JP2744394B2 - Realism image display device and realism image input / output device - Google Patents

Realism image display device and realism image input / output device

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JP2744394B2 JP5019178A JP1917893A JP2744394B2 JP 2744394 B2 JP2744394 B2 JP 2744394B2 JP 5019178 A JP5019178 A JP 5019178A JP 1917893 A JP1917893 A JP 1917893A JP 2744394 B2 JP2744394 B2 JP 2744394B2
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  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は,高臨場感を必要とする
画像表示装置および対面型の画像通信,例えば高機能T
V電話,テレビ会議等の撮像,表示装置に用いられる臨
場感画像表示装置および臨場感画像入出力装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display apparatus and a face-to-face image communication requiring a high sense of reality, for example, a high-performance T
The present invention relates to a real-life image display device and a real-life image input / output device used for imaging and display devices such as a V-phone and a video conference.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年,画像通信技術の発達に伴い,遠隔
地間を画像,音声通信網で接続したTV電話,テレビ会
議サービスが普及しつつある。また,画像通信を用いた
サービスのなかでも医療コンサルタント,法律コンサル
タント,あるいはVIP用の通信端末として,高臨場感
を得ることのできる端末が求められている。高臨場感画
像通信を実現する手段として立体画像表示等が検討され
ているが,自然な立体表示を得るためには,数十枚の画
像情報を同時に伝送する必要があり,大量の通信容量が
求められる。さらに,立体画像を長時間観察する場合,
眼疲労等の問題が生じる等の課題を克服する必要があ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, with the development of image communication technology, TV telephones and video conference services in which remote locations are connected by an image and voice communication network have become widespread. In addition, among services using image communication, there is a demand for a terminal capable of obtaining a high sense of reality as a medical consultant, a legal consultant, or a communication terminal for VIP. Stereoscopic image display is being considered as a means of realizing high-presence image communication, but in order to obtain natural stereoscopic display, it is necessary to simultaneously transmit several tens of image information, and a large amount of communication capacity is required. Desired. Furthermore, when observing stereoscopic images for a long time,
It is necessary to overcome problems such as problems such as eye fatigue.

【0003】比較的簡便な構成で,高臨場感の要因であ
る奥行き感がある画像を表示させるための方式として
は,背景に対し人物部分が浮びあがるように見える表示
方式が考案されている。現在実用化されている方式とし
て,現実の背景セット前方にハーフミラーを用いて人物
の虚像と合成表示するマジックビジョン方式がある。
As a method for displaying an image having a sense of depth, which is a relatively simple structure, and which is a cause of a high sense of reality, a display method in which a person appears to be raised above the background has been devised. As a method that is currently in practical use, there is a magic vision method in which a half-mirror is used to combine and display a virtual image of a person in front of an actual background set.

【0004】図3にその従来技術の構成を示す。観察者
31は,投影機32によって投影された実像33をハー
フミラー34での反射像である虚像人物画像35として
観察する。虚像人物画像35は実物の背景36と重なる
位置で観察されるので,人物があたかも背景36内の空
間に浮びあがるように観察される。
FIG. 3 shows the configuration of the prior art. The observer 31 observes the real image 33 projected by the projector 32 as a virtual image person image 35 which is a reflection image of the half mirror 34. Since the virtual image person image 35 is observed at a position overlapping the real background 36, the person is observed as if it were floating in the space in the background 36.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】マジックビジョン方式
を通信に用いる場合,背景36が実物のセットであり,
固定されているため使用できるシチュエーションが限定
されること,さらに人物像が虚像で表示されるため,人
物像と背景との重なり部分が見えてしまい,これを隠す
ため背景36の照明を暗くしなければならず,背景情報
が活かされないなどの問題がある。
When the Magic Vision system is used for communication, the background 36 is a set of real objects,
The fixed situation limits the situations that can be used. Furthermore, since the human image is displayed as a virtual image, the overlapping portion between the human image and the background can be seen, and the illumination of the background 36 must be darkened to hide this. And there is a problem that background information is not utilized.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め,本発明では,任意背景から切り出した虚像人物画像
と,その人物画像部分を影画像として任意の背景と合成
した背景画像を奥行きが異なる2つの面上に表示させる
ようにする。この際に,前記虚像人物画像を前記背景画
像の人物影部分と重なるように背景画像の前方に表示さ
せる。さらに,観察者の頭部の左右移動位置に応じて前
記背景画像中の人物影部分をスクロールさせる。
In order to solve this problem, according to the present invention, a virtual image human image cut out from an arbitrary background and a background image obtained by combining the human image portion as a shadow image with an arbitrary background have different depths. Display on two surfaces. At this time, the virtual image person image is displayed in front of the background image so as to overlap the person shadow portion of the background image. Further, the human shadow portion in the background image is scrolled according to the left-right movement position of the observer's head.

