(ステップS1、図5参照)において、基本パターン画像群生成処理および撮影処理を行ってから、上記のように撮影画像に対する解像度変換を行い、解像度変換画像を用いて、初期位相値を計算し、解像度変換画像の画素の座標と、撮影される画像の画素のx座標とを対応付ける。同様に、y座標に関する対応付け処理(ステップS2、図5参照)において、基本パターン画像群生成処理および撮影処理を行ってから、上記のように撮影画像に対する解像度変換を行い、解像度変換画像を用いて、初期位相値を計算し、解像度変換画像の画素の座標と、撮影される画像の画素のy座標とを対応付ける。対応付け手段9は、この結果を用いて、画素対応テーブルを生成する(図5に示すステップS3)。 The information processing device 3 performs the resolution conversion on the captured image as described above after performing the basic pattern image group generation processing and the imaging processing in the association processing (step S1, see FIG. 5) regarding the x coordinate, and performs the resolution conversion. Using the image, the initial phase value is calculated, and the pixel coordinate of the resolution-converted image is associated with the x coordinate of the pixel of the image to be captured. Similarly, in the association processing related to the y-coordinate (see step S2, FIG. 5), after performing the basic pattern image group generation processing and shooting processing, resolution conversion is performed on the shooting image as described above, and the resolution conversion image is used. Thus, the initial phase value is calculated, and the coordinates of the pixels of the resolution-converted image are associated with the y-coordinates of the pixels of the captured image. The association means 9 generates a pixel correspondence table using this result (step S3 shown in FIG. 5).
補正手段10は、この画素対応テーブルを用いて、観察者8に提示するために投影面7に投影する画像を補正する。補正手段10の動作は、第2の参考実施形態と同様である。また、投影制御手段11は、補正手段10によって補正された画像を投影面7に向けて、投影手段1に投影させる。なお、画像投影時において、投影手段1と投影面7の位置関係は、画素対応テーブル作成時から変えないものとする。また、観察者8は、画素対応テーブル作成時における撮影手段2と同方向から投影面7を見る。この点は、第2の参考実施形態と同様である。
The correction means 10 corrects the image projected on the projection surface 7 for presentation to the
本実施形態によれば、観察者に見せたい画像である投影対象画像と撮影画像とで解像度が一致していなくても、所望の投影対象画像の解像度に応じた画素対応テーブルを作成し、所望の解像度で投影対象画像を投影することができる。また、投影面の形状によらずに、歪みを抑えた画像を観察者に見せることができる。 According to the present embodiment, even if the projection target image that is an image that the observer wants to show to the observer and the captured image do not have the same resolution, a pixel correspondence table corresponding to the resolution of the desired projection target image is created and The projection target image can be projected at a resolution of. In addition, an image with suppressed distortion can be shown to the observer regardless of the shape of the projection surface.
また、解像度変換手段12が撮影画像を縮小する場合には、高精度な画素対応テーブルを得ることができる。初期位相値を用いた対応関係(画素対応テーブル)の決定精度は、初期位相値の計測精度に依存し、初期位相値の計測精度は主に、撮影されたパターンのコントラストに対する、撮影画像に生じるノイズの大きさに依存する。撮影されたパターンのコントラストが大きければ、あるいは、ノイズが小さければ、初期位相値の計測精度が向上する。解像度の高いカメラを用いた場合、解像度変換手段12が基準パターン画像群の撮影画像を縮小すれば、撮影画像を、コントラスト:ノイズの比が大きい画像に変換できる。なぜなら、縮小処理において複数画素の輝度値の加算を行うため、各画素についてランダムであるノイズは互いに打ち消されて小さくなり、コントラストは加算により高くなるためである。そのような変換後の画像を用いて、初期位相値を計算し、画素対応テーブルを生成することで、画素対応テーブルの精度を向上させることができる。
Further, when the
次に、上記の各参考実施形態および本発明の実施形態の変形例について説明する。
上記の各参考実施形態および本発明の実施形態においてパターン位相シフト手段4は、x軸、y軸の各座標軸に関してそれぞれ、複数種類の基準パターン画像群を生成してもよい。以下、パターン位相シフト手段4が各座標軸毎に2種類の基準パターン画像群を生成する場合について説明する。
Next, modifications of the above-described reference embodiments and embodiments of the present invention will be described.
In each of the above reference embodiments and embodiments of the present invention, the pattern phase shift means 4 may generate a plurality of types of reference pattern image groups for each of the x-axis and y-axis coordinate axes. Hereinafter, a case where the pattern phase shift means 4 generates two types of reference pattern image groups for each coordinate axis will be described.
本変形例では、パターン位相シフト手段4は、第1の基準パターン画像群と第2の基準パターン画像群を生成する。第2の基準パターン画像群における座標軸方向の輝度変化の周期は、第1の基準パターン画像群における座標方向の輝度変化の周期の1/a倍である。換言すれば、第2の基準パターン画像群は、第1の基準パターン画像群を座標軸方向に1/a倍に圧縮した画像群である。ただし、第2の基準パターン画像群に属する各画像は、第1の基準パターン画像群に属する各画像と同じ大きさであり、第2の基準パターン画像群に属する画像は、同じパターンが繰り返し現れる画像となっている。すなわち、第2の基準パターン画像群に属する画像は、第1の基準パターン画像群に属する画像を1/a倍に圧縮したパターンをa回繰り返した画像となっている。aは、例えば1より大きな値である。ここでは、a=2の場合を例示して説明する。 In this modification, the pattern phase shift means 4 generates a first reference pattern image group and a second reference pattern image group. The luminance change period in the coordinate axis direction in the second reference pattern image group is 1 / a times the luminance change period in the coordinate direction in the first reference pattern image group. In other words, the second reference pattern image group is an image group obtained by compressing the first reference pattern image group by 1 / a times in the coordinate axis direction. However, each image belonging to the second reference pattern image group has the same size as each image belonging to the first reference pattern image group, and the same pattern appears repeatedly in the images belonging to the second reference pattern image group. It is an image. That is, the image belonging to the second reference pattern image group is an image in which a pattern obtained by compressing the image belonging to the first reference pattern image group by 1 / a times is repeated a times. a is a value larger than 1, for example. Here, a case where a = 2 will be described as an example.
図13は2種類の基準パターン画像群を模式的に示す説明図である。図13(a)は、第1の基準パターン画像群を示し、図13(b)は、第2の基準パターン画像群を示す。また、図13では、x軸方向に輝度を変化させた場合を示し、実線は輝度が最小となる箇所(最も暗い場所)を表し、波線は輝度が最高となる箇所(最も明るい場所)を表している。a=2として上記のように各基準パターン画像群を求めた場合、図13に示すように、第2の基準パターン画像群における輝度変化の周期は、第1の基準パターン画像群における輝度変化の周期の1/2倍となっている。また、第2の基準パターン画像群に属する画像は、第1の基準パターン画像群に属する画像を1/2倍に圧縮したパターンを2回繰り返した画像となっている。 FIG. 13 is an explanatory diagram schematically showing two types of reference pattern image groups. FIG. 13A shows a first reference pattern image group, and FIG. 13B shows a second reference pattern image group. Further, FIG. 13 shows a case where the luminance is changed in the x-axis direction, where the solid line represents the portion where the luminance is minimum (darkest place), and the wavy line represents the portion where the luminance is highest (brightest place). ing. When each reference pattern image group is obtained as described above with a = 2, as shown in FIG. 13, the luminance change period in the second reference pattern image group is the luminance change period in the first reference pattern image group. It is 1/2 the period. The image belonging to the second reference pattern image group is an image obtained by repeating twice a pattern obtained by compressing an image belonging to the first reference pattern image group by a factor of 1/2.
