JP2015115724A - Video instruction method capable of superposing instruction picture on imaged moving picture, system, terminal, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、端末間のオンラインビデオサービスの技術に関する。 The present invention relates to a technique of online video service between terminals.
近年、スマートフォンやタブレット等の端末の普及に伴って、地理的に離れた端末間で、ネットワークを介したオンラインビデオサービスが提供されている(例えば非特許文献1参照)。このサービスによれば、例えば現場作業の用途として、現場作業員が持つ端末で撮影された映像を、遠隔の作業管理者へリアルタイムに送信することができる。これに対し、作業管理者は、映像でその作業現場の状況を認識し、音声で指示することができる。 In recent years, with the spread of terminals such as smartphones and tablets, online video services via a network have been provided between geographically distant terminals (see, for example, Non-Patent Document 1). According to this service, for example, as an application for field work, an image captured by a terminal of a field worker can be transmitted to a remote work manager in real time. On the other hand, the work manager can recognize the situation at the work site by video and can give an instruction by voice.
図1は、オンラインビデオサービスのシステム構成図である。 FIG. 1 is a system configuration diagram of an online video service.
図1のシステムによれば、携帯電話機やスマートフォンのような端末が、撮影した映像データを、ネットワークを介してリアルタイムに他方の端末へ、ストリーミングで伝送している。近年、携帯端末のようなポータブル型機器でも、HD(High-Definition)クラスの映像を撮影することができる。 According to the system of FIG. 1, a terminal such as a mobile phone or a smartphone transmits captured video data to the other terminal in a streaming manner via a network. In recent years, HD (High-Definition) class images can be taken even by portable devices such as portable terminals.
図1によれば、端末1は、現場作業員(被指示者)によって所持され、搭載されたカメラによってその映像が撮影される。一方で、端末2は、作業管理者(指示者)によって所持される。そして、端末1は、アクセスネットワーク及びインターネットを介して、その映像データを端末2へリアルタイムに送信する。端末2は、受信した映像データをディスプレイに再生することによって、作業管理者に対し、現場作業員の状況を視認させることができる。
According to FIG. 1, the
しかしながら、作業管理者にとって、音声だけでは、現場作業員に対して明確に指示できない場合も多い。例えば、作業管理者としては、現場の多種多様な機器や操作部分の位置を、現場作業員へ映像で指示することできれば望ましい。 However, there are many cases where the work manager cannot clearly give instructions to the field worker by voice alone. For example, it is desirable for a work manager to be able to instruct the on-site worker with the position of various equipment and operation parts on the site.
従来、現場作業員が、自ら所持する端末によって撮影した静止画像を、作業管理者の端末へ送信し、これに対し、作業管理者が指示情報を重畳した静止画像を、現場作業員の端末へ送信する技術がある(例えば非特許文献2参照)。これによって、作業管理者は、音声以外の静止画像によって現場作業員へ指示することができる。 Conventionally, a field worker sends a still image captured by a terminal that he / she owns to the work manager's terminal, and on the other hand, a still image on which the work manager superimposes instruction information is transmitted to the field worker's terminal. There is a technique for transmitting (see, for example, Non-Patent Document 2). As a result, the work manager can instruct the field worker using a still image other than sound.
また、映像上の所定位置を特定するために、拡張現実感(AR(Augmented Reality))の技術を適用することもできる(例えば非特許文献3、4参照)。映像の中からARマーカを画像認識することよって、その位置を特定する。また、ARマーカを用いることなく、多数のオブジェクト画像の中から、その映像に写るオブジェクトを検出するマーカレス型・物体認識方式を用いることもできる。
Also, augmented reality (AR) technology can be applied to specify a predetermined position on the video (see, for example, Non-Patent
しかしながら、非特許文献2に記載の技術によれば、現場作業員の端末に搭載されたカメラを固定しておく必要がある。撮影位置が動いた場合、作業管理者から送信された静止画像と位置のずれを生じ、現場作業員にとって、密集した機器や操作部分に対して指示された位置を認識することができない場合もある。
However, according to the technique described in
非特許文献3,4に記載の技術によれば、指示画像を重畳配置する映像上の位置を特定するために、特殊なパターンが印刷されたARマーカを必要とする。機器や操作部分に予めARマーカを貼り付けることは、極めて手間がかかる。
According to the techniques described in Non-Patent
また、マーカレス型・物体認識方式の技術によれば、予め多数のオブジェクト画像を事前登録しておく必要がある。勿論、映像に写る対象物と、オブジェクト画像との形状が類似する場合、誤ったオブジェクト画像を対応付けてしまう場合もある。 Further, according to the technique of the markerless type / object recognition method, it is necessary to register a large number of object images in advance. Of course, in the case where the object image and the object image are similar in shape, the wrong object image may be associated.
そこで、本発明は、マーカや登録オブジェクト画像を用いることなく、一方の端末のカメラに写る映像に対して、他方の端末から画像的に指示することができる映像指示方法、システム、端末、及びプログラムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a video instruction method, system, terminal, and program capable of instructing an image captured from the camera of one terminal imagewise from the other terminal without using a marker or a registered object image. The purpose is to provide.
