JP2019008346A - 画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法及び画像処理プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】三次元データ102による三次元空間内に仮想配置されたカメラのカメラワークを生成して、生成したカメラワークによるカメラの視野情報に基づき画像を作成する画像処理装置105であって、利用者状態測定部106から取得した利用者の身体情報に基づき、利用者の身体状態を推定して、推定された利用者の身体状態に基づいて、仮想配置されたカメラのカメラワークを変更する。
【選択図】図1
Description
なお、以下において、「利用者」とは画像コンテンツを鑑賞したり、画像コンテンツを視認することでコンテンツを利用・活用する個人などのエンドユーザを指すものとする。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
図1は、本発明の画像処理システムの一実施形態を示すブロック図である。画像処理システム1は、コンテンツデータベース101、画像処理装置105、表示部113を備えている。
基準カメラワークデータ103は、三次元データ102により形成された仮想三次元空間内に仮想配置されたカメラの視野情報を含むカメラワークデータである。ここでは、複数の制御点におけるカメラのカメラワークデータを含んでいる。以下、基準カメラワークは、補正前のカメラワークであり、様々に変更可能なカメラワークの内、最も演出を抑えたカメラワークに相当するものとして説明する。しかし、基準カメラワークの設定の仕方は、最も演出を抑えたカメラワークに限定されるものではなく、最も演出を強めたものであってもよいし、演出を抑えたものと強めたものの中間的なものであってもよいことは言うまでもない。
ここで仮想配置されたカメラの視野情報について説明する。視野情報は、仮想三次元空間における各制御点におけるカメラの位置(x,y,z)とカメラの向き(Y,P,R)と、を含むカメラの視野及び状態に関する情報をいう。カメラの位置はx、y、zの各座標によって表される。カメラの向き(Y,P,R)は、Yはヨー角(水平方向)、Pはピッチ角(垂直方向)、Rはロール角(前後方向)を表す。なお、視野情報には仮想配置されたカメラのズーム量に対応する視野角Wが適宜含まれる。ここで、カメラのズーム量が多ければ視野角は狭く、カメラのズーム量が少なければ視野角は広くなる。
また、制御点Lnでは、カメラの位置は(xbase,ybase,zbase)nとなり、カメラの向きは(Ybase,Pbase,Rbase)nとなり、視野角は(Wbase)nとなる。つまり、基準カメラワークデータ103は、制御点の数n個の制御点を有している。ここで、nは自然数を示し、制御点の数は1以上となり、さらに、制御点を複数有することで多用な演出が可能となる。
そして、制御点Lm(mは自然数)における基準カメラワークデータ(Bm)は
(Bm)=[(xbase,ybase,zbase)m,(Ybase,Pbase,Rbase)m,(Wbase)m] (m=1〜n)
と示すことができる。
また、制御点Lnでは、カメラの位置の補正データは(xeff1,yeff1,zeff1)n〜(xeffi,yeffi,zeffi)nとなり、カメラの向きの補正データは(Yeff1,Peff1,Reff1)n〜(Yeffj,Peffj,Reffj)nとなり、視野角の補正データは(Weff1)n〜(Weffk)nとなる。ここで、nは自然数を示す。
ここで、制御点Lm(mは自然数)において、カメラワーク補正データは、
(Em)=[(xeff1,yeff1,zeff1)m〜(xeffi,yeffi,zeffi)m,(Yeff1,Peff1,Reff1)m〜(Yeffj,Peffj,Reffj)m,(Weff1)m〜(Weffk)m] (m=1〜n)
と示すことができる。
利用者状態測定部106は、利用者の生理指標等の身体情報を取得する。利用者状態測定部106は、画像処理装置105の外部に設けられていてもよい。このとき、利用者状態測定部106と画像処理装置105とはデータのやりとりができればよい。
利用者状態測定部106は、利用者の身体状態を測定するために様々な形態が含まれる。例えば、脳波計、心拍数測定器、カメラ、サーモグラフィー、血圧計、発汗計、体温計、重心動揺計、姿勢測定器、瞳孔測定器、皮膚電位計、眼電位センサー、音声測定器、生体インピーダンス測定器、血中酸素濃度計、利用者自身に取り付けられた角速度(ジャイロ)センサー、加速度センサーなどである。