パターン位相シフト手段4は、第1の参考実施形態で説明した基準パターン画像群と同様に第1の基準パターン画像群を生成すればよい。また、パターン位相シフト手段4は、座標値に応じた初期位相値を求める関数(例えば式(1)、式(9))をa倍した関数を用いて、第2の基準パターン画像群を求めればよい。例えば、第1の基準パターン画像群を生成する際に、式(1)や式(9)を用いた場合、第2の基準パターン画像群を生成する際には、以下に示す式(1’)や式(9’)を用いればよい。 The pattern phase shift means 4 may generate the first reference pattern image group similarly to the reference pattern image group described in the first reference embodiment. Further, the pattern phase shift means 4 can obtain the second reference pattern image group by using a function obtained by multiplying a function for obtaining an initial phase value corresponding to the coordinate value (for example, Expressions (1) and (9)). That's fine. For example, when generating the first reference pattern image group, when Expression (1) or Expression (9) is used, when generating the second reference pattern image group, the following expression (1 ′ ) Or formula (9 ′) may be used.
s0(x)=T/(w−1+2・m)・(x−m)・a 式(1’)
s0(y)=T/(h−1+2・m)・(y−m’)・a 式(9’)
s 0 (x) = T / (w-1 + 2 · m) · (x-m) · a formula (1 ')
s 0 (y) = T / (h−1 + 2 · m) · (y−m ′) · a Formula (9 ′)
第1の基準パターン画像群の生成処理と第2の基準パターン画像群の生成処理は、座標値に応じた初期位相値を求める関数以外は同じ処理である。 The generation process of the first reference pattern image group and the generation process of the second reference pattern image group are the same processes except for the function for obtaining the initial phase value according to the coordinate value.
撮影制御手段5は、第1の基準パターン画像群に属する各画像と第2の基準パターン画像群に属する各画像とをそれぞれ投影面7に向けて、1画像ずつ投影手段1に投影させる。そして、撮影制御手段5は、投影面7に投影された各画像を、1画像ずつ撮影手段2に撮影させ、撮影画像を撮影手段2から受信する。
The
次に、位相計算手段6は、第1の基準パターン画像群に応じた撮影画像に基づいて各画素の輝度変化における初期位相値を、画素毎に求める。この処理は、第1の参考実施形態におけるステップS13と同様の処理である。また、位相計算手段6は、同様に、第2の基準パターン画像群に応じた撮影画像に基づいて各画素の輝度変化における初期位相値を、画素毎に求める。 Next, the phase calculation means 6 obtains, for each pixel, an initial phase value in the luminance change of each pixel based on the photographed image corresponding to the first reference pattern image group. This process is the same as step S13 in the first reference embodiment. Similarly, the phase calculation means 6 obtains an initial phase value for each pixel for the luminance change of each pixel based on the captured image corresponding to the second reference pattern image group.
次に、対応付け手段9は、第1の基準パターン画像群に応じた撮影画像に基づいて計算した初期位相値(第1の初期位相値群と記す。)と、第2の基準パターン画像群に応じた撮影画像に基づいて計算した初期位相値(第2の初期位相値群と記す。)とを用いて、初期位相値から求められる座標値と、撮影画像における画素とを対応付ける。具体的には、対応付け手段9は、第2の初期位相値群について、それぞれ、初期位相値から座標を逆算する。第2の基準パターン画像群生成時に初期位相値の計算に用いる式が、式(1’)や式(9’)である場合、それらの式の逆算を行い、座標値を計算すればよい。 Next, the associating unit 9 calculates an initial phase value (referred to as a first initial phase value group) calculated based on a captured image corresponding to the first reference pattern image group, and a second reference pattern image group. The coordinate value obtained from the initial phase value is associated with the pixel in the captured image using the initial phase value (referred to as a second initial phase value group) calculated based on the captured image according to the above. Specifically, the associating unit 9 reversely calculates coordinates from the initial phase values for the second initial phase value group. If the equations used to calculate the initial phase value at the time of generating the second reference pattern image group are the equations (1 ') and (9'), the coordinate values may be calculated by performing a reverse calculation of these equations.
ただし、図13(b)に示すように、第2の基準パターン画像群に属する各画像は、それぞれ同じパターンを繰り返した画像となっている。そのため、座標値が異なっていても初期位相値が一致して、初期位相値から座標値を一意に求められないという不定性がある。不定性を解消するために、対応付け手段9は、第2の初期位相値群から逆算で求めた座標値に、第2の基準パターン画像群における輝度変化の周期の整数倍を加算した座標値を候補として計算する。例えば、逆算で求めた座標値をtとし、第2の基準パターン画像群における輝度変化の周期をQとすると、求める座標値の候補として、t+Q,t+2Q,・・・等を計算する。 However, as shown in FIG. 13B, each image belonging to the second reference pattern image group is an image in which the same pattern is repeated. For this reason, even if the coordinate values are different, the initial phase values match and there is an indefiniteness that the coordinate values cannot be uniquely determined from the initial phase values. In order to eliminate ambiguity, the associating unit 9 adds a coordinate value obtained by adding an integer multiple of the period of luminance change in the second reference pattern image group to the coordinate value obtained by back calculation from the second initial phase value group. Is calculated as a candidate. For example, assuming that the coordinate value obtained by back calculation is t and the luminance change period in the second reference pattern image group is Q, t + Q, t + 2Q,.
また、対応付け手段9は、対応する座標値を求めようとしている第2の基準パターン画像群に応じた撮影画像の画素と同じ位置にある、第1の基準パターン画像群に応じた撮影画像の画素に関しても、その初期位相値から座標値を逆算する。そして、対応付け手段9は、第2の初期位相値群から求めた座標の候補のうち、第1の基準パターン画像群に応じた撮影画像の画素の初期位相値から逆算した座標に最も近い座標を、画素に対応する座標値として決定する。この処理を各画素毎に行えばよい。 In addition, the associating unit 9 includes a captured image corresponding to the first reference pattern image group located at the same position as the pixel of the captured image corresponding to the second reference pattern image group for which the corresponding coordinate value is to be obtained. Also for the pixel, the coordinate value is calculated backward from the initial phase value. Then, the associating means 9 is the coordinate closest to the coordinate calculated backward from the initial phase value of the pixel of the photographed image corresponding to the first reference pattern image group among the coordinate candidates obtained from the second initial phase value group. Are determined as coordinate values corresponding to the pixels. This process may be performed for each pixel.
本変形例では、対応付け手段9の対応付け処理の精度を向上させることができる。初期位相値の計測誤差は、どちらの基準パターン画像群でも同じであるが、第2の基準パターン画像群の方では、対応座標に対する初期位相値はa倍多く変化する。つまり、初期位相値から対応座標を求めたときの誤差は1/aになる。このため、対応付け処理の精度を向上させることができる。 In this modification, the accuracy of the association process of the association unit 9 can be improved. The measurement error of the initial phase value is the same in both reference pattern image groups, but in the second reference pattern image group, the initial phase value with respect to the corresponding coordinates changes by a times. That is, the error when the corresponding coordinates are obtained from the initial phase value is 1 / a. For this reason, the precision of a matching process can be improved.
また、上記の各参考実施形態および本発明の実施形態やその変形例において、補正手段10は、投影手段1によって投影される画像の輝度を、反射率を用いて更新してから、その画像に対する補正を行ってもよい。この場合、情報処理装置3は、投影面における反射率を計算する反射率計算手段を備えるが、反射率計算手段は、情報処理装置3が備える手段(例えば、補正手段10あるいは位相計算手段6など)によって実現されていてもよい。ここでは、補正手段10が反射率計算手段としても動作する場合を例にして説明する。
In each of the above-described reference embodiments and the embodiments of the present invention and modifications thereof, the
補正手段10は、パターン位相シフト手段4が生成した基準パターン画像群における輝度の振幅(Apとする)と、撮影手段2が撮影した撮影画像における輝度の振幅(Acとする)とから、反射率Acpを計算する。補正手段10は、Acp=Ac/Apを計算することによって、反射率Acpを求めればよい。
The
また、補正手段10は、撮影画像における輝度の振幅Acを基準パターン画像群の撮影画像から求めるのではなく、基準パターン画像群と別に最大輝度の画像と最小輝度の画像をそれぞれ投影面に投影したときに、その各画像を撮影した撮影画像の輝度値の差分から求めてもよい。この場合、撮影制御手段5が、基準パターン画像群とは別に、全画素の輝度値が最大値に設定された明画像(全体が明るい画像)と、全画素の輝度値が最小値に設定された暗画像(全体が暗い画像)とをそれぞれ、投影手段1に投影させ、投影された明画像、暗画像をそれぞれ撮影手段2に撮影させればよい。補正手段10は、その二つの撮影画像の輝度値の差分から振幅Acを求めればよい。
Further, the correcting
また、補正手段10は、観察者に提示するために投影手段1によって投影される画像の輝度をKとした場合、その輝度を反射率Acpで除算した値(すなわち、K/Acp)に更新する。そして、輝度の更新後、画素対応テーブルを用いて、その画像を補正すればよい。
Further, when the luminance of the image projected by the
上記の各参考実施形態および本発明の実施形態では、投影手段1が一つである場合を例にして説明したが、画素位置対応関係特定システムが投影手段1を複数備えていてもよい。その場合、情報処理装置3は、個々の投影手段1毎に画素対応テーブルを作成すればよい。そして、複数の投影手段1に画像を投影させる場合、投影手段1毎に作成した画素対応テーブルを用いて、ユーザに提示する画像を補正すればよい。
In each of the above-described reference embodiments and the embodiments of the present invention, the case where there is one
また、複数の投影手段1は、投影面7における同一領域に画像を投影してもよい。この場合、同一の領域に複数の投影手段1から投影された画像をユーザに提示するので、投影面7に投影された画像を明るくすることができる。 The plurality of projection means 1 may project an image on the same area on the projection plane 7. In this case, the image projected from the plurality of projection means 1 on the same region is presented to the user, so that the image projected on the projection plane 7 can be brightened.
