JP4725383B2 - Pointing device, external information processing device, pointing position specifying device, and pointing position specifying method - Google Patents
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本発明は、画像投影システムに用いて好適なポインティング装置、外部情報処理装置、及びそれらを含む指示位置特定装置と、指示位置特定方法に関するものである。 The present invention relates to a pointing device suitable for use in an image projection system, an external information processing device, an indicated position specifying device including them, and an indicated position specifying method.
従来、パーソナルコンピュータや外部映像機器をプロジェクタに接続し、各種の表示画像を任意の投影面上に拡大表示させる投影システムがプレゼンテーション等において用いられている。 Conventionally, a projection system in which a personal computer or an external video device is connected to a projector and various display images are enlarged and displayed on an arbitrary projection surface is used in a presentation or the like.
係る投影システムを用いた表示画像の投影中にプレゼンテーター等が投影画像内の任意の位置を指示する場合には、一般にレーザーポインターが用いられている。また、パーソナルコンピュータが表示画像にポインタを重畳させるポインタ表示機能を有していたり、同様の機能がプロジェクタ側に設けられている場合には、パーソナルコンピュータやプロジェクター側のキー操作、さらにはパーソナルコンピュータに接続されたマウス等のポインティングディバイスや、プロジェクターに付属するリモートコントロールユニットを操作することによって重畳表示されたポインタを移動し、それにより投影画像内の任意の位置が指示可能となっている。 When a presenter or the like indicates an arbitrary position in a projection image during projection of a display image using such a projection system, a laser pointer is generally used. In addition, if the personal computer has a pointer display function for superimposing a pointer on the display image or a similar function is provided on the projector side, the personal computer or projector side key operation, and further the personal computer By operating a pointing device such as a connected mouse or a remote control unit attached to the projector, the superimposed pointer is moved so that an arbitrary position in the projected image can be indicated.
ところで、投影システムにおいては、例えばプレゼンテーター等に指示された表示画像の任意の部分の拡大や、指示した部分の文字の強調や拡大、あるいは線画の表示といった付加機能を設ける場合、プロジェクターやパーソナルコンピュータに指示位置の情報を取得させることが不可欠となる。 By the way, in a projection system, for example, when an additional function such as enlargement of an arbitrary part of a display image instructed by a presenter or the like, emphasis or enlargement of a character of the instructed part, or display of a line drawing is provided, It is indispensable to acquire information on the indicated position.
その場合、前述したようにポインタにより任意の位置が指示可能なシステムの場合であれば、任意時点におけるポインタの表示位置(重畳位置)をそのまま指示位置として取得することができる。しかし、レーザーポインターが用いられる場合には、指示位置を直ちに取得することができない。これを解決する技術として、例えば下記特許文献1には、投影画像を撮影し、その撮影画像における投影画像領域の画像データと元の表示画像データとを比較し、両画像の差分の画像データを指示画像として取得することによって指示位置を特定する方法や、撮影画像における輝度の高いポイントを指示位置として特定する方法が記載されている。
しかしながら、投影システムにおいて投影画像内の任意の位置を指示するとき、それをレーザーポインターを用いて行う場合には、前述した技術を用いれば指示位置の特定は可能であるが、投影画像を撮像するためのカメラ装置をプロジェクターやパーソナルコンピュータに内蔵させるか、または外部接続する必要がある。そのため前者ではプロジェクター等がコスト高となり、後者ではレーザーポインターとは別にカメラ装置を別途用意したり、その設置場所の確保等のように投影前の準備作業が煩雑となる。しかも、投影画像が静止画像であればよいが、動画像である場合等には指示位置の特定が困難となるという問題があった。 However, when an arbitrary position in the projection image is indicated using the laser pointer in the projection system, the indication position can be specified using the above-described technique, but the projection image is captured. Therefore, it is necessary to incorporate a camera device for the projector or personal computer, or to connect it externally. Therefore, in the former, the cost of a projector or the like is high, and in the latter, preparation work before projection becomes complicated, such as preparing a camera device separately from the laser pointer and securing the installation location. In addition, the projected image may be a still image, but there is a problem that it is difficult to specify the designated position when the projected image is a moving image.
一方、プロジェクターやパーソナルコンピュータに前述したようなポインタ表示機能が設けられており、それを用いて投影画像内の任意の位置を指示する場合には上記問題は生じないが、その場合、ポインタの移動作業がキー操作となるため、レーザーポインターを用いる場合と比較して作業性が必ずしも良好にものとは言い難いという問題があった。 On the other hand, the pointer display function as described above is provided in the projector or personal computer, and the above problem does not occur when an arbitrary position in the projection image is indicated by using the function, but in this case, the pointer is moved. Since the operation is a key operation, there is a problem that it is difficult to say that the workability is always good compared to the case of using a laser pointer.
本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、投影画像の任意の位置の指示に使用されるとともに、使用者の作業性を確保しながら、投影システム等に物理的及び経済的に過大な負担をかけることなく、投影画像内の指示位置の特定が可能となるポインティング装置、外部情報処理装置、指示位置特定装置、及び指示位置特定方法と、それらの実現に使用するプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a conventional problem, and is used for indicating an arbitrary position of a projection image and is physically and economically used for a projection system and the like while ensuring the workability of a user. A pointing device, an external information processing device, a pointing position specifying device, a pointing position specifying method, and a program used for realizing the pointing position that can specify the pointing position in the projection image without overloading The purpose is to do.
前記課題を解決するため、請求項1の発明にあたっては、表示画面の任意の位置を指示するためのポインティング装置であって、前記表示画面を撮影する撮影手段と、前記撮影手段により撮影された撮影画像における表示画面領域を示す複数の定常的特徴点の座標位置を取得する取得手段と、この撮影手段により撮影された撮影画像における所定の基準点の座標位置を、前記複数の定常的特徴点の座標位置に基づいて、その撮影画像における表示画面領域を正規形に変形したとき対応する前記表示画面の座標位置に変換する変換手段と、この変換手段による変換後の基準点の座標位置を前記表示画面における指示位置として外部情報処理装置へ送信する送信手段とを備え、前記変換手段は前記取得手段により取得された複数の定常的特徴点の座標位置に基づき前記基準点の座標変換を行うとともに、前記複数の定常的特徴点の座標位置のいずれかが取得できなかった場合は、前記取得手段により取得できた座標位置に基づく前回と同様の変換条件に従い前記基準点の座標変換を行うこととした。
To solve the above problems, when the invention of
かかる構成においては、外部情報処理装置等を用いることなく表示画面内の指示位置を特定し、それを外部情報処理装置へ供給することが可能となり、しかもレーザーポインター等と同様に装置本体の向きを変えるだけで表示画面の任意の位置を指示することができる。また、かかる構成においては、撮影画角内に、表示画面内の指示位置の特定に必要となる複数の定常的特徴点のいずれかが収まっていない場合でも、前回と同様の変換条件に従って指示位置を特定することにより、表示画面内における指示位置を特定することができる。 In such a configuration, it is possible to specify the indicated position in the display screen without using an external information processing device or the like and supply it to the external information processing device. An arbitrary position on the display screen can be indicated simply by changing. In such a configuration, even if any of a plurality of stationary feature points necessary for specifying the designated position in the display screen is not within the shooting angle of view, the designated position is determined according to the same conversion condition as the previous time. By specifying, the indicated position in the display screen can be specified.
また、請求項2の発明にあっては、前記送信手段により外部情報処理装置へ送信される指示位置は、前記表示画面に表示すべき所定の指示位置マークの表示位置であるものとした。
In the invention of
かかる構成においては、ポインティング装置の使用者に、自分が指示している表示画面の位置をその表示画面上において確認させることができる。 In such a configuration, the user of the pointing device can confirm the position of the display screen instructed by the user on the display screen.
また、請求項3の発明にあっては、前記基準点は、前記撮影画像の中心であるものとした。
In the invention of
かかる構成においては、基準点の座標位置の変換を、それが撮像画像の中心以外である場合に比べて容易に行うことができる。 In such a configuration, the conversion of the coordinate position of the reference point can be easily performed as compared with the case where it is other than the center of the captured image.
また、請求項4の発明にあっては、前記定常的特徴点は、前記表示画面に表示された表示画像の外周縁に存在する枠の四隅であることとした。 In the invention of claim 4 , the stationary feature points are the four corners of a frame existing on the outer periphery of the display image displayed on the display screen.
また、請求項5の発明にあっては、前記定常的特徴点は前記表示画面領域の外側に存在し、前記変換手段は、前記取得手段により取得された前記特徴点の座標位置を、所定の設定操作により事前に設定されている補正値を用いて補正し、補正後の座標位置に基づき前記基準点の座標変換を行うものとした。
In the invention of
かかる構成においても、撮影画角内に、表示画面内の指示位置の特定に必要となる複数の定常的特徴点のいずれかが収まっていない場合でも、前回と同様の変換条件に従って指示位置を特定することにより、表示画面内における指示位置を特定することができる。 Even in such a configuration, even if any of a plurality of stationary feature points necessary for specifying the indicated position in the display screen is not within the shooting angle of view, the indicated position is specified according to the same conversion conditions as the previous time. By doing so, it is possible to specify the designated position in the display screen.
また、請求項6の発明にあっては表示画面の任意の位置を指示するためのポインティング装置であって、前記表示画面を撮影する撮影手段と、前記撮影手段により撮影された撮影画像における表示画面領域を示す複数の定常的特徴点の座標位置を取得する取得手段と、この撮影手段により撮影された撮影画像における所定の基準点の座標位置を、前記複数の定常的特徴点の座標位置に基づいて、その撮影画像における表示画面領域を正規形に変形したとき対応する前記表示画面の座標位置に変換する変換手段と、この変換手段による変換後の基準点の座標位置を前記表示画面における指示位置として外部情報処理装置へ送信する送信手段と前記表示画面の座標基準を示す既知の特定パターンが前記表示画面に表示された状態の前記撮影画像から、前記特定パターンを認識する認識手段と、を備え、前記変換手段による前記基準点の座標変換に要する複数の定常的特徴点の座標位置のいずれかが前記取得手段により取得できなかった場合、前記送信手段は、前記表示画面への前記特定パターンの表示を要求する要求信号を前記外部情報処理装置へ送信し、前記変換手段は、前記認識手段によって認識された特定パターンにより示される座標基準に基づき前記基準点の座標変換を行うものとした。
Further, a pointing device for In the invention of
かかる構成においては、撮影画角内に、表示画面内の指示位置の特定に必要となる複数の定常的特徴点のいずれかが収まっていない場合でも、表示画面に特定パターンを表示させることにより、表示画面内における指示位置を特定することができる。
また、かかる構成においては、表示画面における特定パターンの表示を必要最小限とすることができる。
In such a configuration, even if any of a plurality of stationary feature points necessary for specifying the indicated position in the display screen is not within the shooting angle of view, by displaying a specific pattern on the display screen, The designated position in the display screen can be specified.
In such a configuration, the display of the specific pattern on the display screen can be minimized.
