JP4922093B2 - マーカ検出装置およびマーカ検出プログラム - Google Patents
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Description
(1a)不可視マーカで利用する波長を含まないような特定の照明光のみで室内を照明する方法。この方法では、室内照明を、例えば、バックライト用途などに用いられる赤色LEDランプ(例えば、ピーク波長660nm,発光スペクトル600〜720nm)や、3波長型の白色LEDランプ(例えば、発光スペクトル(420〜760nm)で構成する。または、室内照明を、例えば、蛍光体(phosphor)を工夫した蛍光ランプ(fluorescent lamp)で構成する。例えば、赤のカラーランプ用の代表的な蛍光体としては、「3.5MgO・0.5MgF2・GeO2:Mn4+」が知られている。この蛍光体を用いた蛍光ランプは、ピーク波長660nm、それを越えた波長領域では急激に小さくなるような発光スペクトルを有する。
(1b)室内照明などから放射される光のうち、不可視マーカで利用している波長の光と同様な近赤外域を遮断して、可視光のみを透過する近赤外カットフィルタ(Infrared Cut Filter)等の光学フィルタを室内照明(通常の蛍光灯など)に取り付ける方法。
(1c)室内照明(通常の蛍光灯など)を消して不可視マーカを撮影する方法。
加藤博一、他3名、「マーカー追跡に基づく拡張現実感システムとそのキャリブレーション」、日本バーチャルリアリティ学会論文誌、1999年、Vol.4、No.4、p.607−616
図1は、本発明の第1実施形態に係るマーカ検出装置を含む映像合成システムを模式的に示す構成図である。映像合成システム1は、同軸撮影装置2と、入力装置3と、表示装置4と、マーカ検出装置5と、CG描画装置6と、映像合成装置7とを備えている。
図3は、第1実施形態に係るマーカ検出装置の構成を示すブロック図である。マーカ検出装置5は、図3に示すように、記憶手段20と、輝度画像生成手段30と、二値画像生成手段40と、膨張処理手段50と、不要オブジェクト除去手段60と、マーカ位置検出手段70とを含む構成とした。
輝度画像生成手段30は、同軸撮影装置2から入力されたカラー画像(可視光画像)を輝度画像に変換するものである。
図3に示したマーカ検出装置5の動作について図4および図5を参照(適宜図1および図3参照)して説明する。図4は、図3に示したマーカ検出装置の動作を示すフローチャートであり、図5は、図3に示したマーカ検出装置の処理過程で生成される画像の一例を示す図である。
まず、マーカ検出装置5は、輝度画像生成手段30によって、入力されたカラー画像を輝度画像に変換する(ステップS1)。このとき、図5(a)に示すように、カラー画像500には、不可視マーカMの赤外線LEDは極小なので不可視マーカMに対応したオブジェクト501は映らずに、照明装置Lに対応したオブジェクト502が高輝度な被写体として映る。また、照明装置Lに対応したオブジェクト202は、その周囲の背景画像503より高輝度、つまり、ある一定のしきい値以上の輝度値を有している。
図6は、第2実施形態に係るマーカ検出装置の構成を示すブロック図である。第2実施形態に係るマーカ検出装置5Aは、図3に示した輝度画像生成手段30の代わりに、特定色チャンネル画像抽出手段80を備えている点を除いて、図3に示したマーカ検出装置5と同一の構成なので、同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図6に示したマーカ検出装置5Aの動作について図7を参照(適宜図6参照)して説明する。図7は、図6に示したマーカ検出装置の動作を示すフローチャートである。
マーカ検出装置5Aは、特定色チャンネル画像抽出手段80によって、入力されたカラー画像から赤チャンネルの画像を抽出する(ステップS11)。以下、マーカ検出装置5Aの実行するステップS12〜ステップS15の処理は、図4に示したステップS2〜ステップS5の処理と同じなので、説明を省略する。ただし、ステップS12において、マーカ検出装置5Aは、二値画像生成手段40によって、指定されたしきい値によって、赤チャンネルの画像から二値画像を生成する(ステップS2)。
2 同軸撮影装置
3 入力装置
4 表示装置
5(5A) マーカ検出装置
6 CG描画装置
6a 描画データ記憶手段
7 映像合成装置
11 カメラレンズ
12 赤外カメラ
13 カラーカメラ
14 ホットミラー
20 記憶手段
30 輝度画像生成手段
40 二値画像生成手段
50 膨張処理手段
60 不要オブジェクト除去手段
70 マーカ位置検出手段
80 特定色チャンネル画像抽出手段
L 照明装置
M 不可視マーカ
Claims (4)