【0007】対面型の画像通信端末として用いる画像入
出力装置では,さらに虚像人物像の背後に人物撮影用の
カメラを設置する。
In an image input / output device used as a face-to-face image communication terminal, a camera for photographing a person is installed behind a virtual image of a person.

【0008】[0008]

【作用】本発明では,通信の状況等に応じた任意背景画
像を背景画像として表示し,観察者に人物像と背景の重
なりとして観察される部分を画像処理によって背景画像
から抜き出し,黒信号として,画像の重なりを除いてい
るため,人物,背景画像を共に明るく表示でき,さら
に,観察者の観察位置に応じて上記重なり部分の影を左
右にスクロールすることにより運動視差の再現による臨
場感の向上も可能にしている。また,人物像と背景画像
の間に撮影用のカメラを配置することが可能であるた
め,対話者同士が視線の一致した自然な人物像を見なが
ら通信することが可能となる。また,両眼視差による立
体表示方式と異なり,人物像の表示面と背景の表示面が
離れているため,自然な奥行き感を感じさせることがで
き,長時間観察による眼疲労等の問題も生じない。
According to the present invention, an arbitrary background image corresponding to a communication situation or the like is displayed as a background image, and a portion observed as an overlap between a human image and a background is extracted from the background image by image processing to an observer, and is output as a black signal. Since the overlap of the images has been removed, both the person and the background images can be displayed brightly. In addition, by scrolling the shadow of the overlapped portion to the left or right according to the observer's observation position, the presence of motion due to the reproduction of motion parallax can be improved. Improvements are also possible. In addition, since a camera for photographing can be arranged between the person image and the background image, it is possible for the interlocutors to communicate with each other while seeing a natural person image whose eyes match. Also, unlike the stereoscopic display method using binocular parallax, the display surface of the human image and the display surface of the background are separated, so that a natural sense of depth can be felt, and problems such as eye fatigue due to long-term observation also occur. Absent.

【0009】[0009]

【実施例】図1に本発明の構成例を示す。虚像生成表示
手段10は,送られてきた人物画像の左右反転画像から
ハーフミラー等を用いて虚像人物画像16を生成・表示
する手段である。合成背景画像生成手段11は,背景画
像から人物画像の存在する部分を黒画像に置換した合成
背景画像17を生成する。合成背景画像表示手段12
は,この合成背景画像17を,観察者18から見て虚像
人物画像16の後方に表示する。テレビカメラ13は,
観察者18を撮像する。移動検出手段14は,テレビカ
メラ13から入力した画像について観察者18の頭部の
位置を検出し,その位置の移動を検出する手段である。
スクロール制御手段15は,移動検出手段14が検出し
た観察者18の頭部の移動位置に応じて,合成背景画像
生成手段11が生成する合成背景画像17における影画
像19の部分が,虚像人物画像16の人物部分と重なる
位置になるように,影画像19の部分をスクロールさせ
る。
FIG. 1 shows a configuration example of the present invention. The virtual image generation and display unit 10 is a unit that generates and displays a virtual image human image 16 from a horizontally inverted image of the transmitted human image using a half mirror or the like. The composite background image generation means 11 generates a composite background image 17 in which a portion where a human image is present is replaced with a black image from the background image. Synthetic background image display means 12
Displays the composite background image 17 behind the virtual image person image 16 as viewed from the observer 18. The TV camera 13
The observer 18 is imaged. The movement detecting means 14 is a means for detecting the position of the head of the observer 18 in the image input from the television camera 13 and detecting the movement of the position.
The scroll control unit 15 converts the shadow image 19 in the composite background image 17 generated by the composite background image generation unit 11 into a virtual image human image according to the movement position of the observer's 18 head detected by the movement detection unit 14. The portion of the shadow image 19 is scrolled so as to be located at a position overlapping with the 16 person portions.

【0010】テレビカメラ13は,虚像人物画像16の
背後に設置され,これからの入力画像は,通信相手装置
へ送信される。観察者18の頭部の移動は,テレビカメ
ラ13からの入力によって検出することができるが,例
えば赤外線などを用いた他の手段によって検出してもよ
い。
[0010] The television camera 13 is installed behind the virtual image person image 16 and an input image from this is transmitted to the communication partner device. The movement of the head of the observer 18 can be detected by an input from the television camera 13, but may be detected by other means using, for example, infrared rays.