本発明によれば、ディスプレイ及びカメラを有する第1の端末と、ディスプレイを有する第2の端末とが、ネットワークを介して接続されたシステムにおける映像指示方法において、
第1の端末が、カメラによる撮影動画像を逐次、第2の端末へ送信する第1のステップと、
第2の端末が、受信した撮影動画像をディスプレイに表示し、当該撮影動画像に対する第2の所定範囲をユーザに指定させると共に、当該撮影動画像に対する指示静止画像をユーザに書き込ませる第2のステップと、
第2の端末が、ユーザに書き込まれた指示静止画像を含む第1の所定範囲と、第2の所定範囲との間の第1の座標相対値を算出すると共に、第1の座標相対値と、指示静止画像と、第2の所定範囲で撮影動画像を静止画像としてトリミングした撮影静止画像とを、第1の端末へ送信する第3のステップと、
第1の端末が、カメラによって撮影された撮影動画像と撮影静止画像(第2の所定範囲)とがマッチングする第3の所定範囲を検出し、第2の所定範囲と第3の所定範囲との間の第2の座標相対値を算出し、撮影静止画像(第2の所定範囲)に第1の座標相対値及び第2の座標相対値を反映した第4の所定範囲に、指示静止画像を重畳させてディスプレイに表示する第4のステップと
を有することを特徴とする。
According to the present invention, in a video instruction method in a system in which a first terminal having a display and a camera and a second terminal having a display are connected via a network,
A first step in which a first terminal sequentially transmits a moving image captured by a camera to a second terminal;
The second terminal displays the received captured moving image on the display, causes the user to specify a second predetermined range for the captured moving image, and causes the user to write an instruction still image for the captured moving image. Steps,
The second terminal calculates a first coordinate relative value between the first predetermined range including the instruction still image written by the user and the second predetermined range, and the first coordinate relative value A third step of transmitting the instruction still image and the captured still image obtained by trimming the captured moving image as a still image in the second predetermined range to the first terminal;
The first terminal detects a third predetermined range in which the captured moving image captured by the camera matches the captured still image (second predetermined range), and the second predetermined range and the third predetermined range are detected. A second coordinate relative value is calculated, and the designated still image is in the fourth predetermined range reflecting the first coordinate relative value and the second coordinate relative value in the captured still image (second predetermined range). And a fourth step of displaying on the display in a superimposed manner.
本発明の映像指示方法における他の実施形態によれば、
第1の座標相対値は、平行移動行列、平行移動行列及び拡大縮小行列の組み合わせ、ユークリッド変換行列又はアフィン変換行列であり、
第2の座標相対値は、射影変換行列又は姿勢変換行列である
ことも好ましい。
According to another embodiment of the video instruction method of the present invention,
The first coordinate relative value is a translation matrix, a combination of a translation matrix and a scaling matrix, a Euclidean transformation matrix or an affine transformation matrix,
The second coordinate relative value is preferably a projective transformation matrix or an attitude transformation matrix.
本発明の映像指示方法における他の実施形態によれば、
第1のステップについて、第1の端末は、撮影動画像を、所定時間幅で間引いたフレームのみを、第2の端末へ送信することも好ましい。
According to another embodiment of the video instruction method of the present invention,
Regarding the first step, it is also preferable that the first terminal transmits to the second terminal only a frame obtained by thinning the captured moving image by a predetermined time width.
本発明の映像指示方法における他の実施形態によれば、
第1のステップについて、撮影動画像は、動き補償フレーム間予測方式の基準となるI(Intra-picture)フレームのみを、第2の端末へ送信することも好ましい。
According to another embodiment of the video instruction method of the present invention,
Regarding the first step, it is also preferable that the captured moving image transmits only an I (Intra-picture) frame, which is a reference for the motion compensation interframe prediction method, to the second terminal.
本発明の映像指示方法における他の実施形態によれば、
第1のステップについて、第1の端末は、Iフレームのデータレートを、1つのGOP(Group Of Pictures)のデータレート以下であって比較的高いレートに設定することも好ましい。
According to another embodiment of the video instruction method of the present invention,
Regarding the first step, it is also preferable that the first terminal sets the data rate of the I frame to a relatively high rate that is equal to or lower than the data rate of one GOP (Group Of Pictures).
本発明の映像指示方法における他の実施形態によれば、
撮影静止画像は、マッチングのための特徴量画像、又は、低データ量のための解像度圧縮画像であり、
指示静止画像は、低データ量のための解像度圧縮画像である
ことも好ましい。
According to another embodiment of the video instruction method of the present invention,
The captured still image is a feature amount image for matching or a resolution-compressed image for low data amount,
The instruction still image is also preferably a resolution-compressed image for a low data amount.
本発明の映像指示方法における他の実施形態によれば、
第2の端末に搭載されたディスプレイは、タッチパネルディスプレイであって、
第2のステップについて、第2の端末は、タッチパネルディスプレイ上でユーザに指によって描かれた画像を指示静止画像とする
ことも好ましい。
According to another embodiment of the video instruction method of the present invention,
The display mounted on the second terminal is a touch panel display,
About a 2nd step, it is also preferable that a 2nd terminal makes an instruction | indication still image the image drawn with the finger | toe to the user on the touch panel display.
本発明の映像指示方法における他の実施形態によれば、
第2の端末は、ディスプレイに表示された撮影動画像に、ユーザによって描かせるタッチペン入力装置を更に接続しており、
第2のステップについて、第2の端末は、タッチペンによってユーザに描かれた画像を指示静止画像とする
ことも好ましい。
According to another embodiment of the video instruction method of the present invention,
The second terminal is further connected to a touch pen input device that allows the user to draw the captured moving image displayed on the display,
About a 2nd step, it is also preferable that a 2nd terminal makes an instruction | indication still image the image drawn by the user with the touch pen.
本発明の映像指示方法における他の実施形態によれば、
第4のステップについて、第1の端末は、AR(拡張現実、Augmented Reality)のマーカレス型・物体認識方式を適用したものであることも好ましい。
According to another embodiment of the video instruction method of the present invention,
Regarding the fourth step, it is also preferable that the first terminal applies an AR (Augmented Reality) markerless type object recognition method.
