JP4995805B2 - 映像重畳装置、映像重畳方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

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本発明は、カメラで撮影した撮影映像と他地点の撮影映像とを重ね合わせて表示することにより遠隔地点間での同期コミュニケーションを円滑にするビデオコミュニケーションシステムに係り、特にビデオコミュニケーションシステムで使用される映像重畳装置、映像重畳方法、プログラムおよび記録媒体に関するものである。
2地点間の映像を重ねて、あたかも同時に存在するように見せるシステムがある(非特許文献1、非特許文献2参照)。これらのシステムでは、ユーザの前に鏡を置き、その鏡に実際に映るユーザの鏡像と、遠隔地等に居る別のユーザの前の鏡に映る世界とを重ね合わせて表示する。したがって、ユーザの前の鏡に映る世界では、ユーザ本人と遠隔地の別のユーザの鏡像があたかも同じ場所に居るように見ることができる。
Hosoya,Kitabata,Sato,Harada,Nojima,Morisawa,Mutoh,Onozawa,"A Mirror Metaphor Interaction System:Touching Remote Real Objects in an Augmented Reality Environment",ISMAR'03,p.350-351,2003 Morikawa,Maesako,"Hyper Mirror:Toward Pleasant-to-use Video Mediated Communication System",ACM CSCW'98,p.149-158,1998
非特許文献1、非特許文献2に開示されたシステムでは、複数のディスプレイを並べて1つの画面として扱う場合のように不連続な表示環境において、ユーザがディスプレイ間にまたがって指差しなどの動作を行った場合、遠隔地にいる別のユーザはどのディスプレイに注目すればよいか分からないため、動作を見落としやすいという問題点があった。特に、映像と音声とでは遅延時間に差があるため、「ここ」という発話のタイミングと指差しの動作のタイミングが合わず、動作を見落としやすい。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、遠隔地点間の同期コミュニケーションを向上させることができる映像重畳装置、映像重畳方法、プログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。
本発明の映像重畳装置は、映像を表示可能な表示手段と、カメラを用いて映像を撮影する撮影手段と、この撮影手段によって撮影された撮影映像を記憶する記憶手段と、前記撮影手段によって撮影された現在時刻の撮影映像と、前記記憶手段に記憶された、予め指定された時間分だけ過去の撮影映像とを合成する第1の映像合成手段と、この第1の映像合成手段で合成された撮影映像を他地点の映像重畳装置に送信する通信手段と、前記第1の映像合成手段で合成された撮影映像と他地点の映像重畳装置から送信された撮影映像とを合成する第2の映像合成手段と、前記第2の映像合成手段で合成された映像を前記表示手段に表示させる映像出力手段とを備え、前記第1の映像合成手段は、自地点で撮影された画像を他地点で表示するのにかかる遅延時間をΔtとしたとき、現在時刻から遅延時間Δtだけ過去の撮影映像を前記記憶手段から取得し、取得した撮影映像を現在時刻の撮影映像と合成することを特徴とするものである。
また、本発明の映像重畳装置の1構成例において、前記第1の映像合成手段は、予め指定された時間間隔の過去の撮影映像を予め指定された枚数だけ前記記憶手段から取得し、取得した撮影映像を現在時刻の撮影映像と合成することを特徴とするものである。
また、本発明の映像重畳装置の1構成例において、前記表示手段は、液晶ディスプレイであり、前記カメラは、前記液晶ディスプレイの偏光と直交する偏光フィルタを有することを特徴とするものである。