また、大きな画像を分割した個々の画像の投影を各投影手段1に分担させ、各投影手段1が投影面上の投影位置をずらして投影してもよい。例えば、第1の投影手段1が、ユーザに提示する画像における右半分の投影を分担し、第2の投影手段1が左半分の投影を分担してもよい。そして、第1の投影手段1が画像を投影する領域の隣に、第2の投影手段1が画像を投影してもよい。この場合、一つの投影手段1のみを用いて画像を投影する場合よりも、大きな画像をユーザに提示することができる。
Alternatively, the projection of individual images obtained by dividing a large image may be assigned to each
また、以上の説明では、撮影手段1が基準パターン画像群に属する画像を撮影手段1が1画像ずつ投影し、撮影手段2がその画像を1画像ずつ撮影する場合について説明したが、投影手段1は、複数の画像を同時に投影面に投影してもよい。このとき、撮影手段2は、投影された画像を撮影し、光の波長が異なる色毎に分離すればよい。
In the above description, the case where the photographing
投影手段1が1台だけ設けられているとする。このとき、投影手段1は、基準パターン画像群に属する画像を光の波長が異なる色の画像として同時に投影してもよい。例えば、基準パターン画像群に属する画像が三つあり、投影手段1は、赤、緑、青の3色で投影可能であるとする。この場合、投影手段1は、赤、緑、青の3色でそれぞれの1〜3番目の画像を同時に投影してもよい。この場合、撮影手段2は、赤、緑、青で同時に投影された画像を撮影し、赤、緑、青の各色で分離すればよい。情報処理装置3は、分離された画像に対して処理を行えばよい。
It is assumed that only one projection means 1 is provided. At this time, the projecting
また、複数台の投影手段が設けられ、各投影手段が、それぞれ光の波長が異なる色で画像を同時に投影してもよい。例えば、投影手段1を3台設け、1台目の投影手段による赤の画像の投影と、2台目の投影手段による緑の画像の投影と、3台目の投影手段による青の画像の投影とを同時に行ってもよい。この場合も、撮影手段2は、赤、緑、青で同時に投影された画像を撮影し、赤、緑、青の各色で分離すればよい。 A plurality of projection means may be provided, and each projection means may simultaneously project an image with a color having a different wavelength of light. For example, three projection means 1 are provided, a red image is projected by the first projection means, a green image is projected by the second projection means, and a blue image is projected by the third projection means. May be performed simultaneously. In this case as well, the photographing means 2 may shoot images simultaneously projected in red, green, and blue, and separate them in red, green, and blue colors.
また、複数台の投影手段を設け、各投影手段がそれぞれ同時に複数の色で画像を投影する構成であってもよい。例えば、15種類の波長で光を投影できる投影手段を5台設ける。この場合、個々の投影手段が3種類の画像をそれぞれ異なる波長の色で同時に投影する。また、各投影手段も同時に投影を行う。撮影手段2は、15種類の波長の色で投影された各画像を撮影し、15種類の各色に分離すればよい。 Alternatively, a plurality of projection units may be provided, and each projection unit may project an image with a plurality of colors at the same time. For example, five projection means capable of projecting light at 15 types of wavelengths are provided. In this case, each of the projecting means simultaneously projects three types of images with colors of different wavelengths. Each projection means also projects simultaneously. The photographing means 2 may shoot each image projected with colors of 15 types of wavelengths and separate them into 15 types of colors.
また、上記の各参考実施形態および本発明の実施形態では、画素位置対応関係特定システムが、撮影手段2(図1参照)を備える場合を説明したが、画素位置対応関係特定システムが撮影手段2を備えず、投影面7(図1参照)に投影された画像を投影する投影手段が、画素位置対応関係特定システムとは別に設けられてもよい。このような投影手段として、例えば、カメラ付きの携帯端末等を用いることができる。この場合、情報処理装置3は、撮影制御手段5の代わりに、基準パターン画像群に属する画像を投影手段1に投影させる基準パターン投影制御手段を含んでいればよい。カメラ付き携帯端末は、例えば観察者の操作により、投影面に投影された基準パターン画像群の各画像を撮影し、情報処理装置3に出力する。情報処理装置3は、外部から入力された複数の撮影画像を用いて、上記の各参考実施形態や本発明の実施形態と同様の動作を行えばよい。
Further, in each of the reference embodiments and the embodiments of the present invention, the case where the pixel position correspondence specifying system includes the photographing unit 2 (see FIG. 1) has been described. However, the pixel position correspondence specifying system is the photographing unit 2. The projection means for projecting the image projected on the projection plane 7 (see FIG. 1) may be provided separately from the pixel position correspondence specifying system. As such a projecting means, for example, a mobile terminal with a camera can be used. In this case, the information processing apparatus 3 only needs to include a reference pattern projection control unit that causes the
次に、本発明の概要を説明する。図14は、本発明の概要を示すブロック図である。本発明の画素位置対応関係特定システムは、投影手段71(例えば、実施形態における投影手段1)と、撮影手段72(例えば、実施形態における撮影手段2)と、基準パターン画像群生成手段73(例えば、パターン位相シフト手段4)と、撮影制御手段74(例えば、実施形態における撮影制御手段5)と、解像度変換手段77(例えば、実施形態における解像度変換手段12)と、位相計算手段75(例えば、実施形態における位相計算手段6)と、対応付け手段76(例えば、実施形態における対応付け手段9)とを備える。
Next, the outline of the present invention will be described. FIG. 14 is a block diagram showing an outline of the present invention. The pixel position correspondence specifying system according to the present invention includes a projection unit 71 (for example, the
投影手段71は、画像を投影面に投影する。撮影手段72は、投影面に投影された画像を撮影する。
The projection unit 71 projects an image on the projection plane. The
基準パターン画像群生成手段73は、位相の変化に伴い連続して変化する連続関数の関数値として輝度値を定めて、画像毎に位相を変化させて輝度値を決定した画像群であって、初期位相値を一つの座標軸に沿って座標値毎に連続的に変化させた画像群である基準パターン画像群を生成する。
The reference pattern image
解像度変換手段77は、撮影手段2が撮影した撮影画像のうち、投影面における投影対象画像の投影領域に相当する部分を切り出し、切り出した画像を拡大または縮小することによって、その画像の解像度を変換した解像度変換画像を生成する。
The
撮影制御手段74は、基準パターン画像群に属する画像を投影手段71に投影させ、その結果投影面に投影された画像を撮影手段72に撮影させる。
The
位相計算手段75は、複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算する。 The phase calculation means 75 calculates the initial phase value at the luminance change of each pixel in the resolution conversion image from the luminance change of the pixels in the plurality of resolution conversion images.
対応付け手段76は、基準パターン画像群生成手段が座標値から初期位相値を求める計算(例えば式(1)の計算)の逆算を、位相計算手段75が計算した初期位相値に対して行い、逆算によって得られる座標値と解像度変換画像の画素とを対応付け、投影対象画像における画素と投影手段71における画素との対応関係を特定する。 The associating means 76 performs a reverse calculation of the calculation (for example, the calculation of the equation (1)) by which the reference pattern image group generating means obtains the initial phase value from the coordinate values with respect to the initial phase value calculated by the phase calculating means 75, The coordinate value obtained by the back calculation is associated with the pixel of the resolution conversion image, and the correspondence between the pixel in the projection target image and the pixel in the projection unit 71 is specified.