本発明によれば、ディスプレイ及びカメラを有する第1の端末と、ディスプレイを有する第2の端末とが、ネットワークを介して接続された映像指示システムにおいて、
第1の端末は、
カメラによる撮影動画像を逐次、第2の端末へ送信する撮影動画像送信手段と、
カメラによって撮影された撮影動画像と、第2の端末から受信した撮影静止画像(第2の所定範囲)とがマッチングする第3の所定範囲を検出し、第2の所定範囲と第3の所定範囲との間の第2の座標相対値を算出し、撮影静止画像(第2の所定範囲)に第1の座標相対値及び第2の座標相対値を反映した第4の所定範囲に、指示静止画像を重畳させてディスプレイに表示する映像表示制御手段と
を有し、
第2の端末は、
受信した撮影動画像をディスプレイに表示し、当該撮影動画像に対する第2の所定範囲をユーザに指定させると共に、当該撮影動画像に対する指示静止画像をユーザに書き込ませる指示静止画像入力手段と、
ユーザに書き込まれた指示静止画像を含む第1の所定範囲と、第2の所定範囲との間の第1の座標相対値を算出すると共に、第1の座標相対値と、指示静止画像と、第2の所定範囲で撮影動画像を静止画像としてトリミングした撮影静止画像とを、第1の端末へ送信する指示静止画像送信手段と
を有することを特徴とする。
According to the present invention, in a video instruction system in which a first terminal having a display and a camera and a second terminal having a display are connected via a network,
The first terminal is
Shooting moving image transmitting means for sequentially transmitting a moving image captured by the camera to the second terminal;
A third predetermined range in which a captured moving image captured by the camera matches a captured still image (second predetermined range) received from the second terminal is detected, and the second predetermined range and the third predetermined range are detected. The second coordinate relative value between the range and the fourth predetermined range reflecting the first coordinate relative value and the second coordinate relative value in the captured still image (second predetermined range) is indicated. Video display control means for displaying a still image superimposed on the display,
The second terminal
An instruction still image input means for displaying the received captured moving image on a display, causing the user to specify a second predetermined range for the captured moving image, and causing the user to write an instruction still image for the captured moving image;
Calculating the first coordinate relative value between the first predetermined range including the instruction still image written by the user and the second predetermined range; the first coordinate relative value; the instruction still image; It has an instruction still image transmission means for transmitting to a first terminal a captured still image obtained by trimming a captured moving image as a still image within a second predetermined range.
本発明によれば、ディスプレイ及びカメラを搭載した端末において、
カメラによる撮影動画像を逐次、相手方端末へ送信する撮影動画像送信手段と、
相手方端末から受信した撮影動画像をディスプレイに表示し、当該撮影動画像に対する第2の所定範囲をユーザに指定させると共に、当該撮影動画像に対する指示静止画像をユーザに書き込ませる指示静止画像入力手段と、
ユーザに書き込まれた指示静止画像を含む第1の所定範囲と、第2の所定範囲との間の第1の座標相対値を算出すると共に、第1の座標相対値と、指示静止画像と、第2の所定範囲で撮影動画像を静止画像としてトリミングした撮影静止画像とを、相手方端末へ送信する指示静止画像送信手段と、
カメラによって撮影された撮影動画像と、相手方端末から受信した撮影静止画像(第2の所定範囲)とがマッチングする第3の所定範囲を検出し、第2の所定範囲と第3の所定範囲との間の第2の座標相対値を算出し、撮影静止画像(第2の所定範囲)に第1の座標相対値及び第2の座標相対値を反映した第4の所定範囲に、指示静止画像を重畳させてディスプレイに表示する映像表示制御手段と
を有することを特徴とする。
According to the present invention, in a terminal equipped with a display and a camera,
Shooting moving image transmission means for sequentially transmitting a moving image captured by the camera to the counterpart terminal;
Instructed still image input means for displaying a captured moving image received from the counterpart terminal on a display, causing the user to specify a second predetermined range for the captured moving image, and for allowing the user to write an instruction still image for the captured moving image. ,
Calculating the first coordinate relative value between the first predetermined range including the instruction still image written by the user and the second predetermined range; the first coordinate relative value; the instruction still image; An instruction still image transmitting means for transmitting a captured still image obtained by trimming a captured moving image as a still image in a second predetermined range to a counterpart terminal;
A third predetermined range in which a captured moving image captured by the camera matches a captured still image (second predetermined range) received from the counterpart terminal is detected, and the second predetermined range and the third predetermined range are detected. A second coordinate relative value is calculated, and the designated still image is in the fourth predetermined range reflecting the first coordinate relative value and the second coordinate relative value in the captured still image (second predetermined range). And video display control means for superimposing and displaying on the display.
本発明によれば、ディスプレイ及びカメラを搭載した端末に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
カメラによる撮影動画像を逐次、相手方端末へ送信する撮影動画像送信手段と、
相手方端末から受信した撮影動画像をディスプレイに表示し、当該撮影動画像に対する第2の所定範囲をユーザに指定させると共に、当該撮影動画像に対する指示静止画像をユーザに書き込ませる指示静止画像入力手段と、
ユーザに書き込まれた指示静止画像を含む第1の所定範囲と、第2の所定範囲との間の第1の座標相対値を算出すると共に、第1の座標相対値と、指示静止画像と、第2の所定範囲で撮影動画像を静止画像としてトリミングした撮影静止画像とを、相手方端末へ送信する指示静止画像送信手段と、
カメラによって撮影された撮影動画像と、相手方端末から受信した撮影静止画像(第2の所定範囲)とがマッチングする第3の所定範囲を検出し、第2の所定範囲と第3の所定範囲との間の第2の座標相対値を算出し、撮影静止画像(第2の所定範囲)に第1の座標相対値及び第2の座標相対値を反映した第4の所定範囲に、指示静止画像を重畳させてディスプレイに表示する映像表示制御手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。
According to the present invention, in a program for causing a computer installed in a terminal equipped with a display and a camera to function,
Shooting moving image transmission means for sequentially transmitting a moving image captured by the camera to the counterpart terminal;
Instructed still image input means for displaying a captured moving image received from the counterpart terminal on a display, causing the user to specify a second predetermined range for the captured moving image, and for allowing the user to write an instruction still image for the captured moving image. ,
Calculating the first coordinate relative value between the first predetermined range including the instruction still image written by the user and the second predetermined range; the first coordinate relative value; the instruction still image; An instruction still image transmitting means for transmitting a captured still image obtained by trimming a captured moving image as a still image in a second predetermined range to a counterpart terminal;
A third predetermined range in which a captured moving image captured by the camera matches a captured still image (second predetermined range) received from the counterpart terminal is detected, and the second predetermined range and the third predetermined range are detected. A second coordinate relative value is calculated, and the designated still image is in the fourth predetermined range reflecting the first coordinate relative value and the second coordinate relative value in the captured still image (second predetermined range). The computer is caused to function as video display control means for superimposing and displaying on the display.