さらに、利用者状態測定部106は、利用者が接する操作装置、システムの入出力装置自体や、それらに設置された各種センサーであってもよいし、利用者が触れる座席、身体を保持する稈、ペダル、ヘルメットなどの身体保持具に備え付けられたセンサー類であってもよい。また、これらは、1つでもよいし2つ以上を組み合わせて利用者状態測定部106としてもよい。
さらに、利用者が接する操作装置や身体保持具であれば、操作装置に加えられる圧力の大きさ、頻度などを測定する。
利用者状態推定部107は、利用者状態測定部106によって取得された利用者の身体状態に関連する生理指標から、利用者の身体状態を推定する。利用者の身体状態の推定としては、大きく分ければ、利用者にとって望ましいポジティブな評価要因と、利用者にとって望ましくないネガティブな評価要因の2種類の評価要因の組み合わせから推定される。例えば、ポジティブな評価要因が優位なポジティブな状態であれば、楽しいと感じている状態、集中している状態、リラックスしている状態などである。また、ネガティブな評価が優位なネガティブな状態であれば、映像酔いをしている状態、視覚誘導性自己運動感覚が過大の状態、ストレスを溜めている状態、不快感を示している状態、まぶしさを感じている状態、疲れている状態などである。
調整係数決定部108は、利用者状態推定部107によって推定された利用者の身体状態に基づいて、カメラワーク生成部で用いられる調整係数を決定する。例えば、利用者のストレス指標が増大したネガティブな状態の場合は、利用者に加わる運動刺激を低減するため、映像の演出を少なくする方向に調整係数を変更するなどである。
制御部111は、利用者状態測定部106、利用者状態推定部107、調整係数決定部108、カメラワーク生成部109、レンダリング部112に接続されており、これらに動作指示信号を送信する。また、制御部111は、カメラワーク生成部109にカメラワーク再生指示を与える。
カメラワーク生成部109は、基準カメラワークデータ103とカメラワーク補正データ104を読み取り、調整係数決定部108から得た調整係数を用いてカメラワークを生成し、レンダリング部112に送付する。
レンダリング部112は、カメラワーク生成部109に接続しており、カメラワーク生成部109によって設定されたカメラワークをレンダリング部112が受信する。また、レンダリング部112は、制御部111に接続されており、制御部111から画像作成信号を受信し、これにより画像を作成する。さらに、レンダリング部112は、コンテンツデータベース101の三次元データ102にも接続されている。レンダリング部112は、制御部111からの画像作成信号の受信を契機として、三次元データ102から三次元CGデータを読み取る。そして、レンダリング部112は、読み取った三次元CGデータとカメラワーク生成部109で生成されたカメラワークを用いて画像データを作成する。この画像データは、カメラワーク生成部109で生成されたカメラワークにより仮想配置されたカメラからの視野情報による画像データとなる。レンダリング部112において作成された画像データは、レンダリング部112に接続された表示部113に送出される。
表示部113は、レンダリング部112から送られた画像データを表示画面に表示する。このとき、カメラワークが変化することによって、画像が変更されるため、映像の動きにより生じる自己運動感覚や映像酔いなどの利用者への影響が変化する。このとき、表示部113を視聴している利用者から利用者状態測定部106を介して生理情報を取得し、状況に応じて画像データを形成するためのカメラワークが変更される。表示部113は、液晶、有機EL、プラズマディスプレイ、プロジェクタなどの各種の表示装置であり、例えば、HMD(ヘッドマウントディスプレイ)や、大型スクリーン、超高精細ディスプレイなども含まれる。
次に、調整係数を用いたカメラワークの生成について説明する。カメラワークの生成は、カメラワーク補正データ104に対して、調整係数を用いることで、カメラワークの調整の度合い、即ち演出の度合いを変化させることができる。ここで、基準カメラワークデータ103では、演出が最も少ないカメラワークのデータであり、例えば、仮想カメラの位置はBスプライン曲線に沿って配置され、カメラの方向はBスプライン曲線の接線方向とすることができる。