また、本発明は、映像重畳装置を用いて撮影映像と他の映像とを重ねて表示する映像重畳方法であって、撮影手段が、カメラを用いて映像を撮影する撮影ステップと、この撮影ステップによって撮影された撮影映像を記憶手段に蓄積する記憶ステップと、第1の映像合成手段が、前記撮影ステップによって撮影された現在時刻の撮影映像と、前記記憶手段に記憶された、予め指定された時間分だけ過去の撮影映像とを合成する第1の映像合成ステップと、通信手段が、前記第1の映像合成ステップで合成された撮影映像を他地点の映像重畳装置に送信する送信ステップと、第2の映像合成手段が、前記第1の映像合成ステップで合成された撮影映像と他地点の映像重畳装置から送信された撮影映像とを合成する第2の映像合成ステップと、映像出力手段が、前記第2の映像合成ステップで合成された映像を表示手段に表示させる映像出力ステップとを備え、前記第1の映像合成ステップは、自地点で撮影された画像を他地点で表示するのにかかる遅延時間をΔtとしたとき、現在時刻から遅延時間Δtだけ過去の撮影映像を前記記憶手段から取得し、取得した撮影映像を現在時刻の撮影映像と合成することを特徴とするものである。
また、本発明の映像重畳プログラムは、映像重畳方法の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とするものである。
また、本発明の記録媒体は、映像重畳プログラムを記録したことを特徴とするものである。
本発明によれば、現在時刻の撮影映像と予め指定された時間分だけ過去の撮影映像とを合成して他地点の映像重畳装置に送信するようにしたので、他地点の映像重畳装置において送信元の映像重畳装置のユーザの動作の軌跡を表示することができる。その結果、他地点の映像重畳装置のユーザは、送信元の映像重畳装置のユーザが不連続なディスプレイにまたがる指差しなどの動作をしたとしても、この動作を追跡しやすくなり、動作の見落としを少なくすることができる。また、本発明では、現在時刻の撮影映像と予め指定された時間分だけ過去の撮影映像とを合成して表示手段に表示するようにしたので、自地点で撮影された画像を他地点で表示するのにかかる遅延時間分だけ過去の撮影映像を、現在時刻の撮影映像と合成すれば、遅延を可視化することができる。その結果、ユーザは、自分の映像がどのくらい遅れて他地点の相手側に届いているかを確認することができ、同期コミュニケーションを促進することができる。
[第1の実施の形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係るビデオコミュニケーションシステムの構成を示すブロック図である。
ビデオコミュニケーションシステムは、地点Aに設置された映像重畳装置1−Aと地点Aから離れた地点Bに設置された映像重畳装置1−Bとをネットワーク6を介して接続したものである。
映像重畳装置1−Aは、映像を表示可能な表示手段である1台以上の液晶ディスプレイ3−Aと、ユーザ2−Aを含む地点Aの映像を撮影する動画撮像手段である1台以上のカメラ4−Aと、映像の収録機能や再生機能を備え、カメラ4−Aで撮影されたユーザ2−Aの映像と過去の映像や地点Bで撮影された映像とを重ね合わせて液晶ディスプレイ3−Aに表示させる映像処理装置5−Aとを有する。
同様に、映像重畳装置1−Bは、1台以上の液晶ディスプレイ3−Bと、ユーザ2−Bを含む地点Bの映像を撮影する1台以上のカメラ4−Bと、カメラ4−Bで撮影されたユーザ2−Bの映像と過去の映像や地点Aで撮影された映像とを重ね合わせて液晶ディスプレイ3−Bに表示させる映像処理装置5−Bとを有する。
映像処理装置5−Aは、カメラ4−Aで撮影された映像を取り込むカメラ映像取込部50−Aと、カメラ4−Aで撮影された映像を記憶するメモリ等からなる一次記憶部51−Aと、カメラ4−Aで撮影された映像を記憶するハードディスク装置等からなる二次記憶部52−Aと、カメラ映像取込部50−Aから出力された現在時刻の撮影映像と一次記憶部51−Aまたは二次記憶部52−Aに記憶された過去の撮影映像とを合成する第1の映像合成手段である映像重畳部53−Aと、遠隔地に設置された他の映像処理装置1−Bと通信を行うための通信部54−Aと、映像重畳部53−Aから出力された合成処理後の撮影映像と他の映像処理装置1−Bから送信された撮影映像とを合成する第2の映像合成手段である映像合成部55−Aと、映像合成部55−Aから出力された映像を液晶ディスプレイ3−Aに表示させる映像出力部56−Aとから構成される。
同様に、映像処理装置5−Bは、カメラ映像取込部50−Bと、一次記憶部51−Bと、二次記憶部52−Bと、第1の映像合成手段である映像重畳部53−Bと、通信部54−Bと、第2の映像合成手段である映像合成部55−Bと、映像出力部56−Bとから構成される。
次に、本実施の形態のビデオコミュニケーションシステムの動作を説明する。図2はビデオコミュニケーションシステムの動作を示すフローチャートである。