本発明の映像指示方法、システム、端末、及びプログラムによれば、マーカや登録オブジェクト画像を用いることなく、一方の端末のカメラに写る映像に対して、他方の端末から画像的な指示をすることができる。 According to the video instruction method, system, terminal, and program of the present invention, an image instruction is given from the other terminal to the video shown in the camera of one terminal without using a marker or a registered object image. Can do.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明によれば、ARのマーカレス型・物体認識方式の適用について、マッチングのキーとなる「撮影静止画像」(第2の所定範囲)をユーザが任意に設定するものである。 According to the present invention, regarding the application of the AR markerless type / object recognition method, a user arbitrarily sets a “captured still image” (second predetermined range) as a matching key.
図2は、本発明におけるシーケンス図である。 FIG. 2 is a sequence diagram in the present invention.
図2によれば、ディスプレイ及びカメラを有する端末1(被指示側端末)と、少なくともディスプレイを有する端末2(指示側端末)とが、ネットワークを介して接続されている。ディスプレイやカメラは、当該端末に予め搭載されたものであってもよいし、外部に接続されたものであってもよい。 According to FIG. 2, a terminal 1 (instructed terminal) having a display and a camera and a terminal 2 (indicating terminal) having at least a display are connected via a network. The display and camera may be preinstalled in the terminal or may be connected to the outside.
[第1のステップS1]
端末1が、カメラによる撮影動画像を逐次、端末2へ送信する。例えば作業現場員(被指示者)によって操作される端末1は、作業状況(対象物)を、動画像(ビデオ)として撮影する。ここで、「撮影動画像」としては、所定時間幅で間引いたフレームのみを送信することが好ましい。言い換えれば、動画像を「パラパラ画像」とすることによって、端末2を操作する指示者にとって、撮影動画像を認識しやすくする。
[First Step S1]
The terminal 1 sequentially transmits a moving image captured by the camera to the
図3は、本発明における撮影動画像のフレームを表す説明図である。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing a frame of a captured moving image according to the present invention.
図3(a)によれば、例えばMotion JPEGの場合であって、撮影動画像は、全ての各フレームがJPEG圧縮されたものであり、単に所定時間幅でフレームを間引いたものである。 According to FIG. 3A, for example, in the case of Motion JPEG, the captured moving image is obtained by JPEG compression of all the frames, and is simply thinned out with a predetermined time width.
図3(b)によれば、例えば動き補償フレーム間予測方式の場合であって、複数のフレームがGOP(Group Of Pictures)単位で構成されている。GOPは、一般に、1つのI(Intra-picture)フレームと、複数のP(Predictive-picture)フレーム及びB(Bidirectionally-picture)フレームとから構成される。そして、本発明によれば、撮影動画像として、I(Intra-picture)フレームのみが抽出される。即ち、画像全体が符号化されたフレームのみを、パラパラ画像として送信する。 According to FIG. 3B, for example, in the case of a motion compensation inter-frame prediction method, a plurality of frames are configured in units of GOP (Group Of Pictures). A GOP is generally composed of one I (Intra-picture) frame, a plurality of P (Predictive-picture) frames, and a B (Bidirectionally-picture) frame. According to the present invention, only an I (Intra-picture) frame is extracted as a captured moving image. That is, only a frame in which the entire image is encoded is transmitted as a flip image.
また、Iフレームのデータレートを、1つのGOPのデータレート以下であって比較的高いレートに設定することも好ましい。例えばIフレーム1枚のデータレートと、GOPのデータレートとを同一にすることもできる。これによって、撮影動画像におけるパラパラ画像1枚の解像度を高くし、端末2を操作する指示者に対して、撮影動画像を細部に渡って認識しやすくすることができる。
It is also preferable to set the data rate of the I frame to a relatively high rate that is equal to or lower than the data rate of one GOP. For example, the data rate of one I frame can be made the same as the GOP data rate. Thereby, it is possible to increase the resolution of one flip image in the captured moving image, and to easily recognize the captured moving image in detail for the instructor who operates the
[第2のステップS2]
(S21)端末2が、受信した撮影動画像をディスプレイに表示し、当該撮影動画像に対する第2の所定範囲をユーザに指定させる。
[Second Step S2]
(S21) The
図4は、第1の端末によって撮影された映像を、第2の端末のディスプレイに表示した画面図である。 FIG. 4 is a screen diagram in which an image captured by the first terminal is displayed on the display of the second terminal.
図4によれば、作業管理者(指示者)が所持する端末2には、作業現場員(被指示者)の操作する端末1によって撮影された現場状況が、動画像(パラパラ画像)として表示される。また、端末2のディスプレイの右上に、「指示書込」用ボタンが明示されている。指示者は、撮影動画像がパラパラ画像として逐次進行していく途中で、「指示書込」用ボタンを押下することによって1枚の画像を対象として、停止させることができる。
According to FIG. 4, on the
図5は、指示者が第2の端末に指示を書き込んでいる画面図である。 FIG. 5 is a screen diagram in which the instructor writes an instruction on the second terminal.