(x,y,z)m=(xbase,ybase,zbase)m+α1(xeff1,yeff1,zeff1)m
+α2(xeff2,yeff2,zeff2)m+α3(xeff3,yeff3,zeff3)m
+・・・+αi(xeffi,yeffi,zeffi)m
・・・(式1)
(Y、P、R)m=(Ybase,Pbase,Rbase)m+β1(Yeff1,Peff1,Reff1)m
+β2(Yeff2,Peff2,Reff2)m+β3(Yeff3,Peff3,Reff3)m
+・・・+βj(Yeffj,Peffj,Reffj)m
・・・(式2)
(W)m = (Wbase)m+γ1(Weff1)m+γ2(Weff2)m+γ3(Weff1)m
+・・・+γk(Weffi)m
・・・(式3)
(x,y,z)m=(xbase,ybase,zbase)m
+α1(xeff1)m +α2(yeff2)m+α3(zeff3)m
・・・(式4)
この式4では、調整係数α1、α2、α3の値を調整すれば各座標x、y、z毎の補正をすることができる。
(Y,P,R)m=(Ybase,Pbase,Rbase)m
+β1(Yeff1)m +β2(Peff2)m+β3(Reff3)m
・・・(式5)
この式5では、調整係数β1、β2、β3の値を調整すれば各角度成分Y、P、R毎の補正をすることができる。
Sm = (Bm)+α*(Em) (m=1〜n)
・・・(式6)
で表すことができ、1つの調整係数αのみで調整することができる。
各調整係数は、α1、α2、α3・・・αi、β1、β2、β3・・・βj、γ1、γ2、γ3・・・γkは、予め所望の演出を表す高い値としておき、カメラワーク補正データをふまえたカメラワークとしておくことができる。そして、その後に、利用者状態測定部106からの情報に基づき、調整係数の値を下げる処理を行う。この場合、利用者状態測定部106からの情報に基づき、利用者状態推定部107が利用者の身体状態が演出効果の過剰によるネガティブな状態と推定したときは、それに応じて、ネガティブな状況を抑えるように各調整係数の値を低く調整して(もしくは0として)、基準カメラワークに近づける処理を行う。この場合の調整は、各調整係数ごとにネガティブな状況を生じさせた評価要因に応じて各値を調整するようにできる。このようにすることで、利用者のネガティブな状況を抑えることができる。また、調整を行う調整係数を選択することで、必要以上に演出を抑えることを防止することができる。また、利用者状態測定部106からの情報が変化して、利用者状態推定部107が利用者の身体状態がネガティブでないと推定したときは、調整係数による補正を当初の定められた演出に戻す方向に増加させてもよい。この場合、利用者の身体状態をみながら、少しずつ調整係数を上げていってもよい。ネガティブな状態が解消されていると推定されれば、調整係数を基の値に戻すことも可能である。
これらの調整係数の処理には人工知能(AI)の技術を用いてもよい。例えば、過去の利用者状態測定部106からの情報に対して調整係数の処理を行った場合の、利用者状態測定部106からのフィードバックの情報を蓄積しておく。そして、次回以降に利用者状態測定部106からの情報に基づき、過去の蓄積した情報から推定して利用者の身体状態が適切になるように各調整係数の調整の処理を行うなどである。
次に、具体的な利用者状態測定部106からの情報に対する利用者状態推定部107の推定について説明する。これらは、複数を同時に使用して、それらを調整係数の決定に反映してもよい。
また、利用者が接する操作装置や身体保持具であれば、操作装置に加えられる圧力の大きさ、頻度などから利用者の集中度や興奮度合いなどの身体状態を推定することができる。
さらに、こうした利用者の身体状態の推定に当たっても、AIの技術を活用することが可能である。
図2は、本発明による画像処理装置によって行われる仮想配置されたカメラの各制御点における基準カメラワークと演出効果を高めたカメラワークの一例を示す概略図である。
これらを用いた、カメラワークの調整は、始めは演出効果の高いCW2のカメラワークとしておくことができる。この場合、カメラワーク補正データ(E)の影響が高く反映されている。そして、利用者状態測定部106からの情報に基づき、利用者状態推定部107で利用者が、例えば、映像酔いなどの演出の過剰による何らかのネガティブな状態と推定されれば、カメラワーク補正データ(E)の影響を下げる処理を行う。このときは、調整係数決定部108において、ネガティブな状態(例えば、映像酔いの状態)を緩和する方向になるように調整の度合いを下げるように調整係数を決定される。すなわち、CW2のカメラワークから、CW1のカメラワークに近づく、もしくは、CW1のカメラワークそのものになるように処理される。さらに、利用者状態測定部106からの情報が変化して、利用者状態推定部107が利用者の身体状態がネガティブでないと推定したときは、CW2へもどすように処理をさせてもよい。