詳細には、基準パターン画像群生成手段73は、第1座標軸(例えばx軸)に沿って初期位相値を変化させた第1座標軸に関する基準パターン画像群と、第2座標軸(例えばy軸)に沿って初期位相値を変化させた第2座標軸に関する基準パターン画像群とを生成する。
Specifically, the reference pattern image
そして、撮影制御手段74は、第1座標軸に関する基準パターン画像群を投影手段71に投影させ、その結果投影面に投影された画像を撮影手段72に撮影させ、第2座標軸に関する基準パターン画像群を投影手段71に投影させ、その結果投影面に投影された画像を撮影手段72に撮影させる。
Then, the photographing
位相計算手段75は、第1座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を投影手段71が投影したときに撮影手段が撮影した複数の撮影画像から変換された複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算し、第2座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を投影手段71が投影したときに撮影手段72が撮影した複数の撮影画像から変換された複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算する。
The phase calculation means 75 is based on pixel brightness changes in a plurality of resolution-converted images converted from a plurality of photographed images photographed by the photographing means when the projection means 71 projects each image of the reference pattern image group related to the first coordinate axis. The initial phase value at the luminance change of each pixel in the resolution-converted image is calculated, and a plurality of captured images captured by the
対応付け手段76は、第1座標軸に関する基準パターン画像群を撮影した撮影画像の解像度変換画像から計算された初期位相値に対して、第1座標軸の座標(例えばx座標)から初期位相値を求める計算(例えば、式(1)の計算)の逆算を行って第1座標軸の座標を計算し、解像度変換画像の画素に第1座標軸の座標を対応付け、第2座標軸に関する基準パターン画像群を撮影した撮影画像の解像度変換画像から計算された初期位相値に対して、第2座標軸の座標(例えばy座標)から初期位相値を求める計算(例えば、式(9)の計算)の逆算を行って第2座標軸の座標を計算し、解像度変換画像の画素に第2座標軸の座標を対応付けることによって、解像度変換画像の画素と、投影手段71によって投影される画像の画素との対応関係を特定し、解像度変換画像の画素と座標との対応関係を用いて投影対象画像における画素と投影手段における画素との対応関係を特定する。
The associating
また、上記の実施形態には、解像度変換手段77が、撮影画像から切り出した画像を縮小することによって、当該画像の解像度変換画像を生成する構成が開示されている。
Further, the above embodiment discloses a configuration in which the
また、上記の実施形態には、投影対象画像における画素と投影手段71における画素との対応関係に基づいて、投影対象画像を補正する補正手段(例えば、実施形態における補正手段10)と、補正手段によって補正された画像を、投影手段71に投影させる投影制御手段(例えば、実施形態における投影制御手段11)とを備える構成が開示されている。
In the above-described embodiment, a correction unit (for example, the
また、上記の実施形態には、基準パターン画像群生成手段73が、第1の基準パターン画像群と、第1の基準パターン画像群における輝度変化の周期を所定倍(例えば、1/a倍)とした第2の基準パターン画像群を生成し、撮影制御手段74が、第1の基準パターン画像群に属する画像および第2の基準パターン画像群に属する画像を投影手段71に投影させ、その結果投影面に投影された画像を撮影手段72に撮影させ、位相計算手段75が、第1の基準パターン画像群に応じた撮影画像の解像度変換画像に基づいて各画素の輝度変化における初期位相値を計算し、第2の基準パターン画像群に応じた撮影画像の解像度変換画像に基づいて各画素の輝度変化における初期位相値を計算し、対応付け手段76は、第1の基準パターン画像群に応じた撮影画像の解像度変換画像に基づいて計算した初期位相値と、第2の基準パターン画像群に応じた撮影画像の解像度変換画像に基づいて計算した初期位相値とを用いて、初期位相値から得られる座標値と解像度変換画像の画素とを対応付け、その対応関係を用いて投影対象画像における画素と投影手段71における画素との対応関係を特定する構成が開示されている。そのような構成によれば、対応付けの精度を向上させることができる。
Further, in the above embodiment, the reference pattern image
また、上記の実施形態には、投影面における反射率を計算する反射率計算手段(例えば、補正手段10)を備え、補正手段が、投影対象画像の画素の輝度値を、その輝度値を反射率で除算した値に更新し、更新後の画像に対して補正を行う構成が開示されている。 Further, the above embodiment includes a reflectance calculation unit (for example, the correction unit 10) that calculates the reflectance on the projection surface, and the correction unit reflects the luminance value of the pixel of the projection target image and reflects the luminance value. A configuration is disclosed in which a value obtained by dividing by a rate is updated and correction is performed on the updated image.
また、位相の変化に伴い連続して変化する連続関数(例えば、f)は、関数値の変化が正弦波となる関数である構成が開示されている。 In addition, a configuration is disclosed in which a continuous function (for example, f) that continuously changes with a change in phase is a function in which a change in function value becomes a sine wave.
また、投影手段を複数備える構成が開示されている。 Further, a configuration including a plurality of projection means is disclosed.
また、上記の実施形態には、投影手段1が、基準パターン画像群に属する画像を光の波長が異なる色の画像として同時に投影し、撮影手段2が、その画像を撮影して光の波長が異なる色毎に分離する構成が開示されている。
In the above-described embodiment, the projecting
本発明は、投影面に画像を投影する際の画像の歪みを補正するために、投影対象となる画像の画素と、実際に投影面に投影された画像の画素との対応関係を定める画素位置対応関係特定システムや、その対応関係を用いて、観察者に提示する画像を補正して投影する画像投影システムに好適に適用される。 The present invention relates to a pixel position that defines a correspondence relationship between a pixel of an image to be projected and a pixel of an image that is actually projected onto a projection surface in order to correct image distortion when the image is projected onto the projection surface. The present invention is suitably applied to a correspondence relationship identification system and an image projection system that corrects and projects an image presented to an observer using the correspondence relationship.
1 投影手段
2 撮影手段
3 情報処理装置
4 パターン位相シフト手段
5 撮影制御手段
6 位相計算手段
7 投影面
8 観察者
9 対応付け手段
10 補正手段
11 投影制御手段
12 解像度変換手段
DESCRIPTION OF
Claims (17)
投影面に投影された画像を撮影する撮影手段と、
位相の変化に伴い連続して変化する連続関数の関数値として輝度値を定めて、画像毎に位相を変化させて輝度値を決定した画像群であって、初期位相値を一つの座標軸に沿って座標値毎に連続的に変化させた画像群である基準パターン画像群を生成する基準パターン画像群生成手段と、
基準パターン画像群に属する画像を前記投影手段に投影させ、その結果前記投影面に投影された画像を前記撮影手段に撮影させる撮影制御手段と、
前記撮影手段が撮影した撮影画像のうち、投影面における投影対象画像の投影領域に相当する部分を切り出し、切り出した画像を拡大または縮小することによって、当該画像の解像度を変換した解像度変換画像を生成する解像度変換手段と、
複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算する位相計算手段と、
基準パターン画像群生成手段が座標値から初期位相値を求める計算の逆算を、前記位相計算手段が計算した初期位相値に対して行い、前記逆算によって得られる座標値と解像度変換画像の画素とを対応付け、投影対象画像における画素と前記投影手段における画素との対応関係を特定する対応付け手段とを備え、
前記基準パターン画像生成手段は、
第1座標軸に沿って初期位相値を変化させた第1座標軸に関する基準パターン画像群と、第2座標軸に沿って初期位相値を変化させた第2座標軸に関する基準パターン画像群とを生成し、
前記撮影制御手段は、
第1座標軸に関する基準パターン画像群を前記投影手段に投影させ、その結果前記投影面に投影された画像を前記撮影手段に撮影させ、第2座標軸に関する基準パターン画像群を前記投影手段に投影させ、その結果前記投影面に投影された画像を前記撮影手段に撮影させ、
前記位相計算手段は、
第1座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を前記投影手段が投影したときに前記撮影手段が撮影した複数の撮影画像から変換された複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算し、第2座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を前記投影手段が投影したときに前記撮影手段が撮影した複数の撮影画像から変換された複数の解像度変換画像おける画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算し、
前記対応付け手段は、
第1座標軸に関する基準パターン画像群を撮影した撮影画像の解像度変換画像から計算された初期位相値に対して、第1座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を行って第1座標軸の座標を計算し、解像度変換画像の画素に前記第1座標軸の座標を対応付け、第2座標軸に関する基準パターン画像群を撮影した撮影画像の解像度変換画像から計算された初期位相値に対して、第2座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を行って第2座標軸の座標を計算し、解像度変換画像の画素に前記第2座標軸の座標を対応付けることによって、解像度変換画像の画素と、前記投影手段によって投影される画像の画素との対応関係を特定し、解像度変換画像の画素と座標との対応関係を用いて投影対象画像における画素と前記投影手段における画素との対応関係を特定する
ことを特徴する画素位置対応関係特定システム。 Projection means for projecting an image onto a projection plane;
Photographing means for photographing an image projected on the projection surface;
A group of images in which the luminance value is determined as a function value of a continuous function that continuously changes with the change of the phase, and the luminance value is determined by changing the phase for each image, and the initial phase value along one coordinate axis A reference pattern image group generation means for generating a reference pattern image group which is an image group continuously changed for each coordinate value;
An imaging control unit that causes the projection unit to project an image belonging to a reference pattern image group, and as a result, causes the imaging unit to capture an image projected on the projection plane;
A portion corresponding to the projection area of the projection target image on the projection plane is cut out from the photographed image photographed by the photographing means, and a resolution-converted image in which the resolution of the image is converted is generated by enlarging or reducing the cropped image. Resolution conversion means for
A phase calculation means for calculating an initial phase value at a luminance change of each pixel in the resolution conversion image from a luminance change of the pixels in the plurality of resolution conversion images;