図5によれば、最初に、ユーザは、端末2のタッチパネルディスプレイ上に指で、「第2の所定範囲」を指定している。ここでは、キーボードではなく、スマートフォンが写る部分を第2の所定範囲として指定している。「第2の所定範囲」とは、マッチング用の「撮影静止画像」の範囲である。勿論、第2の所定範囲は、ユーザがこれから指によって描こうとする指示静止画像の枠として指定するものであってもよいし、描こうとする指示静止画像とは全く別の部分を指定するものであってもよい。
According to FIG. 5, first, the user designates the “second predetermined range” with a finger on the touch panel display of the
(S22)端末2は、当該撮影動画像に対する指示静止画像をユーザに書き込ませる。ここでは、ユーザは、キーボードのキー[R]の部分を差して、「←ココ」と描いている。
(S22) The
また、他の実施形態として、端末2は、ディスプレイに表示された撮影動画像に、ユーザによって描かせるタッチペン入力装置を更に接続しているものであってもよい。この場合、端末2は、タッチペンによってユーザに描かれた画像を指示静止画像とすることができる。
As another embodiment, the
[第3のステップS3]
端末2は、以下の2つの静止画像と第1の座標相対値とを、端末1へ送信する。
「指示静止画像」:ユーザに書き込まれた第1の所定範囲の静止画像
「撮影静止画像」:第2の所定範囲で撮影動画像をトリミングした静止画像
「第1の座標相対値」:第1の所定範囲と第2の所定範囲との間の座標相対値
[Third Step S3]
The
“Instructed still image”: Still image of a first predetermined range written by the user “Captured still image”: Still image obtained by trimming a captured moving image within a second predetermined range “First coordinate relative value”: First Relative coordinate value between the predetermined range and the second predetermined range
(S31)端末2が、ユーザに書き込まれた指示静止画像を含む第1の所定範囲を決定する。「第1の所定範囲」は、指示静止画像を含むように、自動的に例えば矩形状の所定範囲に設定される。
(S31) The
「撮影静止画像」は、後述するように、画像マッチングの「キー画像」として用いられるものである。そのために、撮影静止画像は、画像そのものである必要はなく、マッチングのための特徴量画像であってもよい。特徴量画像とは、画像の局所領域から算出された特徴量であって、例えば画像内のエッジやコーナー等の局所領域から抽出される。代表的には例えばSIFT(Scale-Invariant Feature Transform)やSURF(Speeded Up Robust Features)が用いられる。その他、計算コストに優れるバイナリ特徴量を用いることもできる。また、SSD(Sum of Squared Difference)や、正規化相互相関(NCC)でマッチングを行うための、局所的な切り出し画像(パッチ)であってもよい。 As will be described later, the “photographed still image” is used as a “key image” for image matching. Therefore, the captured still image does not need to be the image itself, and may be a feature amount image for matching. The feature amount image is a feature amount calculated from a local region of the image, and is extracted from a local region such as an edge or a corner in the image, for example. Typically, for example, SIFT (Scale-Invariant Feature Transform) or SURF (Speeded Up Robust Features) is used. In addition, a binary feature amount that is excellent in calculation cost can also be used. Further, it may be a locally cut out image (patch) for performing matching by SSD (Sum of Squared Difference) or normalized cross correlation (NCC).
更に、「撮影静止画像」及び「指示静止画像」は、低データ量のための解像度圧縮画像であってもよい。これら画像は、bitmap形式の画像である必要はなく、例えばJPEGのような圧縮画像であってもよい。 Furthermore, the “photographed still image” and the “instructed still image” may be resolution-compressed images for a low data amount. These images do not need to be bitmap format images, and may be compressed images such as JPEG.
図6は、指示静止画像及び撮影静止画像を表す説明図である。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing an instruction still image and a captured still image.
図6によれば、第1の所定範囲と第2の所定範囲のとの関係が表されている。
第1の所定範囲:指示側端末でユーザが書き込んだ指示静止画像を含む範囲
第2の所定範囲:指示側端末でユーザが指定したマッチング用の撮影静止画像を含む範囲
ここで、所定範囲間では、以下のような変換関係を有する。
第2の所定範囲−第1の所定範囲間 -> ユークリッド変換
FIG. 6 shows the relationship between the first predetermined range and the second predetermined range.
First predetermined range: a range including an instruction still image written by the user at the instruction side terminal. Second predetermined range: a range including a matching still image specified by the user at the instruction side terminal. Have the following conversion relationship.
Between the second predetermined range and the first predetermined range-> Euclidean transformation
(S32)端末2は、指示静止画像の「第1の所定範囲」と、「第2の所定範囲」との間の第1の座標相対値を算出する(図6における行列Ha参照)。第1の座標相対値は、例えば平行移動行列、平行移動行列及び拡大縮小行列の組み合わせ、ユークリッド変換行列又はアフィン変換行列であってもよい(例えば非特許文献5〜7参照)。これらは、平行移動のみ、又は平行移動に、及び線形変換(拡大縮小、剪断、回転等の線形変換)を組み合わせた変換をいう。例えば矩形状の範囲であれば、第1の所定範囲の4頂点座標と、第2の所定範囲の4頂点座標との間の移動差分を意味する。
(S32) The
アフィン変換の場合、第1の所定範囲と第2の所定範囲との間で、線形変換は座標に対する2×2行列を乗算することによって表され、平行移動は2次元のベクトルの加算で表わされる。
x',y':第1の所定範囲におけるx座標及びy座標
h11,h12,h21,h22要素:線形変換要素
h13,h23要素:平行移動要素
In the case of affine transformation, between the first predetermined range and the second predetermined range, the linear transformation is represented by multiplying the 2 × 2 matrix with respect to the coordinates, and the translation is represented by the addition of a two-dimensional vector. .
また、ユークリッド変換の場合、以下のように表される。
x',y':第1の所定範囲におけるx座標及びy座標
θ:回転変換要素
tx,ty:平行移動要素
In the case of Euclidean transformation, it is expressed as follows.
tx, ty: translation element
(S33)図5によれば、端末2のディスプレイの右上に、「指示送信」用ボタンが明示されている。ユーザは、指示静止画像を書き込んだ後、「指示送信」用ボタンを押下する。これによって、端末2は、第1の座標相対値(図6における行列Haのパラメータ要素)と、指示静止画像と、第2の所定範囲で撮影動画像を静止画像としてトリミングした撮影静止画像とを、被指示端末1へ送信する。
(S33) According to FIG. 5, a “command transmission” button is clearly shown in the upper right of the display of the
[第4のステップS4]
図6によれば、更に、第3の所定範囲と第4の所定範囲のとの関係が表されている。
第3の所定範囲:被指示側端末で撮影静止画像にマッチングした範囲
第4の所定範囲:被指示側端末で指示静止画像を重畳すべき範囲
ここで、所定範囲間では、以下のような変換関係を有する。
第2の所定範囲−第3の所定範囲間 -> 射影変換・姿勢変換
第1の所定範囲−第4の所定範囲間 -> 射影変換・姿勢変換
[Fourth Step S4]
FIG. 6 further shows the relationship between the third predetermined range and the fourth predetermined range.