また、請求項7の発明にあっては、前記特定パターンは、前記表示画面に一定の時間
間隔で表示される画像であるものとした。
In the invention of claim 7 , the specific pattern is an image displayed on the display screen at regular time intervals.
また、請求項8の発明にあっては、前記表示画面領域における表示画像の特徴点と、
前記表示画面領域における前記特定パターンの特徴点との位置関係を示す位置関係情報を
取得する位置関係取得手段と、この位置関係取得手段により取得された位置関係情報を記
憶する記憶手段とを備え、前記変換手段は、前記表示画面に特定パターンが表示されてい
ない状態の撮影画像に基づいた前記基準点の座標変換に際し、前記表示画面領域における
表示画像の特徴点に対し前記記憶手段に記憶されている位置関係情報により示される位置
関係にある特徴点を含む前記特定パターンによって示される座標基準に基づき前記基準点
の座標変換を行うものとした。
In the invention of claim 8 , the feature point of the display image in the display screen area,
A positional relationship acquisition unit that acquires positional relationship information indicating a positional relationship with the feature points of the specific pattern in the display screen area; and a storage unit that stores the positional relationship information acquired by the positional relationship acquisition unit, The conversion means stores the characteristic points of the display image in the display screen area in the storage means during the coordinate conversion of the reference point based on the captured image in a state where the specific pattern is not displayed on the display screen. The coordinate conversion of the reference point is performed based on the coordinate reference indicated by the specific pattern including the feature point in the positional relationship indicated by the positional relationship information.
かかる構成においては、表示画面に特定パターンを一定の時間間隔で表示させておくことにより、撮影画角内に、表示画面内の指示位置の特定に必要となる複数の定常的特徴点のいずれかが収まっていない場合でも、表示画面内における指示位置を特定することができる。しかも、補助画像の表示間隔が長くとも指示位置の特定が可能であるため、特定パターンの表示間隔を長くすることができる。 In such a configuration, by displaying a specific pattern on the display screen at regular time intervals, any one of a plurality of stationary feature points required for specifying the indicated position in the display screen within the shooting angle of view. Even if is not within the specified range, the indicated position in the display screen can be specified. In addition, since the designated position can be specified even when the display interval of the auxiliary image is long, the display interval of the specific pattern can be increased.
また、請求項9の発明にあっては、前記撮影画像における表示画面の上下方向の向きを特定する特定手段と、前記撮影画像に存在する文字を認識する文字認識手段と、をさらに備え、前記特定手段は、前記文字認識手段により認識された文字の前記撮影画像での回転状態に基づき前記撮影画像における表示画面の上下方向の向きを特定し、前記変換手段は、前記撮影画像における所定の基準点の座標位置を、その撮影画像における表示画面領域を正規形に変形したとき対応するとともに、前記特定手段により特定された向きに応じて前記表示画面の座標位置に変換するものとした。 In the invention of claim 9, further comprising: a specifying unit that specifies a vertical direction of a display screen in the photographed image; and a character recognition unit that recognizes a character existing in the photographed image, The specifying means specifies the vertical direction of the display screen in the photographed image based on the rotation state of the character recognized by the character recognition means in the photographed image, and the conversion means is a predetermined reference in the photographed image. The coordinate position of the point corresponds to when the display screen area in the photographed image is transformed into a normal form, and is converted to the coordinate position of the display screen according to the direction specified by the specifying means.
かかる構成においては、撮影画像の上下方向の向きが表示画面のそれと一致していない場合であっても、表示画面内の指示位置を正確に特定することができる。また、かかる構成においては、撮影画像の上下方向の向きが表示画面のそれと一致していない場合であっても、表示画面に認識可能な文字が表示されていれば、表示画面内の指示位置を正確に特定することができる。 In such a configuration, it is possible to accurately specify the indicated position in the display screen even when the vertical direction of the captured image does not match that of the display screen. In such a configuration, even if the vertical direction of the captured image does not match that of the display screen, if a recognizable character is displayed on the display screen, the indicated position in the display screen is changed. It can be accurately identified.
また、請求項10の発明にあっては、前記変換手段により座標変換された直近の複数回分の座標位置を平均化する平均化手段をさらに備え、前記送信手段は、前記平均化手段により平均化された座標位置を前記表示画面における指示位置として外部情報処理装置へ送信するものとした。 The invention according to claim 10 further comprises averaging means for averaging the coordinate positions of the latest multiple times coordinate-converted by the converting means, and the transmitting means is averaged by the averaging means. The coordinate position thus set is transmitted to the external information processing apparatus as the indicated position on the display screen.
かかる構成においては、指示位置の特定に際し、装置本体の揺動に起因する位置変化を排除することができる。 In such a configuration, it is possible to eliminate a change in position due to the swing of the apparatus main body when specifying the designated position.
また、請求項11の発明にあっては、発明番号11前記変換手段により座標変換された今回の座標位置と前回の座標位置との間の距離が決められた閾値を超えている場合、前記平均化手段による直近の複数回分の座標位置の前記平均化を禁止する禁止手段を備え、前記送信手段は、前記変換手段により座標変換された今回の座標位置を前記表示画面における指示位置として外部情報処理装置へ送信するものとした。
Further, in the invention of
かかる構成においては、指示位置の特定に際し、装置本体の揺動に起因する位置変化を排除すると同時に、指示位置の意図的な移動時にはそれに直ちに対応することが可能となる。 In such a configuration, when the designated position is specified, a change in position due to the swinging of the apparatus main body is eliminated, and at the same time, it is possible to immediately cope with the intentional movement of the designated position.
また、請求項12の発明にあっては、前記外部情報処理装置へ所定の動作を指令するための操作手段を備え、前記送信手段は、前記操作手段の操作に応答し所定の指令信号を外部情報処理装置へ送信するとともに、前記変換手段により、前記操作手段の当該操作があった時点よりも前に変換された座標位置を前記指令信号に対応する指示位置として前記外部情報処理装置へ送信するものとした。 According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided operation means for instructing a predetermined operation to the external information processing apparatus, and the transmission means sends a predetermined command signal in response to an operation of the operation means. The information is transmitted to the information processing apparatus, and the conversion unit transmits the coordinate position converted before the time when the operation unit is operated to the external information processing apparatus as an instruction position corresponding to the command signal. It was supposed to be.
かかる構成においては、指示位置の特定に際し、使用者の操作に伴う装置本体の手振れに起因する位置変化を排除することができる。 In such a configuration, it is possible to eliminate a change in position caused by hand shake of the apparatus main body accompanying a user's operation when specifying the designated position.
また、請求項13の発明にあっては、使用者によって指示された表示画面の任意の位置を指示するための指示位置特定方法であって、前記表示画面を撮影する撮影工程と前記撮影工程により撮影された撮影画像における表示画面領域を示す複数の定常的特徴点の座標位置を取得する取得工程と、撮影した撮影画像における所定の基準点の座標位置を、前記複数の定常的特徴点の座標位置に基づいて、その撮影画像における表示画面領域を正規形に変形したとき対応する前記表示画面の座標位置に変換する変換工程と、変換後の座標位置を外部情報処理装置へ送信する送信工程とを含み、前記変換工程は前記取得工程により取得された複数の定常的特徴点の座標位置に基づき前記基準点の座標変換を行うとともに、前記複数の定常的特徴点の座標位置のいずれかが取得できなかった場合は、前記取得工程によって取得できた座標位置に基づく前回と同様の変換条件に従い前記基準点の座標変換を行う工程をさらに含む方法とした。
According to the invention of
かかる方法によれば、外部情報処理装置等を用いることなく、使用者が表示画面の任意の位置の指示に使用するポインティング装置のみによって表示画面内の指示位置を特定することが可能であり、しかもポインティング装置の使用に際しては、それをレーザーポインター等と同様に装置本体の向きを変えるだけで表示画面の任意の位置を指示することが可能となる。 According to such a method, it is possible to specify the indicated position in the display screen only by the pointing device used by the user to indicate an arbitrary position on the display screen without using an external information processing apparatus or the like. When using the pointing device, it is possible to indicate an arbitrary position on the display screen simply by changing the orientation of the device main body in the same manner as a laser pointer or the like.
また、請求項14の発明にあっては、表示画面における任意の位置の指示に使用されるとともに前記表示画面を撮影する撮影手段と送信手段とを備えたポインティング装置が有するコンピュータに、前記撮影手段に前記表示画面を撮影させる撮影処理と、前記撮影処理により撮影された撮影画像における表示画面領域を示す複数の定常的特徴点の座標位置を取得する取得処理と、前記撮影手段に撮影された撮影画像における所定の基準点の座標位置を、前記複数の定常的特徴点の座標位置に基づいて、その撮影画像における表示画面領域を正規形に変形したとき対応する前記表示画面の座標位置に変換する変換処理と、前記送信手段に、変換後の座標位置を前記表示画面における指示位置として外部情報処理装置へ送信させる送信処理とを実行させ、前記変換処理はさらに、前記取得工程により取得された複数の定常的特徴点の座標位置に基づき前記基準点の座標変換を行うとともに、前記複数の定常的特徴点の座標位置のいずれかが取得できなかった場合は、前記取得処理によって取得できた座標位置に基づく前回と同様の変換条件に従い前記基準点の座標変換を実行させるプログラムとした。
In the invention of
また、請求項15の発明にあっては、表示画面における任意の位置の指示に使用される
ポインティング装置から、そのポインティング装置によって指示された指示位置が送信さ
れる外部情報処理装置であって、前記ポインティング装置から送信された、前記表示画面
の座標基準を示す特定パターンの前記表示画面への表示を要求する要求信号を受信する受
信手段と、この受信手段による前記要求信号の受信に応答し、前記表示画面に前記特定パ
ターンを表示させるための動作を行う表示制御手段とを備えたものとした。
The invention according to
かかる構成においては、表示画面の指示位置を自ら特定して送信する機能を有するポインティング装置からの要求に応じ表示画面に特定パターンを表示させるだけで、ポインティング装置に表示画面内の指示位置を確実に特定させるとともに、その指示位置を取得することができる。 In such a configuration, it is possible to ensure that the pointing device indicates the indicated position in the display screen only by displaying the specific pattern on the display screen in response to a request from the pointing device having a function of specifying and transmitting the indicated position on the display screen. The specified position can be acquired while specifying.