なお、上記の基準カメラワークデータ(B)及びカメラワーク補正データ(E)は、映像製作者の判断によって設定することができる。例えば、図2に示すように、映像製作者は、まず刺激感が少ない極めて控えめなカメラワーク(基準カメラワークCW1)が得られる基準カメラワークデータを設定し、カメラワークによる演出が過剰と思われるまで演出効果を高めたカメラワークと基準カメラワークCW1との差分に対応する情報をカメラワーク補正データとして設定することができる。
上記のように構成した画像処理装置105において、予め設定された基準カメラワークデータ(B)と、これに対応するカメラワーク補正データ(E)と、利用者の身体状態に基づいて決定された調整係数と、に基づいて三次元CGデータから画像が作成される。
図3は、本発明の画像処理装置による画像処理方法のフローチャートの一例を示す。
次に、上記のごとき画像処理方法をコンピュータに実施させることができる画像処理プログラムについて説明する。
上述した実施形態の第1の変形例について説明する。上述した実施形態では、コンテンツデータベース101と画像処理装置105とが接続などされていることについて説明した。第1の変形例として、この接続以外の構成としては、コンテンツデータベース101と画像処理装置105は、インターネット等のネットワーク回線又は無線若しくは有線による通信を用いて行うことが可能な構成としてもよい。この構成によれば、大容量の記録媒体を必要とする三次元データ102等の画像データを、近くの場所に設置する必要がなく、利用者自身が直接保有しないで構成することも可能となる。例えば、大容量の記録媒体を備えない小型携帯端末においても、上述した画像を生成して表示することができる。この場合、三次元データ102等の画像データは、ネットワーク回線や無線により、遠隔で配置されたコンテンツデータベース101から小型携帯端末が取得可能となる。
上述した実施形態の第2の変形例について説明する。上述した実施形態では、利用者状態測定部106は、画像処理装置105として備えることを説明した。第2の変形例として、利用者状態測定部106は、画像処理装置105とは、離れて構成させてもよく、この場合、利用者状態測定部106以外の画像処理装置105の機能と、利用者状態測定部106および表示部113との間の接続が、ネットワーク回線又は無線若しくは有線による通信を用いて行われる構成としてもよい。この構成によれば、利用者状態測定部106単体で測定した情報を利用者状態測定部106とは別に構成される画像処理装置105で取得できるため、利用者状態測定部106の汎用性を増すことができる。
上述した実施形態の第3の変形例について説明する。第3の変形例では、上述した実施形態における視野情報に、三次元空間を移動するカメラの速度及び/又は加速度を含むこととしてもよい。ここで、制御点ごとにカメラの速度及び/又は加速度を設定し、補正係数によって制御点間のカメラの移動速度を動的に変更することができる。例えば、大きな速度や加速度であれば、演出が高い効果が期待できるが、利用者がネガティブな状態と推定したときは、補正係数の変更により、小さな速度や加速度とするなどである。このような構成によれば、制御点間のカメラの移動速度の変化による視覚効果の変化を利用者の身体状態に応じて提供することができる。
上述した実施形態の第4の変形例について説明する。上述した実施形態においては、複数の制御点に対して基準カメラワークデータ(B)及びカメラワーク補正データ(E)が設定されている。この場合、制御点による制御に応じて処理を行うため、時間間隔は一定である必要はない。一方で、第4の変形例として、時刻ごと(例えば1秒間隔ごと)に基準カメラワークデータ(B)及びカメラワーク補正データ(E)を設定しても良い。すなわち、一定の時刻毎に基準カメラワークデータ(B)及びカメラワーク補正データ(E)を設定して処理を行う構成とする。これ以外の構成は上述した実施形態における、画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法及び画像処理プログラムと略同一の構成とすることができる。また、制御点に換えて時刻毎に基準カメラワークデータ(B)及びカメラワーク補正データ(E)を設定したとしても、上述した実施形態と略同様の効果が得られる。