- 不可視光を放射する光源から構成された複数の不可視マーカそれぞれについて同じ撮影範囲の可視光画像と不可視光画像とを同じ撮影条件で撮影可能な同光軸で共役な位置に配置された不可視光撮像系と可視光撮像系とを備えた同軸撮影装置で撮影された可視光画像と不可視光画像とを画像処理して、前記不可視マーカを示すオブジェクトを検出するマーカ検出装置であって、
前記同軸撮影装置から入力された可視光画像を輝度画像に変換する輝度画像生成手段と、
予め指定されたしきい値によって前記輝度画像から二値画像を生成する二値画像生成手段と、
前記二値画像に含まれる前記不要オブジェクトを膨張させてマスク用画像を生成する膨張処理手段と、
前記同軸撮影装置から入力された不可視光画像から前記マスク用画像を減算して、前記不可視マーカを示すオブジェクトを含むマーカ画像を生成する不要オブジェクト除去手段と、
予め指定されたしきい値によって前記マーカ画像から画素の連結した領域を示す1以上の連結領域を抽出し、抽出した前記連結領域ごとに当該連結領域の重心をマーカ位置として検出するマーカ位置検出手段とを備えることを特徴とするマーカ検出装置。 - 不可視光を放射する光源から構成された複数の不可視マーカそれぞれについて同じ撮影範囲の可視光画像と不可視光画像とを同じ撮影条件で撮影可能な同光軸で共役な位置に配置された不可視光撮像系と可視光撮像系とを備えた同軸撮影装置で撮影された可視光画像と不可視光画像とを画像処理して、前記不可視マーカを示すオブジェクトを検出するマーカ検出装置であって、
前記同軸撮影装置から入力された可視光画像から特定色チャンネルの画像を抽出する特定色チャンネル画像抽出手段と、
予め指定されたしきい値によって前記特定色チャンネルの画像から二値画像を生成する二値画像生成手段と、
前記二値画像に含まれる前記不要オブジェクトを膨張させてマスク用画像を生成する膨張処理手段と、
前記同軸撮影装置から入力された不可視光画像から前記マスク用画像を減算して、前記不可視マーカを示すオブジェクトを含むマーカ画像を生成する不要オブジェクト除去手段と、
予め指定されたしきい値によって前記マーカ画像から画素の連結した領域を示す1以上の連結領域を抽出し、抽出した前記連結領域ごとに当該連結領域の重心をマーカ位置として検出するマーカ位置検出手段とを備えることを特徴とするマーカ検出装置。 - 不可視光を放射する光源から構成された複数の不可視マーカそれぞれについて同じ撮影範囲の可視光画像と不可視光画像とを同じ撮影条件で撮影可能な同光軸で共役な位置に配置された不可視光撮像系と可視光撮像系とを備えた同軸撮影装置で撮影された可視光画像と不可視光画像とを画像処理して、前記不可視マーカを示すオブジェクトを検出するために、コンピュータを、
前記同軸撮影装置から入力された可視光画像を輝度画像に変換する輝度画像生成手段、
予め指定されたしきい値によって前記輝度画像から二値画像を生成する二値画像生成手段、
前記二値画像に含まれる前記不要オブジェクトを膨張させてマスク用画像を生成する膨張処理手段、
前記同軸撮影装置から入力された不可視光画像から前記マスク用画像を減算して、前記不可視マーカを示すオブジェクトを含むマーカ画像を生成する不要オブジェクト除去手段、
および、予め指定されたしきい値によって前記マーカ画像から画素の連結した領域を示す1以上の連結領域を抽出し、抽出した前記連結領域ごとに当該連結領域の重心をマーカ位置として検出するマーカ位置検出手段、
として機能させるためのマーカ検出プログラム。 - 不可視光を放射する光源から構成された複数の不可視マーカそれぞれについて同じ撮影範囲の可視光画像と不可視光画像とを同じ撮影条件で撮影可能な同光軸で共役な位置に配置された不可視光撮像系と可視光撮像系とを備えた同軸撮影装置で撮影された可視光画像と不可視光画像とを画像処理して、前記不可視マーカを示すオブジェクトを検出するために、コンピュータを、
前記同軸撮影装置から入力された可視光画像から特定色チャンネルの画像を抽出する特定色チャンネル画像抽出手段、
予め指定されたしきい値によって前記特定色チャンネルの画像から二値画像を生成する二値画像生成手段、
前記二値画像に含まれる前記不要オブジェクトを膨張させてマスク用画像を生成する膨張処理手段、
前記同軸撮影装置から入力された不可視光画像から前記マスク用画像を減算して、前記不可視マーカを示すオブジェクトを含むマーカ画像を生成する不要オブジェクト除去手段、
および、予め指定されたしきい値によって前記マーカ画像から画素の連結した領域を示す1以上の連結領域を抽出し、抽出した前記連結領域ごとに当該連結領域の重心をマーカ位置として検出するマーカ位置検出手段、
として機能させるためのマーカ検出プログラム。
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