Third predetermined range: a range matched with a captured still image at the instructed side terminal Fourth predetermined range: a range in which the instructed still image is to be superimposed at the instructed side terminal Here, the following conversion is performed between the predetermined ranges: Have a relationship.
Between the second predetermined range and the third predetermined range-> Projection conversion / attitude conversion Between the first predetermined range and the fourth predetermined range-> Projection conversion / attitude conversion
端末1は、以下のステップで、指示静止画像を撮影動画像に重畳して表示する。
(S41)端末1は、カメラによって撮影された「撮影動画像」(撮影プレビュー映像)と、端末2から受信した「撮影静止画像」(第2の所定範囲)とがマッチングする第3の所定範囲を検出する。ここで、撮影静止画像を、射影変換又は姿勢変換させながら、撮影動画像にマッチングさせることも好ましい。撮影動画像は常に動いているものであるので、撮影静止画像とのマッチングの追従処理は常に実行されている。
The
(S41) The
(S42)第2の所定範囲と第3の所定範囲との間の第2の座標相対値を算出する(図6における行列Hp参照)。第2の座標相対値は、例えば射影変換行列又は姿勢変換行列のいずれかである(例えば非特許文献8、9参照)。
(S42) A second coordinate relative value between the second predetermined range and the third predetermined range is calculated (see matrix Hp in FIG. 6). The second coordinate relative value is, for example, either a projective transformation matrix or a posture transformation matrix (see, for example,
「射影変換」とは、平行回転移動に、平面の遠近感を表現する射影を更に加えたものである。例えば以下のような行列式によって表される。
x',y':マッチング先のx座標及びy座標
h11〜h33:パラメータ
“Projective transformation” is obtained by further adding a projection expressing the perspective of a plane to a parallel rotational movement. For example, it is represented by the following determinant.
「姿勢変換」とは、3次元空間内の剛体運動であって、6自由度の姿勢行列で表現するものである。ここで「姿勢行列」とは、3次元特殊ユークリッド群SE(3)に属し、3自由度の3次元回転行列と3次元並進ベクトルとで表される。例えば以下のような行列式によって表される。
予めカメラキャリブレーションによって求めておくことが望ましい。
しかしながら、実際の値とずれた場合でも最終的に姿勢行列と打ち消し合う
ために、重畳表示の位置には影響しない。そのため本発明の利用用途の場合、
一般的なカメラの値で代用することができる。
R(r11〜r33):3次元空間内の回転を表すパラメータ
各パラメータはオイラー角等の表現によって3パラメータで表現可能
t(t1〜t3):3次元空間内の平行移動を表すパラメータ。
x,y:撮影静止画像におけるx座標及びy座標
x',y':マッチング先のx座標及びy座標
“Posture transformation” is a rigid body motion in a three-dimensional space and is expressed by a posture matrix of 6 degrees of freedom. Here, the “attitude matrix” belongs to the three-dimensional special Euclidean group SE (3) and is represented by a three-degree-of-freedom three-dimensional rotation matrix and a three-dimensional translation vector. For example, it is represented by the following determinant.
It is desirable to obtain in advance by camera calibration.
However, even if it deviates from the actual value, it will eventually cancel out with the attitude matrix
Therefore, the superimposed display position is not affected. Therefore, in the use application of the present invention,
A common camera value can be used instead.
R (r11 to r33): parameter representing rotation in the three-dimensional space
Each parameter can be expressed by three parameters by expressing Euler angles etc. t (t1 to t3): A parameter representing a parallel movement in a three-dimensional space.
x, y: x-coordinate and y-coordinate in the captured still image x ′, y ′: x-coordinate and y-coordinate of matching destination
(S43)撮影静止画像(第2の所定範囲)に第1の座標相対値及び第2の座標相対値を反映した第4の所定範囲に、「指示静止画像」を重畳させてディスプレイに表示する(図6におけるHp・Ha参照)。具体的には、ARのマーカレス型・物体認識方式を適用したものである。 (S43) The “designated still image” is superimposed on the fourth predetermined range reflecting the first coordinate relative value and the second coordinate relative value on the captured still image (second predetermined range) and displayed on the display. (Refer to Hp · Ha in FIG. 6). Specifically, an AR markerless type / object recognition method is applied.
図7は、撮影対象物に対する撮影位置が平行回転移動した場合における第1の端末の画面図である。
図8は、図7について撮影対象物に対する撮影位置が射影移動した場合における第1の端末の画面図である。
FIG. 7 is a screen diagram of the first terminal when the shooting position with respect to the shooting target object has been translated and rotated.
FIG. 8 is a screen diagram of the first terminal when the shooting position with respect to the shooting target is moved in a projective manner in FIG.
図9は、第1の端末及び第2の端末の機能構成図である。 FIG. 9 is a functional configuration diagram of the first terminal and the second terminal.
被指示側端末としての端末1は、ネットワークに接続すると共に、ディスプレイ13及びカメラ14とを有する。また、端末1は、撮影動画像送信部11と、映像表示制御部12とを有する。これら機能構成部は、端末1に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。
撮影動画像送信部11は、カメラ14による撮影動画像を逐次、相手方端末2へ送信する(図2のS1と同様)。
映像表示制御部12は、カメラ14によって撮影された撮影動画像と、相手方端末2から受信した撮影静止画像(第2の所定範囲)とがマッチングする第3の所定範囲を検出する。次に、第2の所定範囲と第3の所定範囲との間の第2の座標相対値を算出する。そして、撮影静止画像(第2の所定範囲)に第1の座標相対値及び第2の座標相対値を反映した第4の所定範囲に、指示静止画像を重畳させてディスプレイ13に表示する(図2のS41〜S43と同様)。
A
The captured moving
The video
指示側端末としての端末2は、ネットワークに接続すると共に、タッチパネルディスプレイ23を有する。また、端末2は、指示静止画像入力部21と、指示静止画像送信部22とを有する。これら機能構成部は、端末2に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。
指示静止画像入力部21は、第2の実施形態によれば、当該撮影動画像に対する第2の所定範囲をユーザに指定させると共に、当該撮影動画像に対する指示静止画像をユーザに書き込ませる(図2のS21及びS22と同様)。
指示静止画像送信部22は、第2の実施形態によれば、ユーザに書き込まれた指示静止画像を含む第1の所定範囲と、第2の所定範囲との間の第1の座標相対値を算出する。そして、第1の座標相対値と、指示静止画像と、第2の所定範囲で撮影動画像を静止画像としてトリミングした撮影静止画像とを、端末1へ送信する(図2のS31〜S33と同様)。
The
According to the second embodiment, the instruction still
According to the second embodiment, the instruction still
図10は、送信側及び受信側の両方の機能を搭載した両用端末の機能構成図である。 FIG. 10 is a functional configuration diagram of a dual-purpose terminal equipped with both functions on the transmission side and reception side.