また、制御点は、必ずしもすべての制御点を用いる必要はなく、適宜、スキップして基準カメラワークとしても差し支えない。
101 コンテンツデータベース
102 三次元データ
103 基準カメラワークデータ
104 カメラワーク補正データ
105 画像処理装置
106 利用者状態測定部
107 利用者状態推定部
108 調整係数決定部
109 カメラワーク生成部
110 操作部
111 制御部
112 レンダリング部
113 表示部
Claims (15)
- 三次元データによる三次元空間内に仮想配置されたカメラのカメラワークを生成して、生成したカメラワークによるカメラの視野情報に基づき画像を作成する画像処理装置であって、
利用者状態測定部から取得した利用者の身体情報に基づき、利用者の身体状態を推定して、推定された利用者の身体状態に基づいて、前記仮想配置されたカメラのカメラワークを変更することを特徴とする画像処理装置。 - 前記視野情報は、カメラの位置及びカメラの向きの情報を含むことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記視野情報は、視野角の情報を含むことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記利用者の身体情報に、脳波、心拍、血圧、体温、表情の少なくとも1つを用いることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記カメラワークは、基準カメラワークデータに、調整係数がかけてあるカメラワーク補正データを加える式により生成されることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記カメラワークの変更は、前記調整係数を推定された利用者の身体状態に基づいて変更することにより行うことを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。
- 請求項1に記載の画像処理装置と、コンテンツデータベースとを備え、前記三次元データは前記コンテンツデータベースに記録されることを特徴とする画像処理システム。
- 請求項5に記載の画像処理装置と、コンテンツデータベースとを備え、基準カメラワークデータ及び前記カメラワーク補正データは、前記コンテンツデータベースに記録されることを特徴とする画像処理システム。
- 三次元データによる三次元空間内に仮想配置されたカメラのカメラワークを生成するステップと、生成したカメラワークによるカメラの視野情報に基づき画像を作成するステップと、利用者状態測定手段から取得した利用者の身体情報に基づき利用者の身体状態を推定するステップと、推定された利用者の身体状態に基づいて前記仮想配置されたカメラのカメラワークを変更するステップとを有することを特徴とする画像処理方法。
- 前記視野情報は、カメラの位置及びカメラの向きの情報を含むことを特徴とする請求項9に記載の画像処理方法。
- 前記視野情報は、視野角の情報を含むことを特徴とする請求項9に記載の画像処理方法。
- 前記利用者の身体情報に、脳波、心拍、血圧、体温、表情の少なくとも1つを用いることを特徴とする請求項9に記載の画像処理方法。
- 前記カメラワークは、基準カメラワークデータに、調整係数がかけてあるカメラワーク補正データを加える式により生成されることを特徴とする請求項9に記載の画像処理方法。
- 前記カメラワークの変更は、前記調整係数を推定された利用者の身体状態に基づいて変更することにより行うことを特徴とする請求項13に記載の画像処理方法。
- コンピュータに、三次元データによる三次元空間内に仮想配置されたカメラのカメラワークを生成するステップと、生成したカメラワークによるカメラの視野情報に基づき画像を作成するステップと、利用者状態測定手段から取得した利用者の身体情報に基づき、利用者の身体状態を推定するステップと、推定された利用者の身体状態に基づいて、前記仮想配置されたカメラのカメラワークを変更するステップとを実行させるための画像処理プログラム。
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