The reference pattern image group generation means performs reverse calculation of calculation for obtaining the initial phase value from the coordinate value with respect to the initial phase value calculated by the phase calculation means, and obtains the coordinate value obtained by the reverse calculation and the pixel of the resolution conversion image. An association means for specifying correspondence between a pixel in the projection target image and a pixel in the projection means;
The reference pattern image generation means includes
Generating a reference pattern image group related to the first coordinate axis in which the initial phase value is changed along the first coordinate axis, and a reference pattern image group related to the second coordinate axis in which the initial phase value is changed along the second coordinate axis;
The photographing control means includes
Projecting a reference pattern image group related to the first coordinate axis on the projecting unit, causing the image capturing unit to capture an image projected on the projection plane, and projecting a reference pattern image group related to the second coordinate axis to the projecting unit; As a result, the image projected on the projection plane is photographed by the photographing means,
The phase calculation means includes
From the luminance change of the pixels in the plurality of resolution conversion images converted from the plurality of photographed images captured by the photographing unit when the projection unit projects each image of the reference pattern image group related to the first coordinate axis, A plurality of images converted from a plurality of photographed images photographed by the photographing means when the projection means projects each image of the reference pattern image group related to the second coordinate axis by calculating an initial phase value at a luminance change of each pixel. From the luminance change of the pixels in the resolution-converted image, the initial phase value at the luminance change of each pixel in the resolution-converted image is calculated,
The association means includes
The initial phase value calculated from the resolution conversion image of the captured image obtained by capturing the reference pattern image group related to the first coordinate axis is subjected to the reverse calculation of the calculation for obtaining the initial phase value from the coordinates of the first coordinate axis, and the coordinates of the first coordinate axis And the coordinates of the first coordinate axis are associated with the pixels of the resolution conversion image, and the second phase is calculated with respect to the initial phase value calculated from the resolution conversion image of the captured image obtained by capturing the reference pattern image group related to the second coordinate axis. Calculating the initial phase value from the coordinates of the coordinate axes, calculating the coordinates of the second coordinate axes by calculating the coordinates of the second coordinate axes, and associating the coordinates of the second coordinate axes with the pixels of the resolution converted image; The correspondence between the pixels of the image projected by the means is specified, and the correspondence between the pixels of the resolution converted image and the coordinates is used for the pixels in the projection target image and the projection means. Kicking pixel position correspondence specifying system, wherein the identifying the correspondence between the pixels.
前記補正手段によって補正された画像を、前記投影手段に投影させる投影制御手段とを備える
請求項1または請求項2に記載の画素位置対応関係特定システム。 Correction means for correcting the projection target image based on the correspondence between the pixels in the projection target image and the pixels in the projection means;
The pixel position correspondence specifying system according to claim 1, further comprising: a projection control unit that causes the projection unit to project the image corrected by the correction unit.
撮影制御手段は、前記第1の基準パターン画像群に属する画像および前記第2の基準パターン画像群に属する画像を前記投影手段に投影させ、その結果前記投影面に投影された画像を前記撮影手段に撮影させ、
位相計算手段は、前記第1の基準パターン画像群に応じた撮影画像の解像度変換画像に基づいて各画素の輝度変化における初期位相値を計算し、前記第2の基準パターン画像群に応じた撮影画像の解像度変換画像に基づいて各画素の輝度変化における初期位相値を計算し、
対応付け手段は、前記第1の基準パターン画像群に応じた撮影画像の解像度変換画像に基づいて計算した初期位相値と、前記第2の基準パターン画像群に応じた撮影画像の解像度変換画像に基づいて計算した初期位相値とを用いて、初期位相値から得られる座標値と解像度変換画像の画素とを対応付け、その対応関係を用いて投影対象画像における画素と前記投影手段における画素との対応関係を特定する
請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の画素位置対応関係特定システム。 The reference pattern image group generation means generates a first reference pattern image group and a second reference pattern image group in which the period of luminance change in the first reference pattern image group is a predetermined multiple,
The imaging control means causes the projection means to project an image belonging to the first reference pattern image group and an image belonging to the second reference pattern image group, and as a result, the image projected onto the projection plane is the imaging means. Let me shoot,
The phase calculation means calculates an initial phase value in a luminance change of each pixel based on a resolution conversion image of the captured image corresponding to the first reference pattern image group, and performs imaging corresponding to the second reference pattern image group. Calculate the initial phase value in the luminance change of each pixel based on the resolution conversion image of the image,
The associating means applies an initial phase value calculated based on a resolution-converted image of the captured image corresponding to the first reference pattern image group and a resolution-converted image of the captured image corresponding to the second reference pattern image group. Using the initial phase value calculated based on this, the coordinate value obtained from the initial phase value is associated with the pixel of the resolution conversion image, and the correspondence between the pixel in the projection target image and the pixel in the projection unit The correspondence relationship identifying system according to any one of claims 1 to 3, wherein the correspondence relationship is identified.
補正手段は、投影対象画像の画素の輝度値を、当該輝度値を反射率で除算した値に更新し、更新後の画像に対して補正を行う
請求項3または請求項4に記載の画素位置対応関係特定システム。 A reflectance calculating means for calculating the reflectance at the projection surface;
The pixel position according to claim 3 or 4, wherein the correction means updates the luminance value of the pixel of the projection target image to a value obtained by dividing the luminance value by the reflectance, and corrects the updated image. Correspondence relationship identification system.
請求項1から請求項6のうちのいずれか1項に記載の画素位置対応関係特定システム。 The pixel position correspondence specifying system according to claim 1, comprising a plurality of projection means.
撮影手段は、前記画像を撮影して光の波長が異なる色毎に分離する
請求項1から請求項7のうちのいずれか1項に記載の画素位置対応関係特定システム。 The projecting means simultaneously projects images belonging to the reference pattern image group as images of colors having different wavelengths of light,
The pixel position correspondence specifying system according to any one of claims 1 to 7, wherein the photographing unit photographs the image and separates the images for each color having a different wavelength of light.