【0011】図2は本発明の実施例構成図である。対向
端末から伝送された画像から,人物像抽出部20によっ
て人物画像を切り出す。この人物像抽出部20による人
物画像の切り出しは,例えば次の文献に記載されている
方法等によって行うことができる。 〔参考文献〕酒井,滝田,中村:“動領域抽出に関する
一方法”,テレビジョン学会技術報vol.16,N
O.32,pp19−23。
FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention. From the image transmitted from the opposite terminal, a person image is cut out by the person image extracting unit 20. The extraction of the person image by the person image extraction unit 20 can be performed by, for example, a method described in the following document. [References] Sakai, Takita, Nakamura: "A Method for Extracting Moving Regions", Technical Report of the Institute of Television Engineers of Japan, vol. 16, N
O. 32, pp19-23.

【0012】左右反転部21は,切り出した人物画像の
左右を反転させ,その画像を人物用の投影機22へ送
る。投影機22は,その人物画像をスクリーン23に投
影する。この像はハーフミラー24で反射した後,観察
者18に観察される。したがって,観察者18は,虚像
人物画像16を観察することになる。
The left-right reversing unit 21 reverses the left and right of the cut-out person image and sends the image to a person projector 22. The projector 22 projects the person image on the screen 23. This image is observed by the observer 18 after being reflected by the half mirror 24. Therefore, the observer 18 observes the virtual image person image 16.

【0013】一方,任意の背景画像が影画像合成スクロ
ール部25に入力される。入力される背景画像は,対向
端末から伝送された画像でも他の予め用意されている画
像でもよい。この背景画像は,影画像合成スクロール部
25によって,虚像人物画像16の人物領域を黒信号と
した影画像と合成され,背景用の投影機26へ送られ
る。投影機26は,これを虚像人物画像16より奥に配
置されたスクリーン29に像を結ぶように投影する。
On the other hand, an arbitrary background image is input to the shadow image synthesizing scroll unit 25. The input background image may be an image transmitted from the opposite terminal or another previously prepared image. The background image is synthesized by the shadow image synthesizing scroll unit 25 with the shadow image in which the person region of the virtual image person image 16 is set as a black signal, and is sent to the background projector 26. The projector 26 projects the image so as to form an image on a screen 29 disposed behind the virtual image person image 16.

【0014】したがって,観察者18は,前方に虚像人
物画像16を,後方に人物部分の抜けた合成背景画像1
7を同時に観察することになる。テレビカメラ13によ
り撮像された観察者18の画像は,画像入力部27に入
力され,対向端末に送信される。一方,この画像から,
観察者18が左右に動いたかどうかを頭部位置検出部2
8によって検出する。この頭部位置の検出は,例えば次
の文献に記載されている方法を用いることによって実施
できる。 〔参考文献〕永嶋,中谷,久樹:“映像信号における人
物像検出・追跡法の一検討”,電子情報通信学会研究報
告,IE87−87,pp17−24(1987)。
Therefore, the observer 18 moves the virtual image person image 16 forward and the synthesized background image 1 with the person portion missing behind.
7 will be observed at the same time. The image of the observer 18 captured by the television camera 13 is input to the image input unit 27 and transmitted to the opposite terminal. On the other hand, from this image,
The head position detection unit 2 determines whether the observer 18 has moved left and right.
8 to detect. The detection of the head position can be performed, for example, by using a method described in the following document. [References] Nagashima, Nakatani, Hisaki: "Study of Human Image Detection and Tracking Method in Video Signal", IEICE Research Report, IE87-87, pp17-24 (1987).

【0015】頭部位置検出部28によって頭部位置の移
動が検出されると,その頭部位置座標は影画像合成スク
ロール部25へ通知される。影画像合成スクロール部2
5は,頭部位置座標に応じて,背景画像と合成する人物
の影画像を左右にスクロールさせ,観察者18が見た場
合に,合成背景画像17における影画像が虚像人物画像
16における人物像と重なるように合成する。
When the movement of the head position is detected by the head position detecting section 28, the coordinates of the head position are notified to the shadow image synthesizing scroll section 25. Shadow image composition scroll unit 2
Reference numeral 5 denotes a case where the shadow image of the person to be combined with the background image is scrolled left and right in accordance with the head position coordinates, and the shadow image of the combined background image 17 becomes the person image of the virtual image person image 16 when viewed by the observer 18. Are synthesized so as to overlap with.