最初に、映像処理装置5−Aのカメラ映像取込部50−Aは、カメラ4−Aで撮影された映像を取り込む(図2ステップS1)。一方、映像処理装置5−Bのカメラ映像取込部50−Bは、カメラ4−Bで撮影された映像を取り込む(ステップS1)。このとき、カメラ映像取込部50−A,50−Bは、それぞれカメラ4−A,4−Bから映像を取り込む際に、映像を受信した時刻を撮影時刻として、この撮影時刻の情報をカメラ4−A,4−Bから取り込んだ映像に付加する。また、カメラ映像取込部50−A,50−Bは、予め定められた撮影場所情報をカメラ4−A,4−Bから取り込んだ映像に付加する。
また、カメラ4−Aは、液晶ディスプレイ3−Aの偏光と直交する偏光フィルタを備えており、液晶ディスプレイ3−Aに表示されている表示映像を除去した地点Aの現在時刻の映像のみを撮影することができる。同様に、カメラ4−Bは、液晶ディスプレイ3−Bの偏光と直交する偏光フィルタを備えており、液晶ディスプレイ3−Bに表示されている表示映像を除去した地点Bの現在時刻の映像のみを撮影することができる。このように撮影映像から表示映像を除去する理由は、映像重畳部53−A,53−Bで映像を重ねる際に映像が重複することを回避するためである。
続いて、映像処理装置5−Aの一次記憶部51−Aおよび二次記憶部52−Aは、カメラ映像取込部50−Aから出力された撮影映像を蓄積する(ステップS2)。一方、映像処理装置5−Bの一次記憶部51−Bおよび二次記憶部52−Bは、カメラ映像取込部50−Bから出力された撮影映像を蓄積する(ステップS2)。
次に、映像処理装置5−Aの映像重畳部53−Aは、カメラ映像取込部50−Aから出力された現在時刻の撮影映像と、一次記憶部51−Aまたは二次記憶部52−Aに記憶されている、予め指定された時間分だけ過去の撮影映像とを合成し、合成処理後の撮影映像を通信部54−Aと映像合成部55−Aとに出力する(ステップS3)。同様に、映像処理装置5−Bの映像重畳部53−Bは、カメラ映像取込部50−Bから出力された現在時刻の撮影映像と、一次記憶部51−Bまたは二次記憶部52−Bに記憶されている、予め指定された時間分だけ過去の撮影映像とを合成し、合成処理後の撮影映像を通信部54−Bと映像合成部55−Bとに出力する(ステップS3)。
本実施の形態では、現在時刻の撮影映像と合成する過去の撮影映像として、所定時間間隔(例えば0.1〜0.2秒間隔)の過去の撮影映像を複数枚取得する。前述のとおり、撮影映像には撮影時刻情報が付加されているので、この撮影時刻情報を参照することにより、映像の撮影時刻を確認することができる。合成する映像の枚数は予め指定されている。映像が多くなると、処理時間がかかる上に表示される映像が煩雑になるため、合成する映像は10枚程度(1〜2秒分の映像が重ね合わせて表示される程度)が望ましい。このときの映像の合成処理は、撮影時刻が新しい映像ほど上になるように(すなわち、表示された映像を見たときに手前になるように)合成すればよい。
また、過去の撮影映像の読み出しに時間がかかると、映像の合成処理ができないため、映像重畳部53−A,53−Bは、取得する撮影映像が現在時刻から指定時間(2秒程度)以内に撮影された過去の撮影映像であれば、高速に読み出しができる一次記憶部51−A,51−Bから撮影映像を取得する。したがって、一次記憶部51−A,51−Bの容量は、指定時間分の撮影映像を記憶できる程度であればよい。一方、現在時刻から指定時間以上前に撮影された映像は、二次記憶部52−A,52−Bに記憶されている。
次に、映像処理装置5−Aの通信部54−Aは、映像重畳部53−Aから出力された合成処理後の撮影映像を他の映像重畳装置1−Bに送信する(ステップS4)。一方、映像処理装置5−Bの通信部54−Bは、映像重畳部53−Bから出力された合成処理後の撮影映像を他の映像重畳装置1−Aに送信する(ステップS4)。
そして、通信部54−Aは、他の映像重畳装置1−Bから送信された撮影映像を受信し、受信した撮影映像を映像合成部55−Aに出力する(ステップS5)。通信部54−Bは、他の映像重畳装置1−Aから送信された撮影映像を受信し、受信した撮影映像を映像合成部55−Bに出力する(ステップS5)。
映像処理装置5−Aの映像合成部55−Aは、映像重畳部53−Aから出力された合成処理後の撮影映像と他の映像重畳装置1−Bから送信された合成処理後の撮影映像とを合成する(ステップS6)。映像処理装置5−Bの映像合成部55−Bは、映像重畳部53−Bから出力された合成処理後の撮影映像と他の映像重畳装置1−Aから送信された合成処理後の撮影映像とを合成する(ステップS6)。