位相の変化に伴い連続して変化する連続関数の関数値として輝度値を定めて、画像毎に位相を変化させて輝度値を決定した画像群であって、初期位相値を一つの座標軸に沿って座標値毎に連続的に変化させた画像群である基準パターン画像群を生成する基準パターン画像群生成手段と、
基準パターン画像群に属する画像を前記投影手段に投影させる基準パターン投影制御手段と、
投影面に投影された基準パターン画像群の各画像を撮影して得られた複数の撮影画像からそれぞれ投影面における投影対象画像の投影領域に相当する部分を切り出し、切り出した画像を拡大または縮小することによって、当該画像の解像度を変換した解像度変換画像を生成する解像度変換手段と、
複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算する位相計算手段と、
基準パターン画像群生成手段が座標値から初期位相値を求める計算の逆算を、前記位相計算手段が計算した初期位相値に対して行い、前記逆算によって得られる座標値と解像度変換画像の画素とを対応付け、投影対象画像における画素と前記投影手段における画素との対応関係を特定する対応付け手段とを備え、
前記基準パターン画像生成手段は、
第1座標軸に沿って初期位相値を変化させた第1座標軸に関する基準パターン画像群と、第2座標軸に沿って初期位相値を変化させた第2座標軸に関する基準パターン画像群とを生成し、
前記基準パターン投影制御手段は、
第1座標軸に関する基準パターン画像群を前記投影手段に投影させ、第2座標軸に関する基準パターン画像群を前記投影手段に投影させ、
前記位相計算手段は、
第1座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を撮影して得られた複数の撮影画像から変換された複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算し、第2座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を撮影して得られた複数の撮影画像から変換された複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算し、
前記対応付け手段は、
第1座標軸に関する基準パターン画像群を撮影して得られた撮影画像の解像度変換画像から計算された初期位相値に対して、第1座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を行って第1座標軸の座標を計算し、解像度変換画像の画素に前記第1座標軸の座標を対応付け、第2座標軸に関する基準パターン画像群を撮影して得られた撮影画像の解像度変換画像から計算された初期位相値に対して、第2座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を行って第2座標軸の座標を計算し、解像度変換画像の画素に前記第2座標軸の座標を対応付けることによって、解像度変換画像の画素と、前記投影手段によって投影される画像の画素との対応関係を特定し、解像度変換画像の画素と座標との対応関係を用いて投影対象画像における画素と前記投影手段における画素との対応関係を特定する
ことを特徴する画素位置対応関係特定システム。 Projection means for projecting an image onto a projection plane;
A group of images in which the luminance value is determined as a function value of a continuous function that continuously changes with the change of the phase, and the luminance value is determined by changing the phase for each image, and the initial phase value along one coordinate axis A reference pattern image group generation means for generating a reference pattern image group which is an image group continuously changed for each coordinate value;
Reference pattern projection control means for causing the projection means to project an image belonging to a reference pattern image group;
A portion corresponding to the projection area of the projection target image on the projection plane is cut out from a plurality of shot images obtained by shooting each image of the reference pattern image group projected on the projection plane, and the cut-out image is enlarged or reduced. Resolution conversion means for generating a resolution-converted image obtained by converting the resolution of the image,
A phase calculation means for calculating an initial phase value at a luminance change of each pixel in the resolution conversion image from a luminance change of the pixels in the plurality of resolution conversion images;
The reference pattern image group generation means performs reverse calculation of calculation for obtaining the initial phase value from the coordinate value with respect to the initial phase value calculated by the phase calculation means, and obtains the coordinate value obtained by the reverse calculation and the pixel of the resolution conversion image. An association means for specifying correspondence between a pixel in the projection target image and a pixel in the projection means;
The reference pattern image generation means includes
Generating a reference pattern image group related to the first coordinate axis in which the initial phase value is changed along the first coordinate axis, and a reference pattern image group related to the second coordinate axis in which the initial phase value is changed along the second coordinate axis;
The reference pattern projection control means includes
Projecting a reference pattern image group related to a first coordinate axis on the projection means, projecting a reference pattern image group related to a second coordinate axis to the projection means,
The phase calculation means includes
From the luminance change of the pixels in the plurality of resolution converted images converted from the plurality of captured images obtained by imaging each image of the reference pattern image group related to the first coordinate axis, the luminance change of each pixel in the resolution converted image From the luminance change of the pixels in the plurality of resolution conversion images converted from the plurality of photographed images obtained by calculating the initial phase value and photographing each image of the reference pattern image group related to the second coordinate axis, each in the resolution conversion image Calculate the initial phase value at the luminance change of
The association means includes
A reverse calculation of the initial phase value calculated from the coordinates of the first coordinate axis is performed on the initial phase value calculated from the resolution-converted image of the captured image obtained by shooting the reference pattern image group related to the first coordinate axis. The initial coordinate calculated from the resolution-converted image of the captured image obtained by calculating the coordinates of one coordinate axis, associating the coordinates of the first coordinate axis with the pixels of the resolution-converted image, and capturing the reference pattern image group related to the second coordinate axis. By performing a reverse calculation of the calculation for obtaining the initial phase value from the coordinates of the second coordinate axis with respect to the phase value, the coordinates of the second coordinate axis are calculated, and the coordinates of the second coordinate axis are associated with the pixels of the resolution conversion image. The correspondence relationship between the pixel of the converted image and the pixel of the image projected by the projection unit is specified, and the pixel in the projection target image is determined using the correspondence relationship between the pixel of the resolution converted image and the coordinates Pixel position correspondence specifying system, wherein the identifying the correspondence between the pixels in the projection means.
第1座標軸に関する基準パターン画像群に属する画像を投影手段に投影させ、その結果投影面に投影された画像を撮影手段に撮影させる第1撮影制御ステップと、
第1座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を前記投影手段が投影したときに前記撮影手段が撮影した複数の撮影画像からそれぞれ投影面における投影対象画像の投影領域に相当する部分を切り出し、切り出した画像を拡大または縮小することによって、当該画像の解像度を変換した解像度変換画像を生成する第1解像度変換ステップと、
複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算する第1位相計算ステップと、
第1基準パターン画像群生成ステップで第1座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を、第1位相計算ステップで計算した初期位相値に対して行い、前記逆算によって得られる第1座標軸の座標と解像度変換画像の画素とを対応付ける第1対応付けステップと、
位相の変化に伴い連続して変化する連続関数の関数値として輝度値を定めて、画像毎に位相を変化させて輝度値を決定した画像群であって、初期位相値を第2座標軸に沿って座標値毎に連続的に変化させた画像群である第2座標軸に関する基準パターン画像群を生成する第2基準パターン画像群生成ステップと、
第2座標軸に関する基準パターン画像群に属する画像を前記投影手段に投影させ、その結果投影面に投影された画像を前記撮影手段に撮影させる第2撮影制御ステップと、
第2座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を前記投影手段が投影したときに前記撮影手段が撮影した複数の撮影画像からそれぞれ投影面における投影対象画像の投影領域に相当する部分を切り出し、切り出した画像を拡大または縮小することによって、当該画像の解像度を変換した解像度変換画像を生成する第2解像度変換ステップと、
複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算する第2位相計算ステップと、
第2基準パターン画像群生成ステップで第2座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を、第2位相計算ステップで計算した初期位相値に対して行い、前記逆算によって得られる第2座標軸の座標と解像度変換画像の画素とを対応付ける第2対応付けステップと、
解像度変換画像の画素と座標との対応関係を用いて投影対象画像における画素と前記投影手段における画素との対応関係を特定する画素対応付けステップとを含む
ことを特徴とする画素位置対応関係特定方法。 A group of images in which a luminance value is determined as a function value of a continuous function that continuously changes with a change in phase, and the luminance value is determined by changing the phase for each image, and the initial phase value along the first coordinate axis A first reference pattern image group generation step for generating a reference pattern image group related to the first coordinate axis, which is an image group continuously changed for each coordinate value;
A first imaging control step of causing the projection unit to project an image belonging to the reference pattern image group related to the first coordinate axis, and causing the imaging unit to image the image projected on the projection plane;
A portion corresponding to the projection area of the projection target image on the projection plane is cut out from a plurality of photographed images taken by the photographing means when the projection means projects each image of the reference pattern image group related to the first coordinate axis. A first resolution conversion step of generating a resolution-converted image obtained by converting the resolution of the image by enlarging or reducing the image;
A first phase calculation step of calculating an initial phase value at a luminance change of each pixel in the resolution conversion image from a luminance change of the pixels in the plurality of resolution conversion images;
In the first reference pattern image group generation step, the reverse calculation of the initial phase value calculated from the coordinates of the first coordinate axis is performed on the initial phase value calculated in the first phase calculation step, and the first coordinate axis obtained by the reverse calculation is calculated. A first associating step for associating coordinates and pixels of a resolution-converted image;
A group of images in which a luminance value is determined as a function value of a continuous function that continuously changes with a change in phase, and the luminance value is determined by changing the phase for each image, and the initial phase value along the second coordinate axis A second reference pattern image group generation step for generating a reference pattern image group related to the second coordinate axis, which is an image group continuously changed for each coordinate value;
A second imaging control step of causing the projection unit to project an image belonging to a reference pattern image group related to the second coordinate axis, and causing the imaging unit to capture an image projected on the projection plane;
A portion corresponding to the projection area of the projection target image on the projection plane was cut out from a plurality of photographed images taken by the photographing means when the projection means projected each image of the reference pattern image group related to the second coordinate axis. A second resolution conversion step of generating a resolution-converted image obtained by converting the resolution of the image by enlarging or reducing the image;
A second phase calculating step of calculating an initial phase value at a luminance change of each pixel in the resolution converted image from a luminance change of the pixels in the plurality of resolution converted images;
In the second reference pattern image group generation step, reverse calculation of the initial phase value calculated from the coordinates of the second coordinate axis is performed on the initial phase value calculated in the second phase calculation step, and the second coordinate axis obtained by the reverse calculation is calculated. A second associating step for associating coordinates with pixels of a resolution-converted image;
A pixel position correspondence specifying method comprising: a pixel association step for specifying a correspondence between a pixel in a projection target image and a pixel in the projection unit using a correspondence between a pixel and a coordinate of a resolution-converted image. .