図10によれば、両用端末3における各機能構成部は、図9における被指示側端末1及び指示側端末2の機能構成部と全く同様のものである。また、これら機能構成部は、端末3に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。
According to FIG. 10, each functional component in the dual-
以上、詳細に説明したように、本発明の映像指示方法、システム、端末、及びプログラムによれば、マーカや登録オブジェクト画像を用いることなく、一方の端末のカメラに写る映像に対して、他方の端末から画像的な指示をすることができる。 As described above in detail, according to the video instruction method, system, terminal, and program of the present invention, without using a marker or a registered object image, a video captured by the camera of one terminal is Image instructions can be given from the terminal.
前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。 Various changes, modifications, and omissions of the above-described various embodiments of the present invention can be easily made by those skilled in the art. The above description is merely an example, and is not intended to be restrictive. The invention is limited only as defined in the following claims and the equivalents thereto.
1 被指示側端末
11 撮影動画像送信部
12 映像表示制御部
13 ディスプレイ
14 カメラ
2 指示側端末
21 指示静止画像入力部
22 指示静止画像送信部
23 タッチパネルディスプレイ
3 両用端末
DESCRIPTION OF
Claims (12)
第1の端末が、前記カメラによる撮影動画像を逐次、第2の端末へ送信する第1のステップと、
第2の端末が、受信した前記撮影動画像を前記ディスプレイに表示し、当該撮影動画像に対する第2の所定範囲をユーザに指定させると共に、当該撮影動画像に対する指示静止画像をユーザに書き込ませる第2のステップと、
第2の端末が、ユーザに書き込まれた指示静止画像を含む第1の所定範囲と、第2の所定範囲との間の第1の座標相対値を算出すると共に、第1の座標相対値と、前記指示静止画像と、第2の所定範囲で前記撮影動画像を静止画像としてトリミングした撮影静止画像とを、第1の端末へ送信する第3のステップと、
第1の端末が、前記カメラによって撮影された撮影動画像と前記撮影静止画像(第2の所定範囲)とがマッチングする第3の所定範囲を検出し、第2の所定範囲と第3の所定範囲との間の第2の座標相対値を算出し、前記撮影静止画像(第2の所定範囲)に第1の座標相対値及び第2の座標相対値を反映した第4の所定範囲に、前記指示静止画像を重畳させて前記ディスプレイに表示する第4のステップと
を有することを特徴とする映像指示方法。 In a video instruction method in a system in which a first terminal having a display and a camera and a second terminal having a display are connected via a network,
A first step in which a first terminal sequentially transmits a moving image captured by the camera to a second terminal;
The second terminal displays the received captured moving image on the display, causes the user to specify a second predetermined range for the captured moving image, and causes the user to write an instruction still image for the captured moving image. Two steps,
The second terminal calculates a first coordinate relative value between the first predetermined range including the instruction still image written by the user and the second predetermined range, and the first coordinate relative value A third step of transmitting the instruction still image and a captured still image obtained by trimming the captured moving image as a still image within a second predetermined range to the first terminal;
The first terminal detects a third predetermined range in which the captured moving image captured by the camera matches the captured still image (second predetermined range), and the second predetermined range and the third predetermined range are detected. Calculating a second relative coordinate value between the range and a fourth predetermined range reflecting the first coordinate relative value and the second coordinate relative value in the captured still image (second predetermined range); And a fourth step of displaying the instruction still image on the display in a superimposed manner.
第2の座標相対値は、射影変換行列又は姿勢変換行列である
ことを特徴とする請求項1に記載の映像指示方法。 The first coordinate relative value is a translation matrix, a combination of a translation matrix and a scaling matrix, a Euclidean transformation matrix or an affine transformation matrix,
The video instruction method according to claim 1, wherein the second coordinate relative value is a projective transformation matrix or a posture transformation matrix.
前記指示静止画像は、低データ量のための解像度圧縮画像である
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の映像指示方法。 The photographed still image is a feature amount image for the matching or a resolution compressed image for a low data amount,
The video instruction method according to claim 1, wherein the instruction still image is a resolution-compressed image for a low data amount.
第2のステップについて、第2の端末は、前記タッチパネルディスプレイ上でユーザに指によって描かれた画像を指示静止画像とする
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の映像指示方法。 The display mounted on the second terminal is a touch panel display,
The video according to any one of claims 1 to 6, wherein in the second step, the second terminal uses the image drawn by the finger of the user on the touch panel display as an instruction still image. Instruction method.
第2のステップについて、第2の端末は、前記タッチペンによってユーザに描かれた画像を指示静止画像とする
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の映像指示方法。 The second terminal is further connected to a touch pen input device that allows the user to draw the captured moving image displayed on the display,
7. The video instruction method according to claim 1, wherein the second terminal uses the image drawn by the user with the touch pen as an instruction still image. 8.