映像の合成処理は、自地点の撮影映像が上になるように合成すればよい。この場合は、他地点で撮影された映像が自地点で撮影された映像の下に隠れることが有り得る。また、特定の地点の撮影映像が上になるように合成してもよい。さらに、自地点を含む各地点の撮影映像を半透明に修正した上で各地点の撮影映像を合成してもよい。
映像処理装置5−Aの映像出力部56−Aは、映像合成部55−Aで合成された映像を液晶ディスプレイ3−Aに表示させる(ステップS7)。一方、映像処理装置5−Bの映像出力部56−Bは、映像合成部55−Bで合成された映像を液晶ディスプレイ3−Bに表示させる(ステップS7)。
図3(A)〜図3(D)は映像重畳部53−Aによって合成された映像の例を示す図であり、合成処理後の映像が液晶ディスプレイ3−Aに表示された様子を示している。図3(A)〜図3(D)の状況では、液晶ディスプレイ3−Aの前にいるユーザ2Aが左手をC点からD点まで移動させている。20はユーザ2Aの左手(実体)である。前述のように、地点Aで撮影され合成された撮影映像は、地点Bの映像重畳装置1−Bから送信された撮影映像と合成された上で液晶ディスプレイ3−Aに表示されるが、ここでは地点Aで撮影された映像のみを示している。
図3(A)の状況では、ユーザ2Aの左手20はC点の位置で停止しており、これに対して現在時刻および過去の撮影映像21が液晶ディスプレイ3−Aに表示されている。ユーザ2Aの左手20が止まっているため、過去1秒以内の映像21が全て重なって表示されている。
図3(B)の状況では、ユーザ2Aの左手20がD点まで移動しており、これに対して0.8秒前の撮影映像22と0.6秒前の撮影映像23と0.4秒前の撮影映像24と現在時刻の撮影映像25とが液晶ディスプレイ3−Aに表示されている。
図3(C)の状況は、図3(B)よりも後の状況を示しており、過去の撮影映像26,27と現在時刻の撮影映像28とが液晶ディスプレイ3−Aに表示されている。
図3(D)の状況は、図3(C)よりも後の状況を示し、ユーザ2Aの左手20はD点の位置で停止しており、これに対して現在時刻および過去の撮影映像29が液晶ディスプレイ3−Aに表示されている。ユーザ2Aの左手20が止まっているため、過去1秒以内の映像29が全て重なって表示されている。
以上のように、本実施の形態では、現在時刻の撮影映像と過去の複数枚の撮影映像とを合成して他地点の映像重畳装置に送信するようにしたので、他地点の映像重畳装置において送信元の映像重畳装置のユーザの動作の軌跡を表示することができる。その結果、他地点の映像重畳装置のユーザは、送信元の映像重畳装置のユーザが不連続なディスプレイにまたがる指差しなどの動作をしたとしても、この動作を追跡しやすくなり、動作の見落としを少なくすることができる。
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態においても、ビデオコミュニケーションシステムの構成および処理の流れは第1の実施の形態と同様であるので、図1、図2の符号を用いて説明する。
第1の実施の形態では、映像処理装置5−A,5−Bの映像重畳部53−A,53−Bにおいて現在時刻の撮影映像と複数枚の過去の撮影映像とを合成していたが、本実施の形態では、現在時刻の撮影映像と1枚の過去の撮影映像とを合成する。
すなわち、映像重畳部53−Aは、地点Aで撮影された画像を地点Bで表示するのにかかる遅延時間をΔtabとしたとき、カメラ映像取込部50−Aから出力された現在時刻の撮影映像と、一次記憶部51−Aまたは二次記憶部52−Aに記憶されている、遅延時間Δtabだけ過去の撮影映像とを合成し、合成処理後の撮影映像を通信部54−Aと映像合成部55−Aとに出力する(図2ステップS3)。一方、映像重畳部53−Bは、地点Bで撮影された画像を地点Aで表示するのにかかる遅延時間をΔtbaとしたとき、カメラ映像取込部50−Bから出力された現在時刻の撮影映像と、一次記憶部51−Bまたは二次記憶部52−Bに記憶されている、遅延時間Δtbaだけ過去の撮影映像とを合成し、合成処理後の撮影映像を通信部54−Bと映像合成部55−Bとに出力する(ステップS3)。
他の処理は、第1の実施の形態と同じである。本実施の形態では、現在時刻の撮影映像と他地点の遅延時間分だけ過去の撮影映像とを合成して液晶ディスプレイに表示するようにしたので、遅延を可視化することができる。その結果、ユーザは、自分の映像がどのくらい遅れて他地点の相手側に届いているかを確認することができ、同期コミュニケーションを促進することができる。