第1座標軸に関する基準パターン画像群に属する画像を投影手段に投影させる第1基準パターン投影制御ステップと、
投影面に投影された第1座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を撮影して得られた複数の撮影画像からそれぞれ投影面における投影対象画像の投影領域に相当する部分を切り出し、切り出した画像を拡大または縮小することによって、当該画像の解像度を変換した解像度変換画像を生成する第1解像度変換ステップと、
複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算する第1位相計算ステップと、
第1基準パターン画像群生成ステップで第1座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を、第1位相計算ステップで計算した初期位相値に対して行い、前記逆算によって得られる第1座標軸の座標と解像度変換画像の画素とを対応付ける第1対応付けステップと、
位相の変化に伴い連続して変化する連続関数の関数値として輝度値を定めて、画像毎に位相を変化させて輝度値を決定した画像群であって、初期位相値を第2座標軸に沿って座標値毎に連続的に変化させた画像群である第2座標軸に関する基準パターン画像群を生成する第2基準パターン画像群生成ステップと、
第2座標軸に関する基準パターン画像群に属する画像を前記投影手段に投影させる第2基準パターン投影制御ステップと、
投影面に投影された第2座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を撮影して得られた複数の撮影画像からそれぞれ投影面における投影対象画像の投影領域に相当する部分を切り出し、切り出した画像を拡大または縮小することによって、当該画像の解像度を変換した解像度変換画像を生成する第2解像度変換ステップと、
複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算する第2位相計算ステップと、
第2基準パターン画像群生成ステップで第2座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を、第2位相計算ステップで計算した初期位相値に対して行い、前記逆算によって得られる第2座標軸の座標と解像度変換画像の画素とを対応付ける第2対応付けステップと、
解像度変換画像の画素と座標との対応関係を用いて投影対象画像における画素と前記投影手段における画素との対応関係を特定する画素対応付けステップとを含む
ことを特徴とする画素位置対応関係特定方法。 A group of images in which a luminance value is determined as a function value of a continuous function that continuously changes with a change in phase, and the luminance value is determined by changing the phase for each image, and the initial phase value along the first coordinate axis A first reference pattern image group generation step for generating a reference pattern image group related to the first coordinate axis, which is an image group continuously changed for each coordinate value;
A first reference pattern projection control step of causing the projection means to project an image belonging to the reference pattern image group related to the first coordinate axis;
A portion corresponding to the projection area of the projection target image on the projection plane is cut out from a plurality of shot images obtained by shooting each image of the reference pattern image group related to the first coordinate axis projected on the projection plane, and the cut out image is obtained. A first resolution conversion step of generating a resolution-converted image obtained by converting the resolution of the image by enlarging or reducing;
A first phase calculation step of calculating an initial phase value at a luminance change of each pixel in the resolution conversion image from a luminance change of the pixels in the plurality of resolution conversion images;
In the first reference pattern image group generation step, the reverse calculation of the initial phase value calculated from the coordinates of the first coordinate axis is performed on the initial phase value calculated in the first phase calculation step, and the first coordinate axis obtained by the reverse calculation is calculated. A first associating step for associating coordinates and pixels of a resolution-converted image;
A group of images in which a luminance value is determined as a function value of a continuous function that continuously changes with a change in phase, and the luminance value is determined by changing the phase for each image, and the initial phase value along the second coordinate axis A second reference pattern image group generation step for generating a reference pattern image group related to the second coordinate axis, which is an image group continuously changed for each coordinate value;
A second reference pattern projection control step for causing the projection means to project an image belonging to a reference pattern image group related to a second coordinate axis;
A portion corresponding to the projection area of the projection target image on the projection plane is cut out from a plurality of captured images obtained by shooting each image of the reference pattern image group related to the second coordinate axis projected on the projection plane, and the cut out image is obtained. A second resolution conversion step of generating a resolution-converted image obtained by converting the resolution of the image by enlarging or reducing;
A second phase calculating step of calculating an initial phase value at a luminance change of each pixel in the resolution converted image from a luminance change of the pixels in the plurality of resolution converted images;
In the second reference pattern image group generation step, reverse calculation of the initial phase value calculated from the coordinates of the second coordinate axis is performed on the initial phase value calculated in the second phase calculation step, and the second coordinate axis obtained by the reverse calculation is calculated. A second associating step for associating coordinates with pixels of a resolution-converted image;
A pixel position correspondence specifying method comprising: a pixel association step for specifying a correspondence between a pixel in a projection target image and a pixel in the projection unit using a correspondence between a pixel and a coordinate of a resolution-converted image. .
第2解像度変換ステップで、撮影画像から切り出した画像を縮小することによって当該画像の解像度変換画像を生成する
請求項10または請求項11に記載の画素位置対応関係特定方法。 Generating a resolution-converted image of the image by reducing the image cut out from the captured image in the first resolution conversion step;
The pixel position correspondence specifying method according to claim 10 or 11, wherein, in the second resolution conversion step, a resolution conversion image of the image is generated by reducing an image cut out from the captured image.
前記補正ステップで補正された画像を、前記投影手段に投影させる投影制御ステップとを含む
請求項10から請求項12のうちのいずれか1項に記載の画素位置対応関係特定方法。 A correction step of correcting the projection target image based on the correspondence between the pixel in the projection target image and the pixel in the projection unit;
The pixel position correspondence specifying method according to claim 10, further comprising: a projection control step of projecting the image corrected in the correction step onto the projection unit.
前記コンピュータに、
位相の変化に伴い連続して変化する連続関数の関数値として輝度値を定めて、画像毎に位相を変化させて輝度値を決定した画像群であって、初期位相値を第1座標軸に沿って座標値毎に連続的に変化させた画像群である第1座標軸に関する基準パターン画像群を生成する第1基準パターン画像群生成処理、
第1座標軸に関する基準パターン画像群に属する画像を前記投影手段に投影させ、その結果投影面に投影された画像を前記撮影手段に撮影させる第1撮影制御処理、
第1座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を前記投影手段が投影したときに前記撮影手段が撮影した複数の撮影画像からそれぞれ投影面における投影対象画像の投影領域に相当する部分を切り出し、切り出した画像を拡大または縮小することによって、当該画像の解像度を変換した解像度変換画像を生成する第1解像度変換処理、
複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算する第1位相計算処理、
第1基準パターン画像群生成処理で第1座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を、第1位相計算処理で計算した初期位相値に対して行い、前記逆算によって得られる第1座標軸の座標と解像度変換画像の画素とを対応付ける第1対応付け処理、
位相の変化に伴い連続して変化する連続関数の関数値として輝度値を定めて、画像毎に位相を変化させて輝度値を決定した画像群であって、初期位相値を第2座標軸に沿って座標値毎に連続的に変化させた画像群である第2座標軸に関する基準パターン画像群を生成する第2基準パターン画像群生成処理、
第2座標軸に関する基準パターン画像群に属する画像を前記投影手段に投影させ、その結果投影面に投影された画像を前記撮影手段に撮影させる第2撮影制御処理、
第2座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を前記投影手段が投影したときに前記撮影手段が撮影した複数の撮影画像からそれぞれ投影面における投影対象画像の投影領域に相当する部分を切り出し、切り出した画像を拡大または縮小することによって、当該画像の解像度を変換した解像度変換画像を生成する第2解像度変換処理、
複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算する第2位相計算処理、
第2基準パターン画像群生成処理で第2座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を、第2位相計算処理で計算した初期位相値に対して行い、前記逆算によって得られる第2座標軸の座標と解像度変換画像の画素とを対応付ける第2対応付け処理、および、
解像度変換画像の画素と座標との対応関係を用いて投影対象画像における画素と前記投影手段における画素との対応関係を特定する画素対応付け処理
を実行させるための画素位置対応関係特定プログラム。 A pixel position correspondence specifying program installed in a computer including a projecting unit that projects an image on a projection surface, and a photographing unit that captures an image projected on the projection surface,
In the computer,
A group of images in which a luminance value is determined as a function value of a continuous function that continuously changes with a change in phase, and the luminance value is determined by changing the phase for each image, and the initial phase value along the first coordinate axis First reference pattern image group generation processing for generating a reference pattern image group related to the first coordinate axis, which is an image group continuously changed for each coordinate value;
A first imaging control process in which an image belonging to a reference pattern image group relating to a first coordinate axis is projected onto the projection unit, and as a result, an image projected on the projection plane is captured by the imaging unit;
A portion corresponding to the projection area of the projection target image on the projection plane is cut out from a plurality of photographed images taken by the photographing unit when the projection unit projects each image of the reference pattern image group related to the first coordinate axis. A first resolution conversion process for generating a resolution-converted image obtained by converting the resolution of the image by enlarging or reducing the image;
A first phase calculation process for calculating an initial phase value at a luminance change of each pixel in the resolution-converted image from a luminance change of the pixels in the plurality of resolution-converted images;
In the first reference pattern image group generation process, a reverse calculation for calculating the initial phase value from the coordinates of the first coordinate axis is performed on the initial phase value calculated in the first phase calculation process, and the first coordinate axis obtained by the reverse calculation is calculated. A first association process for associating coordinates with pixels of a resolution-converted image;
A group of images in which a luminance value is determined as a function value of a continuous function that continuously changes with a change in phase, and the luminance value is determined by changing the phase for each image, and the initial phase value along the second coordinate axis Second reference pattern image group generation processing for generating a reference pattern image group related to the second coordinate axis, which is an image group continuously changed for each coordinate value;
A second imaging control process in which an image belonging to a reference pattern image group relating to a second coordinate axis is projected onto the projection unit, and as a result, an image projected on the projection plane is captured by the imaging unit;
A portion corresponding to the projection area of the projection target image on the projection plane was cut out from a plurality of photographed images taken by the photographing means when the projection means projected each image of the reference pattern image group related to the second coordinate axis. A second resolution conversion process for generating a resolution-converted image obtained by converting the resolution of the image by enlarging or reducing the image;
A second phase calculation process for calculating an initial phase value at a luminance change of each pixel in the resolution-converted image from a luminance change of pixels in the plurality of resolution-converted images;
In the second reference pattern image group generation process, the calculation for obtaining the initial phase value from the coordinates of the second coordinate axis is performed on the initial phase value calculated in the second phase calculation process, and the second coordinate axis obtained by the reverse calculation is calculated. A second associating process for associating coordinates with pixels of a resolution-converted image; and
A pixel position correspondence specifying program for executing a pixel matching process for specifying a correspondence between a pixel in a projection target image and a pixel in the projection unit using a correspondence between a pixel and a coordinate of a resolution-converted image.