また、請求項16の発明にあっては、表示画面における任意の位置の指示に使用されるポインティング装置と、このポインティング装置から、使用者により指示された前記表示画面の指示位置を受信する外部情報処理装置とを含む指示位置特定装置であって、前記外部情報処理装置は、前記ポインティング装置から送信された、前記表示画面の座標基準を示す特定パターンの前記表示画面への表示を要求する要求信号を受信する受信手段と、この受信手段による前記要求信号の受信に応答し、前記表示画面に前記特定パターンを表示させるための動作を行う表示制御手段とを備え、前記ポインティング装置は、前記表示画面を撮影する撮影手段と、前記要求信号を送信する送信手段と、前記撮影手段により撮影された撮影画像から、前記表示画面領域を示す複数の定常的特徴点の座標位置を取得する取得手段と、この取得手段により取得された複数の座標位置に基づき、前記撮影手段により撮影された撮影画像における所定の基準点の座標位置を、その撮影画像における表示画面領域を正規形に変形したとき対応する前記表示画面の座標位置に変換する変換手段と、前記表示画面の座標基準を示す既知の特定パターンが前記表示画面に表示された状態の前記撮影画像から、前記特定パターンを認識する認識手段とを備え、前記送信手段は、前記変換手段による前記基準点の座標変換に要する複数の定常的特徴点の座標位置のいずれかが前記取得手段により取得できなかった場合、前記表示画面への前記特定パターンの表示を要求する要求信号を前記外部情報処理装置へ送信し、前記変換手段は、前記基準点の座標変換に要する複数の定常的特徴点の座標位置のいずれかが前記取得手段により取得できなかった場合、前記認識手段によって認識されるとともに前記送信手段による要求信号の送信に応答して表示された特定パターンにより示される座標基準に基づき前記基準点の座標変換を行うものとした。
Further, in the invention of
かかる構成においては、外部情報処理装置等を用いることなく、使用者が表示画面の任意の位置の指示に使用するポインティング装置のみによって表示画面内の指示位置を特定することが可能であり、しかもポインティング装置の使用に際しては、それをレーザーポインター等と同様に装置本体の向きを変えるだけで表示画面の任意の位置を指示することが可能となる。しかも、撮影画角内に、表示画面内の指示位置の特定に必要となる複数の定常的特徴点のいずれかが収まっていない場合でも、表示画面に特定パターンを表示させることによって表示画面内における指示位置を特定することができる。 In such a configuration, it is possible to specify the indicated position in the display screen only by the pointing device used by the user to indicate an arbitrary position on the display screen without using an external information processing device or the like. When the apparatus is used, it is possible to indicate an arbitrary position on the display screen simply by changing the orientation of the apparatus main body in the same manner as a laser pointer or the like. In addition, even if any of a plurality of stationary feature points required for specifying the indicated position in the display screen is not within the shooting angle of view, a specific pattern is displayed on the display screen to display the specific pattern on the display screen. The designated position can be specified.
以上のように本発明のポインティング装置によれば、外部情報処理装置等を用いることなく表示画面内の指示位置を特定し、それを外部情報処理装置へ供給することが可能となり、しかもレーザーポインター等と同様に装置本体の向きを変えるだけで表示画面の任意の位置を指示することができる。よって、使用者の作業性を確保しながら、投影システム等に物理的及び経済的に過大な負担をかけることなく、投影画像内の指示位置の特定が可能となる。 As described above, according to the pointing device of the present invention, it is possible to specify the indicated position in the display screen without using an external information processing device or the like and supply it to the external information processing device. In the same manner as described above, an arbitrary position on the display screen can be designated simply by changing the orientation of the apparatus main body. Therefore, it is possible to specify the designated position in the projection image without imposing an excessive physical and economical burden on the projection system or the like while ensuring the workability of the user.
また、本発明の指示位置特定方法によれば、外部情報処理装置等を用いることなく、使用者が表示画面の任意の位置の指示に使用するポインティング装置のみによって表示画面内の指示位置を特定することが可能であり、しかもポインティング装置の使用に際しては、それをレーザーポインター等と同様に装置本体の向きを変えるだけで表示画面の任意の位置を指示することが可能となる。よって、使用者の作業性を確保しながら、投影システム等に物理的及び経済的に過大な負担をかけることなく、投影画像内の指示位置の特定が可能となる。 Further, according to the pointing position specifying method of the present invention, the pointing position in the display screen is specified only by the pointing device used by the user for pointing to an arbitrary position on the display screen without using an external information processing apparatus or the like. In addition, when using the pointing device, it is possible to indicate an arbitrary position on the display screen simply by changing the orientation of the device main body in the same manner as a laser pointer or the like. Therefore, it is possible to specify the designated position in the projection image without imposing an excessive physical and economical burden on the projection system or the like while ensuring the workability of the user.
また、本発明の外部情報処理装置によれば、表示画面の指示位置を自ら特定して送信する機能を有するポインティング装置の使用者に、自分が指示している表示画面の位置をその表示画面上において確認させることができる。よって、本発明のポインティング装置を含む特定のポインティング装置の使い勝手を向上させることができる。 According to the external information processing apparatus of the present invention, the position of the display screen instructed to the user of the pointing device having the function of identifying and transmitting the designated position of the display screen is displayed on the display screen. Can be confirmed. Therefore, it is possible to improve the usability of a specific pointing device including the pointing device of the present invention.
また、本発明の指示位置特定装置によれば、外部情報処理装置等を用いることなく、使用者が表示画面の任意の位置の指示に使用するポインティング装置のみによって表示画面内の指示位置を特定することが可能であり、しかもポインティング装置の使用に際しては、それをレーザーポインター等と同様に装置本体の向きを変えるだけで表示画面の任意の位置を指示することが可能となる。 According to the pointing position specifying device of the present invention, the pointing position in the display screen is specified only by the pointing device used by the user for pointing to an arbitrary position on the display screen without using an external information processing device or the like. In addition, when using the pointing device, it is possible to indicate an arbitrary position on the display screen simply by changing the orientation of the device main body in the same manner as a laser pointer or the like.
以下、本発明の一実施の形態を図にしたがって説明する。
(実施形態1)
図1は、各実施の形態に共通する本発明に係る指示位置特定装置を構成するポインティング装置1とパーソナルコンピュータ(以下、PCという)2とを含む投影システムの構成図である。この投影システムはPC2から出力された画像データに基づく表示画像をプロジェクタ3がスクリーンSに投影して拡大表示させる構成である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a projection system including a
ポインティング装置1は、スクリーンSに投影された表示画像、すなわち投影画像の任意の位置を指示するために使用されるものであり、ユーザーによって指示された指示位置を検出し、それを前記表示画像の座標空間における座標位置(座標値)としてPC2へ送るための以下の構成を備えている。
The
すなわち、ポインティング装置1はスクリーンSを撮影する機能を有しており、撮影レンズ11と、撮影レンズ11に結像された光学像をデジタル化して取り込むための撮影手段であるCCD等のイメージセンサ12と、取り込んだ画像データ(撮影画像データ)に対する種々の画像処理を行う画像処理部13、演算部14、通信部15、メモリ16、操作部17から構成される。
That is, the
演算部14は、図示しないCPUや、CPUに上記種々の演算を実行させるためのプログラムを記憶したROMを含むマイクロコンピュータにより構成されている。本実施の形態において、演算部14は、上記ROMに格納されたプログラムに従い動作することにより、前記画像処理部13による画像処理後の画像データに基づく種々の演算を行うとともに、本発明の変換手段および取得手段として機能することにより、使用時には後述する動作により前記座標位置を演算する。
The
メモリ16は演算部14の作業用のメモリであり、必要に応じて各種データが記憶される。通信部15は本発明の送信手段であって、例えば通信範囲が比較的狭い赤外線方式や、ブルートゥース(Bluetooth:登録商標)方式、無線LAN等の無線による通信方式や、USB(Universal Serial Bus)等の有線による通信方式といた任意のデータ伝送方式により、演算部14によって演算された座標位置をPC2へ送信する。
The
操作部17は、例えばポインティング装置1の使用開始に際して、或は使用中に操作される1又は複数の操作ボタン、及びその操作内容を演算部14に送る回路等から構成される。
The
一方、PC2は例えばノート型のコンピュータであって、本発明の外部情報処理装置として使用されることにより、前述したようにポインティング装置1と共に本発明の指示位置特定装置を構成する。
On the other hand, the
図示したようにPC2は、CPU及びその周辺回路からなる制御部21と、RAM22、記憶装置23、操作部24、ビデオアダプタ25、VRAM26、表示装置27、通信部28等を有する一般的な構成である。
As shown in the drawing, the
ビデオアダプタ25は、表示用のビデオ信号(RGB信号)を生成し、LCD及びその駆動回路等からなる表示装置27に出力し、VRAM26は、ビデオアダプタ25が生成した表示用の画像データを随時記憶する。また、ビデオアダプタ25は、図示しないRGBケーブル等を介して前記プロジェクタ3と接続されており、制御部21の命令に応じて表示用の画像データをRGBケーブルを介してプロジェクタ3へ出力する。
The
通信部28は、ポインティング装置1の前記通信部15が対応するデータ伝送方式による通信インターフェース回路からなる本発明の受信手段であり、ポインティング装置1から送られる前記座標位置を受信して制御部21へ送る。
The
操作部24は、PC2本体に設けられた複数のキーや、本体に接続されたマウス等であり、RAM22は制御部21に使用される汎用的な作業用メモリ、また記憶装置23は記憶容量の比較的大きなハードディスク等である。
The
記憶装置23には各種のアプリケーションプログラムが格納されている。特に本実施の形態では、通信部28におけるポインティング装置1からの前記座標位置の受信を可能とするための通信プログラム、及び制御部21を本発明の位置マーク表示制御手段として機能させ、後述する動作を行わせるためのプログラムが格納されている。
The
次に、ユーザーが前記投影システムにより任意の表示画像をスクリーンSに投影させた状態でポインティング装置1を使用する場合における、ポインティング装置1及びPC2の本発明に係る動作を説明する。なお、ポインティング装置1は撮影レンズ11側をスクリーンSに向けた状態で使用される。また、ここでは、例えばユーザーが所定の操作ボタンを押すことにより、又は所定の操作ボタンが押されている間のみ以下のように動作するものとする。
Next, an operation according to the present invention of the
すなわち図2は、使用状態におけるポインティング装置1の動作を示すフローチャートであって、ポインティング装置1は動作開始とともに、一定のフレーム周期(例えば、30fps)でスクリーンSを撮影し、図4(a)に示したような撮影画像100を取得する(ステップSA1)。次に、撮影画像100からその一部である投影画像領域101を認識し、その四隅A,B,C,Dつまり投影画像領域101を示す定常的特徴点の座標位置を取得する(ステップSA2)。なお、投影画像領域101の認識は、例えば撮影画像100に対して直線認識を行い、認識した複数の直線に沿って区画される複数の矩形領域を検出し、その中で最も面積の大きな矩形領域の輪郭線を取得する等の任意の方法により行う。
That is, FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the