第1の端末は、
前記カメラによる撮影動画像を逐次、第2の端末へ送信する撮影動画像送信手段と、
前記カメラによって撮影された撮影動画像と、第2の端末から受信した撮影静止画像(第2の所定範囲)とがマッチングする第3の所定範囲を検出し、第2の所定範囲と第3の所定範囲との間の第2の座標相対値を算出し、前記撮影静止画像(第2の所定範囲)に第1の座標相対値及び第2の座標相対値を反映した第4の所定範囲に、前記指示静止画像を重畳させて前記ディスプレイに表示する映像表示制御手段と
を有し、
第2の端末は、
受信した撮影動画像を前記ディスプレイに表示し、当該撮影動画像に対する第2の所定範囲をユーザに指定させると共に、当該撮影動画像に対する指示静止画像をユーザに書き込ませる指示静止画像入力手段と、
ユーザに書き込まれた指示静止画像を含む第1の所定範囲と、第2の所定範囲との間の第1の座標相対値を算出すると共に、第1の座標相対値と、前記指示静止画像と、第2の所定範囲で前記撮影動画像を静止画像としてトリミングした撮影静止画像とを、第1の端末へ送信する指示静止画像送信手段と
を有することを特徴とする映像指示システム。 In a video instruction system in which a first terminal having a display and a camera and a second terminal having a display are connected via a network,
The first terminal is
Shooting moving image transmitting means for sequentially transmitting a moving image captured by the camera to the second terminal;
A third predetermined range in which a captured moving image captured by the camera matches a captured still image (second predetermined range) received from the second terminal is detected, and the second predetermined range and the third predetermined range are detected. A second coordinate relative value between the predetermined range is calculated, and a fourth predetermined range reflecting the first coordinate relative value and the second coordinate relative value in the captured still image (second predetermined range) is calculated. Video display control means for displaying the instruction still image on the display in a superimposed manner,
The second terminal
Instructed still image input means for displaying the received captured moving image on the display, causing the user to specify a second predetermined range for the captured moving image, and for allowing the user to write an instruction still image for the captured moving image;
The first coordinate relative value between the first predetermined range including the designated still image written by the user and the second predetermined range is calculated, and the first coordinate relative value, the designated still image, A video instruction system comprising: an instruction still image transmission unit that transmits a captured still image obtained by trimming the captured moving image as a still image within a second predetermined range to the first terminal.
前記カメラによる撮影動画像を逐次、相手方端末へ送信する撮影動画像送信手段と、
相手方端末から受信した撮影動画像を前記ディスプレイに表示し、当該撮影動画像に対する第2の所定範囲をユーザに指定させると共に、当該撮影動画像に対する指示静止画像をユーザに書き込ませる指示静止画像入力手段と、
ユーザに書き込まれた指示静止画像を含む第1の所定範囲と、第2の所定範囲との間の第1の座標相対値を算出すると共に、第1の座標相対値と、前記指示静止画像と、第2の所定範囲で前記撮影動画像を静止画像としてトリミングした撮影静止画像とを、相手方端末へ送信する指示静止画像送信手段と、
前記カメラによって撮影された撮影動画像と、相手方端末から受信した撮影静止画像(第2の所定範囲)とがマッチングする第3の所定範囲を検出し、第2の所定範囲と第3の所定範囲との間の第2の座標相対値を算出し、前記撮影静止画像(第2の所定範囲)に第1の座標相対値及び第2の座標相対値を反映した第4の所定範囲に、前記指示静止画像を重畳させて前記ディスプレイに表示する映像表示制御手段と
を有することを特徴とする端末。 In a terminal equipped with a display and a camera,
Shooting moving image transmitting means for sequentially transmitting a moving image captured by the camera to the counterpart terminal;
Instructed still image input means for displaying a captured moving image received from the counterpart terminal on the display, causing the user to specify a second predetermined range for the captured moving image, and for the user to write an instruction still image for the captured moving image. When,
The first coordinate relative value between the first predetermined range including the designated still image written by the user and the second predetermined range is calculated, and the first coordinate relative value, the designated still image, An instruction still image transmitting means for transmitting a captured still image obtained by trimming the captured moving image as a still image within a second predetermined range to a counterpart terminal;
A third predetermined range in which a captured moving image captured by the camera matches a captured still image (second predetermined range) received from the counterpart terminal is detected, and the second predetermined range and the third predetermined range are detected. The second coordinate relative value between the first coordinate relative value and the second coordinate relative value is reflected in the captured still image (second predetermined range). A terminal comprising: video display control means for displaying an instruction still image superimposed on the display.
前記カメラによる撮影動画像を逐次、相手方端末へ送信する撮影動画像送信手段と、
相手方端末から受信した撮影動画像を前記ディスプレイに表示し、当該撮影動画像に対する第2の所定範囲をユーザに指定させると共に、当該撮影動画像に対する指示静止画像をユーザに書き込ませる指示静止画像入力手段と、
ユーザに書き込まれた指示静止画像を含む第1の所定範囲と、第2の所定範囲との間の第1の座標相対値を算出すると共に、第1の座標相対値と、前記指示静止画像と、第2の所定範囲で前記撮影動画像を静止画像としてトリミングした撮影静止画像とを、相手方端末へ送信する指示静止画像送信手段と、
前記カメラによって撮影された撮影動画像と、相手方端末から受信した撮影静止画像(第2の所定範囲)とがマッチングする第3の所定範囲を検出し、第2の所定範囲と第3の所定範囲との間の第2の座標相対値を算出し、前記撮影静止画像(第2の所定範囲)に第1の座標相対値及び第2の座標相対値を反映した第4の所定範囲に、前記指示静止画像を重畳させて前記ディスプレイに表示する映像表示制御手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする端末用のプログラム。 In a program for causing a computer mounted on a terminal equipped with a display and a camera to function,
Shooting moving image transmitting means for sequentially transmitting a moving image captured by the camera to the counterpart terminal;
Instructed still image input means for displaying a captured moving image received from the counterpart terminal on the display, causing the user to specify a second predetermined range for the captured moving image, and for the user to write an instruction still image for the captured moving image. When,
The first coordinate relative value between the first predetermined range including the designated still image written by the user and the second predetermined range is calculated, and the first coordinate relative value, the designated still image, An instruction still image transmitting means for transmitting a captured still image obtained by trimming the captured moving image as a still image within a second predetermined range to a counterpart terminal;
A third predetermined range in which a captured moving image captured by the camera matches a captured still image (second predetermined range) received from the counterpart terminal is detected, and the second predetermined range and the third predetermined range are detected. The second coordinate relative value between the first coordinate relative value and the second coordinate relative value is reflected in the captured still image (second predetermined range). A program for a terminal, which causes a computer to function as video display control means for displaying an instruction still image superimposed on the display.
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