前記コンピュータに、
位相の変化に伴い連続して変化する連続関数の関数値として輝度値を定めて、画像毎に位相を変化させて輝度値を決定した画像群であって、初期位相値を第1座標軸に沿って座標値毎に連続的に変化させた画像群である第1座標軸に関する基準パターン画像群を生成する第1基準パターン画像群生成処理、
第1座標軸に関する基準パターン画像群に属する画像を前記投影手段に投影させる第1基準パターン投影制御処理、
投影面に投影された第1座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を撮影して得られた複数の撮影画像からそれぞれ投影面における投影対象画像の投影領域に相当する部分を切り出し、切り出した画像を拡大または縮小することによって、当該画像の解像度を変換した解像度変換画像を生成する第1解像度変換処理、
複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算する第1位相計算処理、
第1基準パターン画像群生成処理で第1座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を、第1位相計算処理で計算した初期位相値に対して行い、前記逆算によって得られる第1座標軸の座標と解像度変換画像の画素とを対応付ける第1対応付け処理、
位相の変化に伴い連続して変化する連続関数の関数値として輝度値を定めて、画像毎に位相を変化させて輝度値を決定した画像群であって、初期位相値を第2座標軸に沿って座標値毎に連続的に変化させた画像群である第2座標軸に関する基準パターン画像群を生成する第2基準パターン画像群生成処理、
第2座標軸に関する基準パターン画像群に属する画像を前記投影手段に投影させる第2基準パターン投影制御処理、
投影面に投影された第2座標軸に関する基準パターン画像群の各画像を撮影して得られる複数の撮影画像からそれぞれ投影面における投影対象画像の投影領域に相当する部分を切り出し、切り出した画像を拡大または縮小することによって、当該画像の解像度を変換した解像度変換画像を生成する第2解像度変換処理、
複数の解像度変換画像における画素の輝度変化から、解像度変換画像におけるそれぞれの画素の輝度変化での初期位相値を計算する第2位相計算処理、
第2基準パターン画像群生成処理で第2座標軸の座標から初期位相値を求める計算の逆算を、第2位相計算処理で計算した初期位相値に対して行い、前記逆算によって得られる第2座標軸の座標と解像度変換画像の画素とを対応付ける第2対応付け処理、および、
解像度変換画像の画素と座標との対応関係を用いて投影対象画像における画素と前記投影手段における画素との対応関係を特定する画素対応付け処理
を実行させるための画素位置対応関係特定プログラム。 A pixel position correspondence specifying program installed in a computer including a projection unit that projects an image onto a projection plane,
In the computer,
A group of images in which a luminance value is determined as a function value of a continuous function that continuously changes with a change in phase, and the luminance value is determined by changing the phase for each image, and the initial phase value along the first coordinate axis First reference pattern image group generation processing for generating a reference pattern image group related to the first coordinate axis, which is an image group continuously changed for each coordinate value;
A first reference pattern projection control process for causing the projection means to project an image belonging to a reference pattern image group related to a first coordinate axis;
A portion corresponding to the projection area of the projection target image on the projection plane is cut out from a plurality of shot images obtained by shooting each image of the reference pattern image group related to the first coordinate axis projected on the projection plane, and the cut out image is obtained. A first resolution conversion process for generating a resolution-converted image obtained by converting the resolution of the image by enlarging or reducing;
A first phase calculation process for calculating an initial phase value at a luminance change of each pixel in the resolution-converted image from a luminance change of the pixels in the plurality of resolution-converted images;
In the first reference pattern image group generation process, a reverse calculation for calculating the initial phase value from the coordinates of the first coordinate axis is performed on the initial phase value calculated in the first phase calculation process, and the first coordinate axis obtained by the reverse calculation is calculated. A first association process for associating coordinates with pixels of a resolution-converted image;
A group of images in which a luminance value is determined as a function value of a continuous function that continuously changes with a change in phase, and the luminance value is determined by changing the phase for each image, and the initial phase value along the second coordinate axis Second reference pattern image group generation processing for generating a reference pattern image group related to the second coordinate axis, which is an image group continuously changed for each coordinate value;
A second reference pattern projection control process for causing the projection means to project an image belonging to the reference pattern image group related to the second coordinate axis;
A portion corresponding to the projection area of the projection target image on the projection plane is cut out from a plurality of shot images obtained by shooting each image of the reference pattern image group related to the second coordinate axis projected on the projection plane, and the cut-out image is enlarged. Or a second resolution conversion process for generating a resolution-converted image obtained by converting the resolution of the image by reducing,
A second phase calculation process for calculating an initial phase value at a luminance change of each pixel in the resolution-converted image from a luminance change of pixels in the plurality of resolution-converted images;
In the second reference pattern image group generation process, the calculation for obtaining the initial phase value from the coordinates of the second coordinate axis is performed on the initial phase value calculated in the second phase calculation process, and the second coordinate axis obtained by the reverse calculation is calculated. A second associating process for associating coordinates with pixels of a resolution-converted image; and
A pixel position correspondence specifying program for executing a pixel matching process for specifying a correspondence between a pixel in a projection target image and a pixel in the projection unit using a correspondence between a pixel and a coordinate of a resolution-converted image.
第1解像度変換処理で、撮影画像から切り出した画像を縮小することによって当該画像の解像度変換画像を生成させ、
第2解像度変換処理で、撮影画像から切り出した画像を縮小することによって当該画像の解像度変換画像を生成させる
請求項14または請求項15に記載の画素位置対応関係特定プログラム。 On the computer,
In the first resolution conversion process, a resolution-converted image of the image is generated by reducing the image cut out from the captured image,
The pixel position correspondence specifying program according to claim 14 or 15, wherein, in the second resolution conversion process, a resolution conversion image of the image is generated by reducing an image cut out from the captured image.
投影対象画像における画素と前記投影手段における画素との対応関係に基づいて、投影対象画像を補正する補正処理、および、
前記補正処理で補正された画像を、前記投影手段に投影させる投影制御処理
を実行させる請求項14から請求項16のうちのいずれか1項に記載の画素位置対応関係特定プログラム。 On the computer,
Correction processing for correcting the projection target image based on the correspondence between the pixels in the projection target image and the pixels in the projection unit; and
The pixel position correspondence specifying program according to any one of claims 14 to 16, wherein a projection control process for projecting the image corrected by the correction process onto the projection unit is executed.
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