ここで、四隅A,B,C,Dの全てについて座標位置が取得できたときには(ステップSA3でYES)、投影画像領域101を正規形に変形(補正)するための変換パラメータ、すなわち変換行列の係数を求め、それを前記メモリ16に記憶する(ステップSA4)。ここで求める変換パラメータは、例えば斜影変換として知られているひずみ補正を行うための任意の座標変換に使用されるパラメータであり変換行列の係数である。なお、複数種の座標変換を行う場合には各々の座標変換に用いられる係数を求める。
Here, when coordinate positions can be acquired for all of the four corners A, B, C, and D (YES in step SA3), conversion parameters for transforming (correcting) the
そして、上記変換パラメータを用いて撮影画像100の中心O(本発明の基準点)に対応する表示画像200の座標位置Pを演算する(ステップSA5)。具体的には、演算処理の負担を軽減するため、撮影画像100の中心Oの座標位置のみを座標変換するとともに、変換後の座標位置を表示画像200の座標空間にマッピングしたときの座標位置Pを求める。図4(b)は、表示画像200の画素サイズが1024×768(XGA)であり、その座標空間における撮影画像100の中心Oに対応する座標位置Pが(742,379)である場合の例である。しかる後、演算した座標位置をユーザーによる指示位置としてPC2へ送信する(ステップSA6)。
Then, the coordinate position P of the
また、以上の処理を繰り返す間に、例えば撮影レンズ11の向き(指示位置)が変化し投影画像の全体が撮影画像100の画角内に収まらない状態となり、ステップSA2において四隅A,B,C,Dのいずれかの座標位置が取得できなかったときには(ステップSA3でNO)、前回の座標変換で使用した変換パラメータをメモリ16から読み出す(ステップSA7)。そして、前述したステップSA5では、読み出した変換パラメータを用いた座標変換を行い、つまり前回と同様の変換条件に従い撮影画像100の中心Oに対応する表示画像200の座標位置Pを演算し、それをユーザーによる指示位置としてPC2へ送信する(ステップSA6)。
Further, while the above processing is repeated, for example, the orientation (instructed position) of the
一方、図3は、ポインティング装置1の使用中におけるPC2の動作を示すフローチャートである。PC2は、ポインティング装置1から前述した座標位置(指示位置)を受信すると(ステップSB1でYES)、プロジェクタ3へ出力中の表示画像とは別に、受信した座標位置Pに所定形状のポインタを合成した新たな表示画像を生成し(ステップSB2)、出力中の表示画像を新たな投影画像に切り替える(ステップSB3)。以後、同様の処理を繰り返す。これにより、スクリーンS上の投影画像には、ユーザーが指示した位置にポインタが表示され、それがポインティング装置1の向きに応じて移動することとなる。
On the other hand, FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the
以上のように本実施の形態においては、ユーザーはポインティング装置1の向きを変えるだけで、つまりレーザーポインターを用いる場合と同様の作業によって投影画像の任意の位置を指示することができる。しかも、PC2が、投影画像内であってユーザーにより指示された位置にポインタを表示させるため、ユーザーにおいては自分が指示している投影画像内の位置を、その投影画像上において確認することができ、ポインティング装置1にレーザーポインターと全く同一の使用感を確保することができる。
As described above, in the present embodiment, the user can instruct an arbitrary position of the projection image only by changing the direction of the
しかも、ポインティング装置1のみで投影画像の指示位置(表示画像200の座標位置)を特定(検出)し、それをPC2へ供給することができるため、PC2やプロジェクタ3には、従来レーザーポインターを用いる場合に必要であった投影画像と撮影画像との比較に基づく指示位置の特定作業を行うためのハードウェアやソフトウェアを設ける必要がない。また、投影画像が頻繁に変化するような場合であっても指示位置の特定が可能であり、投影画像が動画像である場合にも対応することができる。
In addition, since the pointing position of the projection image (the coordinate position of the display image 200) can be specified (detected) only by the
よって、使用者の作業性を確保しながら、投影システムに物理的及び経済的に過大な負担をかけることなく、投影画像内の指示位置を特定することができる。 Therefore, it is possible to specify the designated position in the projection image without imposing an excessive burden physically and economically on the projection system while ensuring the workability of the user.
また、本実施の形態においは、ポインティング装置1の撮影画角内に、投影画像(投影画像領域101)の四隅A,B,C,Dのいずれかが収まっていない場合でも、前回と同様の変換条件に従って指示位置を特定することにより、投影画像における指示位置を特定することができる。そのため、例えばポインティング装置1の使用途中に、表示画像(投影画像)200が、背景色の輝度が低く撮影画像100からの輪郭が難しいものに切り替わった場合であっても、それに対応することができる。
Further, in the present embodiment, even when any of the four corners A, B, C, and D of the projection image (projection image region 101) is not within the photographing field angle of the
なお、本実施の形態においは、撮影画像100の中心Oを基準点として、それが対応する表示画像200の座標位置Pを指示位置とする場合について説明したが、撮影画像100における中心O以外の他の座標位置を基準点とすることもできる。ただし、撮影画像100の中心Oを基準点とした方が、前述した座標変換に要する演算が容易となる。
In the present embodiment, the case where the center O of the captured
また、ポインティング装置1が、撮影画像100から投影画像領域101の四隅A,B,C,Dの座標位置を取得し、それに基づき撮影画像100の中心Oの座標位置を、表示画像200の座標位置Pを指示位置に変換するものとしたが、係る座標変換は、表示画像200の内容の変化に関係なく投影画像領域101を示すものであれば、投影画像領域101の四隅A,B,C,D以外の他の定常的特徴点の座標位置に基づき行わせるようにしてもよい。
In addition, the
例えば、表示画像200の背景色の輝度が低い場合は、撮影画像100から投影画像そのものの輪郭を認識することが難しい。そのため、PC2に予め表示画像200の外周縁に枠を付加させる処理を行わせるとともに、ポインティング装置1にその枠を認識させ、かつその四隅の座標位置に基づいて前述した座標変換を行わせてもよい。
For example, when the brightness of the background color of the
また、定常的特徴点は投影画像領域101を直接示すものでなくともよく、例えばスクリーンSとしてホワイトボードが使用される場合には、撮影画像100から、投影画像領域101ではなくホワイトボードの外枠の四隅、つまり投影画像領域101の外側に常時存在するとともに投影画像領域101を間接的に示す部分としてもよい。その場合には、例えホワイトボードに黒背景のプレゼンテーション資料(表示画像)を投影するような場合であっても、投影画像内の指示位置を特定することができる。
Further, the stationary feature point does not have to directly indicate the projected
ただし、その場合には、ホワイトボードの外枠の四隅の座標位置を投影画像領域101の四隅A,B,C,Dの座標位置に補正するための補正値を、所定のキャリブレーション動作により予め設定させておき、前述した座標変換に際しては、ホワイトボードの外枠の四隅の座標位置を上記補正値によっていったん補正し、補正後の座標位置に基づいた座標変換を行わせる必要がある。なお、上記キャリブレーション動作としては、例えばポインティング装置1から、所定のボタン操作に応じて、投影画像の四隅に所定のマークを表示させる動作をPC2に指示する信号を送信させることにより、投影画像の四隅に所定のマークを表示させる一方、その状態で撮影した撮影画像からホワイトボードの外枠の四隅に対する投影画像領域101の四隅A,B,C,Dのオフセット量を取得させ、それを補正値として設定させるものとすればよい。
However, in that case, correction values for correcting the coordinate positions of the four corners of the outer frame of the whiteboard to the coordinate positions of the four corners A, B, C, and D of the projected
(実施形態2)
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は、図1に示したものと同様の構成において、ポインティング装置1の前記演算部14が本発明の認識手段として機能し、かつPC2の前記制御部21が本発明の表示制御手段として機能することにより、ポインティング装置1及びPC2が以下のように動作するものである。ここでは便宜上、PC2側の動作を先に説明する。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, in the same configuration as that shown in FIG. 1, the
すなわち図5は、本実施の形態におけるPC2の動作を示すフローチャートである。本実施の形態においてもPC2は第1の実施の形態と同様、ポインティング装置1から前述した座標位置(指示位置)を受信すると(ステップSB101でYES)、プロジェクタ3へ出力中の投影画像とは別に、受信した座標位置Pに所定形状のポインタを合成した新たな投影画像を生成し(ステップSB102)、出力中の投影画像をポインタを合成した新たな画像に切り替えた後(ステップSB103)、ステップSB101へ戻る。
That is, FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the
一方、ポインティング装置1からの座標位置とは別の所定の要求信号を受信した場合には(ステップSB101でNO、ステップSB104でYES)、一定時間間隔(例えば1/5秒間隔)による特定パターンの表示を設定した後(ステップSB105)、その時点でプロジェクタ3へ出力中の表示画像(ポインタの有無は関係ない)とは別に、特定パターンを合成した新たな表示画像を生成する(ステップSB106)。しかる後、ステップSB103へ進み、出力中の表示画像を特定パターンを合成した新たな画像に切り替え、ステップSB101へ戻る。
On the other hand, when a predetermined request signal different from the coordinate position from the
上記ステップSB106で合成する前記特定パターンは、ポインティング装置1が取得する撮影画像における座標基準を示すために予め用意されたパターンであって、本実施の形態では図8(a)に示したような直交座標を示す方眼パターンである。
The specific pattern to be synthesized in step SB106 is a pattern prepared in advance to indicate the coordinate reference in the captured image acquired by the
また、PC2は、ポインティング装置1から座標位置も要求信号も送信されていない間においては(ステップSB101、ステップSB104が共にNO)、その時点で、前述した特定パターンの表示タイミングでなければ(ステップSB107でNO)、そのままステップSB101へ戻る。なお、かかる動作は、ステップSB105による特定パターンの表示設定を行っていない場合についても同様である。これに対して、その時点が特定パターンの表示タイミングであった場合には(ステップSB107でYES)、特定パターンを合成した新たな表示画像を生成した後(ステップSB106)、その時点で出力中の表示画像を新たな画像に切り替え(ステップSB103)、以後、上述した動作を繰り返す。
Further, the
一方、図6は、ポインティング装置1の動作を示すフローチャートである。本実施の形態においてもポインティング装置1は一定のフレーム周期でスクリーンSを撮影し、撮影画像を取得した後(ステップSA101)、前述した特定パターンの表示を要求する要求信号をPC2に対し送信していなければ(ステップSA102でNO)、取得した撮影画像からその一部である投影画像領域を認識し、その四隅の座標位置を取得する(ステップSA103)。
On the other hand, FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the
そして、ステップSA101において図4に示したような撮影画像100が取得されており、投影画像領域101の四隅A,B,C,Dの座標位置が全て取得できた場合には(ステップSA104でYES)、第1の実施の形態と同様、投影画像領域101を正規形に変形(補正)するための変換パラメータを求める(ステップSA105)。そして、その変換パラメータを用いて撮影画像100の中心Oに対応する表示画像200の座標位置Pを演算し(ステップSA106)、しかる後、演算した座標位置をユーザーによる指示位置としてPC2へ送信する(ステップSA107)。これにより、スクリーンS上の投影画像には、ユーザーが指示した位置にポインタが表示される。
If the captured
一方、ステップSA104の判別結果がNOであって、ステップSA102において投影画像領域の四隅のうちのいずれかの座標位置が取得できなかったとき、すなわちステップSA101において、例えば図7に示したように投影画像(表示画像)200の左上の角部Aしか写っていないような撮影画像100が取得されたときには、PC2に対して前述した特定パターン(方眼パターン)の表示を要求する要求信号を送信し(ステップSA108)、ステップSA101へ戻る。これにより、スクリーンSには、図7に示したように表示画像200とは別に、図8(a)に示したような特定パターンの合成された状態の表示画像200が一定時間間隔で表示されることとなる。
On the other hand, when the determination result in step SA104 is NO and any of the coordinate positions of the four corners of the projection image area cannot be acquired in step SA102, that is, in step SA101, for example, as shown in FIG. When the photographed
また、いったん要求信号を送信した後には(ステップSA102でYES)、ステップSA101で取得した撮影画像100から前述した特定パターンを認識する(ステップSA109)。そして、特定パターンが認識できたときには(ステップSA110でYES)、撮影画像100から、特定パターンが合成されていない本来の投影画像と特定パターンとの位置関係を示す位置関係データを取得し、それをメモリ16へ記憶する(ステップSA111)。上記位置関係データは、特定パターンが合成されていない本来の投影画像(表示画像)の特徴点と、特定パターンの特徴点との位置関係を示すものであり、例えば本来の表示画像200が図9(a)に示したように文書画像である場合には、図9(b)に示した文字のレイアウトを示す矩形領域200a,200bの各々の四隅のうちのいずれかの座標位置と、特定パターンにおける1又は複数の特徴点の座標位置との位置関係を示すデータであり、本来の投影画像が自然画等である場合には、輝度や色等が特徴的な部分の座標位置と特定パターンにおける1又は複数の特徴点の座標位置との位置関係を示すデータである。
Once the request signal is transmitted (YES in step SA102), the specific pattern described above is recognized from the captured