【0016】図2に示す実施例は,TV電話等に用いる
ことのできる画像入出力装置の例であるが,表示だけを
行う画像表示装置も同様に構成することができる。
The embodiment shown in FIG. 2 is an example of an image input / output device that can be used for a TV phone or the like, but an image display device that performs only display can be similarly constructed.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
運動視差の再現により臨場感を向上させると共に,人
物,背景画像の双方を明るく表示することができるよう
になる。人物像の表示面と背景の表示面が離れているた
め,自然な奥行き感を感じさせることができ,長時間観
察による眼疲労等の問題も生じない。また,人物像と背
景画像の間に撮影用のカメラを配置することが可能であ
るため,対面型の画像通信において自然な人物像を見な
がら通信することが可能となる。
As described above, according to the present invention,
By reproducing the motion parallax, the sense of reality can be improved, and both the person and the background image can be displayed brightly. Since the display surface of the human image and the display surface of the background are separated, a natural sense of depth can be felt, and there is no problem such as eye fatigue due to long-term observation. Further, since a camera for photographing can be arranged between the person image and the background image, it is possible to communicate while viewing a natural person image in face-to-face image communication.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the present invention.

【図2】本発明の実施例構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図3】マジックビジョン方式の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a magic vision system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 虚像生成表示手段 11 合成背景画像生成手段 12 合成背景画像表示手段 13 テレビカメラ 14 移動検出手段 15 スクロール制御手段 16 虚像人物画像 17 合成背景画像 18 観察者 19 影画像 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Virtual image generation and display means 11 Synthetic background image generating means 12 Synthetic background image display means 13 Television camera 14 Movement detecting means 15 Scroll control means 16 Virtual image person image 17 Synthetic background image 18 Observer 19 Shadow image

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−223720(JP,A) 特開 平5−46161(JP,A) 特開 平5−241540(JP,A) 実開 昭62−74292(JP,U) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-62-223720 (JP, A) JP-A-5-46161 (JP, A) JP-A-5-241540 (JP, A) 74292 (JP, U)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 人物画像と背景画像とを重ね合わせて表
示する画像表示装置において,人物画像の左右反転画像
から虚像人物画像を生成・表示する虚像生成表示手段
と,前記背景画像から前記人物画像の存在する部分を黒
画像に置換した合成背景画像を生成する合成背景画像生
成手段と,前記人物画像と前記合成背景画像における黒
画像に置換した部分とが重なるように,前記合成背景画
像を前記虚像人物画像の後方に表示する手段と,観察者
の頭部の位置を検出する手段と,観察者の頭部の移動位
置に応じて前記合成背景画像中の黒画像に置換した人物
影部分をスクロールさせる手段とを備えたことを特徴と
する臨場感画像表示装置。
1. An image display device for displaying a human image and a background image in a superimposed manner, a virtual image generating and displaying means for generating and displaying a virtual image human image from a left-right inverted image of the human image, and a human image from the background image. A composite background image generating means for generating a composite background image in which a portion where is present is replaced with a black image, and the composite background image is formed so that the human image and the portion of the composite background image in which the black image is replaced overlap. Means for displaying behind the virtual image human image, means for detecting the position of the observer's head, and a human shadow part replaced with a black image in the composite background image according to the moving position of the observer's head. And a means for scrolling.
【請求項2】 対面型の画像通信に用いられる画像入出
力装置において,送られてきた人物画像の左右反転画像
から虚像人物画像を生成・表示する虚像生成表示手段
と,背景画像から前記人物画像の存在する部分を黒画像
に置換した合成背景画像を生成する合成背景画像生成手
段と,前記人物画像と前記合成背景画像における黒画像
に置換した部分とが重なるように,前記合成背景画像を
前記虚像人物画像の後方に表示する手段と,観察者の頭
部の位置を検出する手段と,観察者の頭部の移動位置に
応じて前記合成背景画像中の黒画像に置換した人物影部
分をスクロールさせる手段と,前記虚像人物画像の背後
に設置されたカメラにより,相手装置へ送信する人物画
像を撮影する手段とを備えたことを特徴とする臨場感画
像入出力装置。
2. An image input / output device used for face-to-face image communication, wherein a virtual image generation / display means for generating / displaying a virtual image person image from a horizontally inverted image of a transmitted person image, and said person image from a background image A composite background image generating means for generating a composite background image in which a portion where is present is replaced with a black image, and the composite background image is formed so that the human image and the portion of the composite background image in which the black image is replaced overlap. Means for displaying behind the virtual image human image, means for detecting the position of the observer's head, and a human shadow part replaced with a black image in the composite background image according to the moving position of the observer's head. A realistic image input / output device comprising: means for scrolling; and means for photographing a person image to be transmitted to a partner device by a camera installed behind the virtual image person image.
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