引き続き、特定パターンにより示される座標基準に基づき、投影画像領域102を正規形に変形するための変換パラメータを求め(ステップSA112)、その変換パラメータを用いて撮影画像100の中心Oに対応する表示画像200の座標位置Pを演算する(ステップSA106)。図8(b)は、表示画像200の画素サイズが1024×768(XGA)であり、その座標空間における撮影画像100の中心Oに対応する座標位置Pが(355,478)である場合の例である。しかる後、演算した座標位置をユーザーによる指示位置としてPC2へ送信する(ステップSA107)。これにより、スクリーンS上の投影画像には、ユーザーが指示した位置にポインタが表示される。
Subsequently, based on the coordinate reference indicated by the specific pattern, a conversion parameter for transforming the projection image region 102 into a normal form is obtained (step SA112), and the display image corresponding to the center O of the captured
一方、ステップSA110の判別結果がNOであって、撮影画像100から特定パターンが認識できないとき、つまりステップSA101の撮影タイミングで、特定パターンが合成された状態の表示画像200が表示されていなかったときには、前述した位置関係データの記憶の有無を確認し、それが記憶されていなければ(ステップSA113でNO)、そのままステップSA101へ戻る。
また、既に位置関係データが記憶されていれば(ステップSA113でYES)、投影画像の一部に相当する否矩形状の投影画像領域を認識して、前述した文字のレイアウトや1又は複数の特徴点の位置を確認するとともに、それと前述した位置関係データとに基づいて、投影画像領域に特定パターンを復元する(ステップSA114)。そして、復元した特定パターンにより示される座標基準に基づき、投影画像領域102を正規形に変形するための変換パラメータを求めた後(ステップSA112)、その変換パラメータを用いて撮影画像100の中心Oに対応する表示画像200の座標位置Pを演算し、それをユーザーによる指示位置としてPC2へ送信する(ステップSA106,SA107)。これにより、スクリーンS上の投影画像には、ユーザーが指示した位置にポインタが表示される。
On the other hand, when the determination result in step SA110 is NO and the specific pattern cannot be recognized from the captured
If positional relationship data has already been stored (YES in step SA113), a non-rectangular projection image area corresponding to a part of the projection image is recognized, and the character layout and one or more features described above are recognized. While confirming the position of the point, the specific pattern is restored in the projection image area based on the position relation data and the above-described positional relationship data (step SA114). Then, after obtaining a conversion parameter for transforming the projected image region 102 into a normal form based on the coordinate reference indicated by the restored specific pattern (step SA112), the conversion parameter is used to obtain the center O of the captured
以上のように本実施の形態においては、ポインティング装置1の撮影画角内に投影画像の全体が収まっている場合には、第1の実施の形態と同様、撮影画像100から投影画像領域101を認識し、その四隅A,B,C,Dの座標位置と撮影画像の中心Oとの位置関係に基づいてユーザーにより指示された指示位置を特定することができる。さらに、使用開始当初からポインティング装置1の撮影画角内に投影画像の全体が収まっていないような場合にあっては、表示画像200に特定パターンを合成して投影させ、その特定パターンを認識させることにより、そのような場合についてもユーザーによる指示位置を特定することができる。したがって、ユーザーが比較的スクリーンSの近くに居る場合や、スクリーンS及び投影画像が極めて大きい場合等であっても対応することができる。
As described above, in the present embodiment, when the entire projected image is within the shooting angle of view of the
また、PC2における特定パターンの表示処理を、ポインティング装置1からの要求があった場合にだけ行わせるようにしたことから、特定パターンの表示を必要最小限に止めることができる。
In addition, since the display process of the specific pattern in the
また、本来の投影画像と特定パターンとの位置関係を示す位置関係データを記憶しておき、特定パターンが表示されていない期間には、投影画像の特徴点を基準として特定パターンを復元することによりユーザーによる指示位置を特定するようにした。そのため、特定パターンの表示間隔を長くすることができる。 Further, positional relationship data indicating the positional relationship between the original projected image and the specific pattern is stored, and during the period when the specific pattern is not displayed, the specific pattern is restored based on the feature points of the projected image. The position pointed by the user was specified. Therefore, the display interval of the specific pattern can be lengthened.
なお、本実施の形態においては、PC2が、ポインティング装置1から特定パターンの表示要求があると、それ以後は一定時間間隔による特定パターンの表示処理を継続して行うものについて説明したが、それを決められた期間(例えば数分間)だけ行うものとしてもよい。また、撮影画像100の中心Oを基準点としたが、第1の本実施の形態と同様、中心O以外の他の座標位置を基準点とすることもできる。
In the present embodiment, the description has been given of the case where the
(実施形態3)
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。本実施の形態は、図10に示したように、図1で説明した構成に加え重力検出部18が付加された構成を有したポインティング装置1に関するものである。重力検出部18は、重力方向を検出し、その検出結果を演算部14へ送る部分であって、重力センサ、及びその検出信号の増幅回路や、増幅後の信号処理回路等から構成される。なお、本実施の形態において、重力検出部18が演算部14へ送る重力方向は、前記イメージセンサ12により撮像される撮影画像の上下が水平となる状態を基準とした前記撮影レンズ11の光軸回りの回転角度を示す情報である。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 10, the present embodiment relates to a
そして、本実施の形態のポインティング装置1においては、その使用時に前記演算手段が本発明の特定手段として機能することにより、以下のように動作する。
And in the
すなわち図11のフローチャートに示したように、本実施の形態においてもポインティング装置1は一定のフレーム周期でスクリーンSを撮影し、撮影画像を取得するとともに(ステップSA201)、その時の重力方向を検出する(ステップSA202)。次に、取得した撮影画像から投影画像領域を特定した後(ステップSA203)、ステップSA201で検出した撮影時の重力方向に応じて投影画像領域を回転することにより、その天地方向を修正する(ステップSA204)。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 11, also in the present embodiment, the
図12(a)は、ステップSA201で取得された撮影画像100、同図(b)は、その投影画像領域101を回転した状態の一例を示す図である。
FIG. 12A shows a photographed
そして、修正後の投影画像領域101の四隅A,B,C,Dの座標位置を取得し(ステップSA205)、以後、第1の実施の形態と同様、四隅A,B,C,Dの全てについて座標位置が取得できたときには(ステップSA206でYES)、投影画像領域101を正規形に変形(補正)するための変換パラメータを求め、それを前記メモリ16に記憶するとともに(ステップSA207)、その変換パラメータを用いて撮影画像100の中心Oに対応する表示画像200の座標位置Pを演算する(ステップSA208)。しかる後、演算した座標位置をユーザーによる指示位置としてPC2へ送信する(ステップSA209)。
Then, the coordinate positions of the four corners A, B, C, and D of the projected
また、以上の処理を繰り返す間、ステップSA205において四隅A,B,C,Dのいずれかの座標位置が取得できなかったときには(ステップSA206でNO)、前回の座標変換で使用した変換パラメータをメモリ16から読み出すとともに(ステップSA210)、読み出した変換パラメータを用いた座標変換を行い(ステップSA208)、撮影画像100の中心Oに対応する表示画像200の座標位置Pを演算し、それをユーザーによる指示位置としてPC2へ送信する(ステップSA209)。
If the coordinate position of any of the four corners A, B, C, and D cannot be acquired in step SA205 while the above processing is repeated (NO in step SA206), the conversion parameters used in the previous coordinate conversion are stored in the memory. 16 (step SA210), coordinate conversion using the read conversion parameters is performed (step SA208), the coordinate position P of the
以上のように本実施の形態においては、撮影画像100の中心Oを、それと対応する表示画像(投影画像)の座標空間における座標位置Pに座標変換する前に、予め投影画像領域101を天地方向を撮影時の重力方向により修正することから、撮影時に、撮影レンズ11の光軸を中心とする回転方向に装置本体が傾いていた場合であっても、投影画像における指示位置を正確に特定することができる。
As described above, in the present embodiment, before the coordinate O of the center O of the captured
そのため、ユーザーにあっては、装置本体の天地方向を全く意識することなくポインティング装置1を使用することができ都合がよい。すなわち一般にポインティング装置は、特定の部分を指し示す必要があることから、細長い形状をしていることが多く、また、持ちやすさを考慮すると、できるだけ細くする必要があることから、一般的にはペン形状となる。係ることから使用時に天地方向を意識する必要があると、使い勝手が極めて悪くなるためである。特に、ユーザーが半身の姿勢で説明する場合などでは、ポインティング装置1が90度程度傾いて状態で使用されることが頻繁に起こると予想されるが、その様な場合であっても指示位置を正確に特定することができる。
Therefore, it is convenient for the user to use the
ここで、本実施の形態では、ポインティング装置1に重力検出部18を設け、撮影時の重力方向に基づいて撮影画像の上下方向の向き(直接的には傾き)を特定するものについて説明したが、重力検出部18を設けることなく撮影画像の上下方向の向きを特定させてもよい。以下、その変形例について説明する。
Here, in the present embodiment, the
まず、第1の変形例としては、予め投影画像の所定位置に特定のマークやパターン等の標識を付加させるものとし、ポインティング装置1に、撮影画像から前記標識を認識させて、その表示位置によって撮影画像の上下方向の向きを特定させるものである。その場合、ポインティング装置1には、図11に示した動作中の例えばステップSA202で前記標識の認識及び表示位置の判定を行わせるとともに、ステップSA204では、表示位置に応じて投影画像領域を回転させるようにすればよい。図13は、前記標識を投影画像の下辺に沿ったライン300とした場合における撮影画像100(a)と、回転後の投影画像領域101(b)の一例を示した図である。なお、前記標識の投影位置は固定とても、可変としてもよく、固定とする場合にはポインティング装置1にその位置を記憶させておく必要があり、可変とする場合にはPC2に対してその位置を送信させる必要がある。
First, as a first modification, a sign such as a specific mark or pattern is added in advance to a predetermined position of the projection image, and the
また、第2の変形例としては、予め投影画像の一部に上下方向の向きを表す予め決められた形状(矢印等)の特定のマークやパターン等の標識を付加させるものとし、ポインティング装置1に、撮影画像から上記標識を認識させて、標識の向きによって撮影画像の上下方向の向きを特定させるものである。その場合、例えば前述したステップSA202で上記標識の認識および標識の向きの判定を行わせ、ステップSA204で標識の向きに応じた投影画像領域の回転処理を行わせるようにすればよい。
In addition, as a second modification, a specific mark or a mark such as a pattern having a predetermined shape (such as an arrow) indicating a vertical direction is added to a part of the projection image in advance, and the
また、上述したいずれの変形例においても、前記標識の投影は定常的に行ってもよいし、間欠的に行ってもよいが、間欠的に行う場合には、標識の投影時と非投影時との撮影画像を比較するだけで、標識を差分として明確かつ極めて容易に判定することができる。また、前記標識として使用する特定のマークには会社等のロゴマークを使用してもよい。 In any of the above-described modifications, the sign may be projected regularly or intermittently. However, when the sign is projected intermittently, the sign is projected and not projected. It is possible to clearly and very easily determine the sign as a difference only by comparing the captured images. Further, a logo mark of a company or the like may be used as the specific mark used as the sign.
また、第3の変形例としては、撮影画像100に認識可能な文字が存在する場合に、それを認識し、認識した文字の回転状態によって撮影画像の上下方向の向きを特定させるものである。その場合、漢字のような複雑な文字の場合、認識処理に時間がかかるだけでなく、認識ミスの確率も高くなるため、認識対象を例えば英数字と平仮名に限定するのが好ましい。そして、ポインティング装置1には、認識対象とする文字毎に、例えば90°毎に回転状態が異なった基準となる文字画像を記憶させておき、例えば前述したステップSA202では、撮影画像から文字列部分を判定するとともに、その部分を1文字分に相当する部分単位で、回転状態が異なった基準に基づいた文字認識を行うとともに、認識の確度が低い場合には、つぎの部分について同様の文字認識を行い、確度の高い認識結果が得られた段階で、撮影画像の上下方向の向きを特定する処理を行わせ、ステップSA204で回転状態に応じた投影画像領域の回転処理を行わせるようにすればよい。
As a third modification, when there is a recognizable character in the photographed
図14は、認識対象が平仮名であり、「あ」の文字が認識できた場合における撮影画像100(a)と、回転後の投影画像領域101(b)の一例を示した図である。 FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a captured image 100 (a) and a rotated projected image area 101 (b) when the recognition target is hiragana and the character “a” can be recognized.
なお、以上の説明においては、撮影画像100の上下方向の向きに応じて投影画像領域101を先に修正(回転)させてから、前述した座標変換を行うものについて説明したが、これに限らず、投影画像領域101の四隅A,B,C,Dに基づいた座標変換を先に行った後、撮影画像100の上下方向の向きの向きに応じて、上記座標変換により得られた座標値を、座標空間を回転させることにより補正し、補正後の座標値を指定位置としても構わない。
In the above description, the
(実施形態4)
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。本実施の形態は、図1に示した構成において、前記操作部17に、例えば投影画像上で指示した任意の部分の拡大や、指示した文字の強調や拡大、あるいは線画の表示等の所定の処理をPC2に行わせるためのコマンド送信用の操作ボタンが設けられるとともに、使用中に前記メモリ16には、複数回検出した指示位置のデータ(座標値)を記憶するための第1〜第4のバッファ領域、すなわち図15に示したBuf1,Buf2,Buf3,Lastが確保されるポインティング装置に関するものである。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, in the configuration shown in FIG. 1, the
そして、本実施の形態のポインティング装置においては、操作部17が本発明の操作手段として機能し、かつ前記演算部14が本発明の平均化手段、禁止手段として機能することにより以下のように動作する。
In the pointing device according to the present embodiment, the
すなわち図16フローチャートに示したように、本実施の形態のポインティング装置は、動作開始当初にまず各バッファ領域Buf1,Buf2,Buf3,Lastのデータを消去する初期化を行い(ステップSA301)、以後、一定のフレーム周期でスクリーンSを撮影し、撮影画像を取得する(ステップSA302)。 That is, as shown in the flowchart of FIG. 16, the pointing device of the present embodiment performs initialization to erase data in each buffer area Buf1, Buf2, Buf3, Last at the beginning of the operation (step SA301). The screen S is photographed at a fixed frame period to obtain a photographed image (step SA302).
次に、前記操作ボタンが押され、かつその時点で第4のバッファ領域(Last)にデータ(座標値)が記憶されているか否かを判別する(ステップSA303)。ここで、動作開始当初つまり1回目の撮影時には第4のバッファ領域(Last)は空であって係る判別の結果はNOとなるため、そのままユーザーによる指示位置を検出するためのポインティング座標計算を行い、その計算結果を今回のサンプルデータR0として検出する(ステップSA305)。なお、ポインティング座標計算は、例えば先に第1の実施の形態において説明した方法により行うものとする。 Next, it is determined whether or not the operation button is pressed and data (coordinate values) is stored in the fourth buffer area (Last) at that time (step SA303). Here, since the fourth buffer area (Last) is empty at the beginning of the operation, that is, at the time of the first shooting, the determination result is NO. Therefore, the pointing coordinate calculation for detecting the user's designated position is performed as it is. The calculation result is detected as the current sample data R0 (step SA305). Note that the pointing coordinate calculation is performed, for example, by the method described above in the first embodiment.
次に、上記計算結果と、第4のバッファ領域(Last)に記憶されている座標値との差(座標距離)が閾値(Thresh)を超えているか否かを判別する(ステップSA306)。動作開始当初においては、第4のバッファ領域(Last)は空であって係る判別の結果はNOとなるため、直ちに第2及び第3のバッファ領域(Buf2,Buf3)のデータを、第1及び第2のバッファ領域(Buf1,Buf2)へ移行するとともに、第3のバッファ領域(Buf3)に、先に計算した座標値R0を記憶する(ステップSA309)。すなわち、第3のバッファ領域(Buf3)のデータを新たに検出した座標値とし、第2のバッファ領域(Buf2)のデータを前回の座標値とし、第1のバッファ領域(Buf1)のデータを前々回の座標値とする。 Next, it is determined whether or not the difference (coordinate distance) between the calculation result and the coordinate value stored in the fourth buffer area (Last) exceeds a threshold value (Thresh) (step SA306). At the beginning of the operation, since the fourth buffer area (Last) is empty and the determination result is NO, the data in the second and third buffer areas (Buf2, Buf3) are immediately transferred to the first and While moving to the second buffer area (Buf1, Buf2), the coordinate value R0 calculated previously is stored in the third buffer area (Buf3) (step SA309). That is, the data of the third buffer area (Buf3) is set as a newly detected coordinate value, the data of the second buffer area (Buf2) is set as the previous coordinate value, and the data of the first buffer area (Buf1) is used in advance. The coordinate value of.
さらに、動作開始当初においては、第1及び第2のバッファ領域(Buf1,Buf2)は空であるため(ステップSA310,SA310が共にYES)、第4のバッファ領域(Last)に第3のバッファ領域(Buf3)のデータを移行する(ステップSA312)。しかる後、第4のバッファ領域(Last)のデータ、すなわち新たに検出した座標値R0を、そのままユーザーによる指示位置を示す今回の座標位置としてPC2へ送信した後(ステップSA315)、ステップSA302へ戻り前述した処理を繰り返す。
Furthermore, since the first and second buffer areas (Buf1, Buf2) are empty at the beginning of the operation (both steps SA310 and SA310 are YES), the third buffer area is added to the fourth buffer area (Last). The data of (Buf3) is migrated (step SA312). Thereafter, the data of the fourth buffer area (Last), that is, the newly detected coordinate value R0 is transmitted as it is to the
そして、2回目の撮影に伴う処理に際しては、第2のバッファ領域(Buf2)に前回の座標値が記憶されているため(ステップSA310がYES、ステップSA311がNO)、新たに検出した座標値を3倍とし、前回の座標値を2倍とする重みを付けを行ったうえで両者の座標値を加重平均し、その座標値を第4のバッファ領域(Last)に記憶し(ステップSA314)、その座標値をユーザーによる指示位置を示す今回の座標位置としてPC2へ送信する(ステップSA315)。
In the processing associated with the second shooting, since the previous coordinate value is stored in the second buffer area (Buf2) (YES in step SA310 and NO in step SA311), the newly detected coordinate value is used. 3 times, weighting the previous coordinate value twice, weighting and averaging the coordinate values of both, and storing the coordinate value in the fourth buffer area (Last) (step SA314), The coordinate value is transmitted to the
また、3回目以降の撮影に伴う処理に際しては、第1のバッファ領域(Buf1)に前々回の座標値が記憶されているため(ステップSA310がNO)、新たに検出した座標値を3倍とし、かつ前回の座標値を2倍とし、かつ前々回の座標値を1倍する重みを付けを行ったうえで、直近3回分の座標値を加重平均して、その座標値を第4のバッファ領域(Last)に記憶し(ステップSA313)、その座標値をユーザーによる指示位置を示す今回の座標位置としてPC2へ送信する(ステップSA315)。
In the processing associated with the third and subsequent shootings, since the previous coordinate value is stored in the first buffer area (Buf1) (NO in step SA310), the newly detected coordinate value is tripled. In addition, the previous coordinate value is doubled and a weight is added to multiply the previous coordinate value by 1, and then the last three coordinate values are weighted and averaged, and the coordinate value is stored in the fourth buffer area ( Last) is stored (step SA313), and the coordinate value is transmitted to the
これにより、ユーザーがポインティング装置によって投影画像の特定の部分を指示する際、装置本体が揺動している場合における指示位置の変化を抑えることができ、投影画像上のポインタのふらつきを低減することができる。 As a result, when the user designates a specific part of the projection image with the pointing device, it is possible to suppress a change in the designated position when the device body is swinging, and to reduce the wobbling of the pointer on the projection image. Can do.
一方、上記の処理を繰り返す間に、いずれかの撮影タイミングで検出した新たな座標値(R0)と、第4のバッファ領域(Last)に記憶されている前回の座標値との差が閾値(Thresh)を超えていたときには(ステップSA306でYES)、第1及び第2のバッファ領域(Buf1,Buf2)の記憶データ、つまり前回及び前々回の座標値を消去するとともに、第3及び第4のバッファ領域(Buf3,Last)に新たな座標値を記憶する(ステップSA307)。しかる後、その座標値をユーザーによる指示位置を示す今回の座標位置としてPC2へ送信する(ステップSA308)。つまり、前回の指示位置から一定の距離以上離れた座標位置を検出した場合については、ステップSA313又はステップSA314による前述した加重平均処理はキャンセルする。
On the other hand, while the above processing is repeated, the difference between the new coordinate value (R0) detected at any shooting timing and the previous coordinate value stored in the fourth buffer area (Last) is the threshold value ( If it exceeds (Thresh) (YES in step SA306), the stored data in the first and second buffer areas (Buf1, Buf2), that is, the previous and previous coordinate values are erased, and the third and fourth buffers A new coordinate value is stored in the area (Buf3, Last) (step SA307). Thereafter, the coordinate value is transmitted to the
これにより、指示位置がユーザーの意図的によって移動したときには、それに即座に反応してポインタを移動させることができる。 As a result, when the designated position is moved intentionally by the user, it is possible to move the pointer in response immediately.
そして、いずれかの撮影タイミングで前記操作ボタンが押されており、かつその時点で第4のバッファ領域(Last)に座標値が記憶されていたときには(ステップSA303でYES)、前述した操作ボタンの入力情報、つまりPC2に所定の処理を行わせるための指令信号と共に、その座標値をユーザーによる指示位置を示す今回の座標位置としてPC2へ送信する(ステップSA304)。つまり操作ボタンが押されたときには、その操作あった直前の撮影タイミングで検出していた指示位置を、前記指令信号に対応する指示位置として送信する。
When the operation button is pressed at any shooting timing and the coordinate value is stored in the fourth buffer area (Last) at that time (YES in step SA303), the operation button described above is used. Along with the input information, that is, the command signal for causing the
これにより、ユーザーが操作ボタンを操作したとき、その操作に伴う手振れによって指示位置が変化してしまうことを未然に防止することができ、ユーザーが意図した通りの処理、すなわち指示した任意の部分の拡大や、指示した文字の強調や拡大、あるいは線画の表示等の所定の処理をPC2に行わせることができる。
As a result, when the user operates the operation button, it is possible to prevent the instruction position from being changed due to a hand movement accompanying the operation. It is possible to cause the
なお、本実施の形態においては、装置本体が揺動している場合における指示位置の変化を抑えるための前述した加重平均処理(ステップSA313)で使用する座標値のデータを直近3回分のデータとしたが、それ以外の回数分のデータを用いるようにしてもよい。 In the present embodiment, the coordinate value data used in the above-described weighted average process (step SA313) for suppressing the change of the indicated position when the apparatus main body is swinging is the data for the latest three times. However, data for other times may be used.
また、前述したステップSA306の判別で使用する閾値(Thresh)を固定値としたが、これに限らず、ポインティング装置の一連の操作に伴う指示位置の移動量を逐次蓄積しておき、その移動量の変化に応じて前記閾値を動的に変化させるようにしてもよい。例えば前回までの一定期間内における移動量の傾向を確認し、移動量が大きいほど閾値を大きくし、移動量が小さいほど閾値を小さくするようにしてもよい。 In addition, the threshold value (Thresh) used in the determination in step SA306 described above is a fixed value. However, the present invention is not limited to this. The threshold value may be dynamically changed in accordance with the change of. For example, the tendency of the movement amount within a certain period until the previous time may be confirmed, and the threshold value may be increased as the movement amount is increased, and the threshold value may be decreased as the movement amount is decreased.
また、操作ボタンが押されたときには、その操作あった直前の撮影タイミングで検出していた指示位置を、前記指令信号に対応する指示位置として送信するようにしたが、次のようにしてもよい。すなわち一般に操作ボタンの押し下げ動作開始時点から、それが検出されるまでには数十msecの時間がかかることが知られている。したがって、操作ボタンの操作検出時点からある一定時間前(例えば50msec以前)に検出した指示位置を前記指令信号に対応する指示位置として送信させるようにしてもよい。 When the operation button is pressed, the instruction position detected at the photographing timing immediately before the operation is transmitted as the instruction position corresponding to the instruction signal. . That is, it is generally known that it takes several tens of msec from when the operation button is pressed down until it is detected. Therefore, the designated position detected a certain time before the operation detection time of the operation button (for example, before 50 msec) may be transmitted as the designated position corresponding to the command signal.
また、上記のように指令信号に対応する指示位置として過去に検出した指示位置を送信する処理と、前述した装置本体が揺動している場合における指示位置の変化を抑えるための加重平均処理、及び必要に応じてそれをキャンセルする処理とは、必ずしも一括して行わせる必要はなく、各々の処理を単独で行わせるようにしても構わない。また、それらの処理は、当然のごとく前述した第1〜第3の実施の形態で説明した動作中に行うようにしてもよい。 Further, as described above, a process of transmitting an instruction position detected in the past as an instruction position corresponding to the instruction signal, and a weighted average process for suppressing a change in the instruction position when the apparatus main body is swinging, The process of canceling it as necessary is not necessarily performed in a lump, and each process may be performed independently. Further, as a matter of course, these processes may be performed during the operations described in the first to third embodiments.
一方、以上説明した第1〜第4の実施の形態においては、ポインティング装置1によって特定された投影画像の指示位置にポインタを表示させたが、投影画像ではなくPC2の表示装置27のみに表示させたり、双方に表示させてもよい。
On the other hand, in the first to fourth embodiments described above, the pointer is displayed at the designated position of the projection image specified by the
また、本発明の外部情報処理装置がPC2である場合についてのみ説明したが、プロジェクタ3が、ポインティング装置1から前述した指示位置や、第2の実施の形態で説明した要求信号や、第4の実施の形態で説明した指令信号を受信可能な構成であれば、プロジェクタ3を本発明の外部情報処理装置として前述したPC2側の処理、すなわちポインタの表示処理や方眼パターン等の特定パターンの表示処理等を行わせるようにしても構わない。さらに、それをPC2を含まない投影システムにおいて実現してもよい。
Further, only the case where the external information processing apparatus according to the present invention is the
また、本発明のポインティング装置は、プロジェクタ2によってスクリーン拡大表示された投影画像に限らず、それ以外の表示画像の任意の位置を指示するものであっても構わない。例えばプラズマ・ディスプレイ(PDP)や、液晶ディスプレイ(LCD)の表示画面等における任意の位置を指示するものとしても使用することができる。さらには、パーソナルコンピュータにおいて、例えばマウスカーソルを移動させるための装置として使用したり、パーソナルコンピュータに対してモニタの表示画面内の任意の箇所の絶対位置情報を入力するための装置としても使用することができる。
In addition, the pointing device of the present invention is not limited to the projected image that is enlarged and displayed on the screen by the
1 ポインティング装置
2 PC
3 プロジェクタ
11 撮影レンズ
12 イメージセンサ
13 画像処理部
14 演算部
15 通信部
16 メモリ
17 操作部
21 制御部
22 RAM
23 記憶装置
24 操作部
25 ビデオアダプタ
26 VRAM
27 表示装置
28 通信部
100 撮影画像
101 投影画像領域
102 投影画像領域
200 投影画像
200 表示画像
O 中心
P 座標位置
S スクリーン
1
DESCRIPTION OF
23
27
Claims (16)
前記表示画面を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段により撮影された撮影画像における表示画面領域を示す複数の定常的特徴点の座標位置を取得する取得手段と、
この撮影手段により撮影された撮影画像における所定の基準点の座標位置を、前記複数の定常的特徴点の座標位置に基づいて、その撮影画像における表示画面領域を正規形に変形したとき対応する前記表示画面の座標位置に変換する変換手段と、
この変換手段による変換後の基準点の座標位置を前記表示画面における指示位置として外部情報処理装置へ送信する送信手段と
を備え、
前記変換手段は前記取得手段により取得された複数の定常的特徴点の座標位置に基づき前記基準点の座標変換を行うとともに、前記複数の定常的特徴点の座標位置のいずれかが取得できなかった場合は、前記取得手段により取得できた座標位置に基づく前回と同様の変換条件に従い前記基準点の座標変換を行うことを特徴とするポインティング装置。 A pointing device for indicating an arbitrary position on a display screen,
Photographing means for photographing the display screen;
Obtaining means for obtaining coordinate positions of a plurality of stationary feature points indicating a display screen area in a photographed image photographed by the photographing means;
The coordinate position of the predetermined reference point in the photographed image photographed by this photographing means corresponds to when the display screen area in the photographed image is transformed into a normal form based on the coordinate positions of the plurality of stationary feature points. A conversion means for converting the coordinate position of the display screen;
Transmitting means for transmitting the coordinate position of the reference point converted by the conversion means to the external information processing apparatus as the indicated position on the display screen ,
The converting unit performs coordinate conversion of the reference point based on the coordinate positions of the plurality of stationary feature points acquired by the acquiring unit, and cannot acquire any of the coordinate positions of the plurality of stationary feature points. In this case, the pointing device performs coordinate conversion of the reference point according to the same conversion condition as the previous time based on the coordinate position acquired by the acquisition means .
前記変換手段は、前記取得手段により取得された前記特徴点の座標位置を、所定の設定操作により事前に設定されている補正値を用いて補正し、補正後の座標位置に基づき前記基準点の座標変換を行う The converting unit corrects the coordinate position of the feature point acquired by the acquiring unit using a correction value set in advance by a predetermined setting operation, and based on the corrected coordinate position, Perform coordinate transformation
ことを特徴とする請求項1記載のポインティング装置。 The pointing device according to claim 1.
前記表示画面を撮影する撮影手段と、 Photographing means for photographing the display screen;
前記撮影手段により撮影された撮影画像における表示画面領域を示す複数の定常的特徴点の座標位置を取得する取得手段と、 Obtaining means for obtaining coordinate positions of a plurality of stationary feature points indicating a display screen area in a photographed image photographed by the photographing means;
この撮影手段により撮影された撮影画像における所定の基準点の座標位置を、前記複数の定常的特徴点の座標位置に基づいて、その撮影画像における表示画面領域を正規形に変形したとき対応する前記表示画面の座標位置に変換する変換手段と、 The coordinate position of the predetermined reference point in the photographed image photographed by this photographing means corresponds to when the display screen area in the photographed image is transformed into a normal form based on the coordinate positions of the plurality of stationary feature points. A conversion means for converting the coordinate position of the display screen;
この変換手段による変換後の基準点の座標位置を前記表示画面における指示位置として外部情報処理装置へ送信する送信手段と Transmitting means for transmitting the coordinate position of the reference point converted by the converting means to the external information processing apparatus as the indicated position on the display screen;
前記表示画面の座標基準を示す既知の特定パターンが前記表示画面に表示された状態の前記撮影画像から、前記特定パターンを認識する認識手段と、を備え、 Recognizing means for recognizing the specific pattern from the captured image in a state in which a known specific pattern indicating the coordinate reference of the display screen is displayed on the display screen,
前記変換手段による前記基準点の座標変換に要する複数の定常的特徴点の座標位置のいずれかが前記取得手段により取得できなかった場合、前記送信手段は、前記表示画面への前記特定パターンの表示を要求する要求信号を前記外部情報処理装置へ送信し、 When any of the coordinate positions of the plurality of stationary feature points required for the coordinate conversion of the reference point by the conversion unit cannot be acquired by the acquisition unit, the transmission unit displays the specific pattern on the display screen. A request signal for requesting to the external information processing device,
前記変換手段は、前記認識手段によって認識された特定パターンにより示される座標基準に基づき前記基準点の座標変換を行うことを特徴とするポインティング装置。 The pointing device according to claim 1, wherein the conversion means performs coordinate conversion of the reference point based on a coordinate reference indicated by the specific pattern recognized by the recognition means.
この位置関係取得手段により取得された位置関係情報を記憶する記憶手段と Storage means for storing the positional relation information acquired by the positional relation acquisition means;
を備え、 With
前記変換手段は、前記表示画面に特定パターンが表示されていない状態の撮影画像に基づいた前記基準点の座標変換に際し、前記表示画面領域における表示画像の特徴点に対し前記記憶手段に記憶されている位置関係情報により示される位置関係にある特徴点を含む前記特定パターンによって示される座標基準に基づき前記基準点の座標変換を行う The conversion means stores the characteristic points of the display image in the display screen area in the storage means during the coordinate conversion of the reference point based on the captured image in a state where the specific pattern is not displayed on the display screen. The coordinate conversion of the reference point is performed based on the coordinate reference indicated by the specific pattern including the feature point in the positional relationship indicated by the positional relationship information.
ことを特徴とする請求項7記載のポインティング装置。 The pointing device according to claim 7.
前記撮影画像に存在する文字を認識する文字認識手段と、 Character recognition means for recognizing characters present in the captured image;
をさらに備え、 Further comprising
前記特定手段は、前記文字認識手段により認識された文字の前記撮影画像での回転状態に基づき前記撮影画像における表示画面の上下方向の向きを特定し、 The specifying means specifies the vertical direction of the display screen in the photographed image based on the rotation state in the photographed image of the character recognized by the character recognition means,
前記変換手段は、前記撮影画像における所定の基準点の座標位置を、その撮影画像にお The converting means converts the coordinate position of a predetermined reference point in the captured image into the captured image.
ける表示画面領域を正規形に変形したとき対応するとともに、前記特定手段により特定された向きに応じて前記表示画面の座標位置に変換することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のポインティング装置。9. The display screen area corresponding to when the display screen area is transformed into a normal form, and converted into a coordinate position of the display screen according to the orientation specified by the specifying means. Pointing device.
前記送信手段は、前記平均化手段により平均化された座標位置を前記表示画面における指示位置として外部情報処理装置へ送信する The transmission means transmits the coordinate position averaged by the averaging means to the external information processing apparatus as an indicated position on the display screen.
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか記載のポインティング装置。 The pointing device according to any one of claims 1 to 9, wherein
前記送信手段は、前記変換手段により座標変換された今回の座標位置を前記表示画面における指示位置として外部情報処理装置へ送信する The transmission means transmits the current coordinate position transformed by the conversion means to the external information processing apparatus as the designated position on the display screen.
ことを特徴とする請求項10記載のポインティング装置。 The pointing device according to claim 10.
前記送信手段は、前記操作手段の操作に応答し所定の指令信号を外部情報処理装置へ送信するとともに、前記変換手段により、前記操作手段の当該操作があった時点よりも前に変換された座標位置を前記指令信号に対応する指示位置として前記外部情報処理装置へ送信する The transmission unit transmits a predetermined command signal to the external information processing apparatus in response to the operation of the operation unit, and the coordinates converted by the conversion unit before the time when the operation unit was operated. A position is transmitted to the external information processing apparatus as an instruction position corresponding to the command signal.
ことを特徴とする請求項1乃至11いずれか記載のポインティング装置。 12. The pointing device according to claim 1, wherein
前記表示画面を撮影する撮影工程と A photographing process for photographing the display screen;
前記撮影工程により撮影された撮影画像における表示画面領域を示す複数の定常的特徴点の座標位置を取得する取得工程と、 An acquisition step of acquiring coordinate positions of a plurality of stationary feature points indicating a display screen area in the captured image captured by the imaging step;
撮影した撮影画像における所定の基準点の座標位置を、前記複数の定常的特徴点の座標位置に基づいて、その撮影画像における表示画面領域を正規形に変形したとき対応する前記表示画面の座標位置に変換する変換工程と、 Based on the coordinate positions of the predetermined reference points in the photographed photographed image, the corresponding coordinate positions of the display screen when the display screen area in the photographed image is transformed into a normal form. A conversion process for converting to
変換後の座標位置を外部情報処理装置へ送信する送信工程と A transmitting step of transmitting the converted coordinate position to the external information processing apparatus;
を含み、 Including
前記変換工程は、前記取得工程により取得された複数の定常的特徴点の座標位置に基づき前記基準点の座標変換を行うとともに、前記複数の定常的特徴点の座標位置のいずれかが取得できなかった場合は、前記取得工程によって取得できた座標位置に基づく前回と同様の変換条件に従い前記基準点の座標変換を行う工程をさらに含むことを特徴とする指示位置特定方法。 The converting step performs coordinate conversion of the reference point based on the coordinate positions of a plurality of stationary feature points acquired by the acquiring step, and any of the coordinate positions of the plurality of stationary feature points cannot be acquired. In this case, the pointing position specifying method further includes a step of performing coordinate conversion of the reference point according to the same conversion condition as the previous time based on the coordinate position acquired by the acquisition step.
前記撮影手段に前記表示画面を撮影させる撮影処理と、 Photographing processing for causing the photographing means to photograph the display screen;
前記撮影処理により撮影された撮影画像における表示画面領域を示す複数の定常的特徴点の座標位置を取得する取得処理と、 An acquisition process for acquiring coordinate positions of a plurality of stationary feature points indicating a display screen area in the captured image captured by the imaging process;
前記撮影手段に撮影された撮影画像における所定の基準点の座標位置を、前記複数の定常的特徴点の座標位置に基づいて、その撮影画像における表示画面領域を正規形に変形したとき対応する前記表示画面の座標位置に変換する変換処理と、 The coordinate position of a predetermined reference point in the photographed image photographed by the photographing means corresponds to when the display screen area in the photographed image is transformed into a normal form based on the coordinate positions of the plurality of stationary feature points. A conversion process to convert the coordinate position on the display screen;
前記送信手段に、変換後の座標位置を前記表示画面における指示位置として外部情報処理装置へ送信させる送信処理と A transmission process for causing the transmission means to transmit the converted coordinate position to the external information processing apparatus as the designated position on the display screen;
を実行させ、 And execute
前記変換処理はさらに、前記取得工程により取得された複数の定常的特徴点の座標位置に基づき前記基準点の座標変換を行うとともに、前記複数の定常的特徴点の座標位置のいずれかが取得できなかった場合は、前記取得処理によって取得できた座標位置に基づく前回と同様の変換条件に従い前記基準点の座標変換を実行させるプログラム。 The conversion processing further performs coordinate conversion of the reference point based on the coordinate positions of the plurality of stationary feature points acquired by the acquisition step, and can acquire any of the coordinate positions of the plurality of stationary feature points. If not, a program that executes coordinate conversion of the reference point according to the same conversion conditions as the previous time based on the coordinate position acquired by the acquisition process.
前記ポインティング装置から送信された、前記表示画面の座標基準を示す特定パターンの前記表示画面への表示を要求する要求信号を受信する受信手段と、 Receiving means for receiving a request signal transmitted from the pointing device and requesting display on the display screen of a specific pattern indicating a coordinate reference of the display screen;
この受信手段による前記要求信号の受信に応答し、前記表示画面に前記特定パターンを表示させるための動作を行う表示制御手段と Display control means for performing an operation for displaying the specific pattern on the display screen in response to reception of the request signal by the receiving means;
を備えたことを特徴とする外部情報処理装置。 An external information processing apparatus comprising:
前記外部情報処理装置は、 The external information processing apparatus
前記ポインティング装置から送信された、前記表示画面の座標基準を示す特定パターンの前記表示画面への表示を要求する要求信号を受信する受信手段と、 Receiving means for receiving a request signal transmitted from the pointing device and requesting display on the display screen of a specific pattern indicating a coordinate reference of the display screen;
この受信手段による前記要求信号の受信に応答し、前記表示画面に前記特定パターンを表示させるための動作を行う表示制御手段と Display control means for performing an operation for displaying the specific pattern on the display screen in response to reception of the request signal by the receiving means;
を備え、 With
前記ポインティング装置は、 The pointing device includes:
前記表示画面を撮影する撮影手段と、 Photographing means for photographing the display screen;
前記要求信号を送信する送信手段と、 Transmitting means for transmitting the request signal;
前記撮影手段により撮影された撮影画像から、前記表示画面領域を示す複数の定常的特徴点の座標位置を取得する取得手段と、 Obtaining means for obtaining coordinate positions of a plurality of stationary feature points indicating the display screen area from a photographed image photographed by the photographing means;
この取得手段により取得された複数の座標位置に基づき、前記撮影手段により撮影された撮影画像における所定の基準点の座標位置を、その撮影画像における表示画面領域を正規形に変形したとき対応する前記表示画面の座標位置に変換する変換手段と、 Based on the plurality of coordinate positions acquired by the acquisition means, the coordinate position of a predetermined reference point in the captured image captured by the imaging means corresponds to when the display screen area in the captured image is transformed into a normal form. A conversion means for converting the coordinate position of the display screen;
前記表示画面の座標基準を示す既知の特定パターンが前記表示画面に表示された状態の前記撮影画像から、前記特定パターンを認識する認識手段と Recognizing means for recognizing the specific pattern from the captured image in a state where a known specific pattern indicating the coordinate reference of the display screen is displayed on the display screen;
を備え、 With
前記送信手段は、前記変換手段による前記基準点の座標変換に要する複数の定常的特徴点の座標位置のいずれかが前記取得手段により取得できなかった場合、前記表示画面への前記特定パターンの表示を要求する要求信号を前記外部情報処理装置へ送信し、 The transmitting unit displays the specific pattern on the display screen when any of the coordinate positions of the plurality of stationary feature points required for the coordinate conversion of the reference point by the converting unit cannot be acquired by the acquiring unit. A request signal for requesting to the external information processing device,
前記変換手段は、前記基準点の座標変換に要する複数の定常的特徴点の座標位置のいずれかが前記取得手段により取得できなかった場合、前記認識手段によって認識されるとともに前記送信手段による要求信号の送信に応答して表示された特定パターンにより示される座標基準に基づき前記基準点の座標変換を行う The conversion means is recognized by the recognition means and requested by the transmission means when any of the coordinate positions of a plurality of stationary feature points required for coordinate conversion of the reference point cannot be obtained by the acquisition means. The coordinate conversion of the reference point is performed based on the coordinate reference indicated by the specific pattern displayed in response to the transmission of
ことを特徴とする指示位置特定装置。 A pointing position specifying device characterized by that.
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