なお、第1、第2の実施の形態では、地点Aと地点Bの2地点間をネットワークで接続する例について説明しているが、これに限るものではなく、3地点以上を接続することも可能である。この場合、地点Aや地点Bと同じように地点Cには映像重畳装置1−Cがあって、地点Cのユーザ2−Cは地点Aや地点Bと同様に映像重畳装置1−Cを利用することが可能である。また、例えば地点Aの映像処理装置5−Aは、自地点Aで撮影された映像に対して、地点Bで撮影された映像だけでなく、地点Cで撮影された映像も重ね合わせることが可能である。地点Bや地点Cにおいても同様に映像を重ね合わせることができる。
また、第1、第2の実施の形態の映像重畳装置のうち、カメラと液晶ディスプレイを除く構成は、CPU、記憶装置および外部とのインタフェースを備えたコンピュータとこれらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このようなコンピュータにおいて、本発明の映像重畳方法を実現させるための映像重畳プログラムは、フレキシブルディスク、CD−ROM、DVD−ROM、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供され、コンピュータの記憶装置に格納される。CPUは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第1、第2の実施の形態で説明した処理を実行する。
本発明は、カメラで撮影した撮影映像と他地点の撮影映像とを重ね合わせて表示することにより遠隔地点間での同期コミュニケーションを円滑にするビデオコミュニケーションシステムに適用することができる。
本発明の第1の実施の形態に係るビデオコミュニケーションシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の第1の実施の形態に係るビデオコミュニケーションシステムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第1の実施の形態において映像重畳部によって合成された映像の例を示す図である。
符号の説明
1−A,1−B…映像重畳装置、2−A,2−B…ユーザ、3−A,3−B…液晶ディスプレイ、4−A,4−B…カメラ、5−A,5−B…映像処理装置、6…ネットワーク、50−A,50−B…カメラ映像取込部、51−A,51−B…一次記憶部、52−A,52−B…二次記憶部、53−A,53−B…映像重畳部、54−A,54−B…通信部、55−A,55−B…映像合成部、56−A,56−B…映像出力部。

Claims (8)

  1. 映像を表示可能な表示手段と、
    カメラを用いて映像を撮影する撮影手段と、
    この撮影手段によって撮影された撮影映像を記憶する記憶手段と、
    前記撮影手段によって撮影された現在時刻の撮影映像と、前記記憶手段に記憶された、予め指定された時間分だけ過去の撮影映像とを合成する第1の映像合成手段と、
    この第1の映像合成手段で合成された撮影映像を他地点の映像重畳装置に送信する通信手段と、
    前記第1の映像合成手段で合成された撮影映像と他地点の映像重畳装置から送信された撮影映像とを合成する第2の映像合成手段と、
    前記第2の映像合成手段で合成された映像を前記表示手段に表示させる映像出力手段とを備え
    前記第1の映像合成手段は、自地点で撮影された画像を他地点で表示するのにかかる遅延時間をΔtとしたとき、現在時刻から遅延時間Δtだけ過去の撮影映像を前記記憶手段から取得し、取得した撮影映像を現在時刻の撮影映像と合成することを特徴とする映像重畳装置。
  2. 請求項1記載の映像重畳装置において、
    前記第1の映像合成手段は、予め指定された時間間隔の過去の撮影映像を予め指定された枚数だけ前記記憶手段から取得し、取得した撮影映像を現在時刻の撮影映像と合成することを特徴とする映像重畳装置。
  3. 請求項1または2記載の映像重畳装置において、
    前記表示手段は、液晶ディスプレイであり、
    前記カメラは、前記液晶ディスプレイの偏光と直交する偏光フィルタを有することを特徴とする映像重畳装置。
  4. 映像重畳装置を用いて撮影映像と他の映像とを重ねて表示する映像重畳方法であって、
    撮影手段が、カメラを用いて映像を撮影する撮影ステップと、
    この撮影ステップによって撮影された撮影映像を記憶手段に蓄積する記憶ステップと、
    第1の映像合成手段が、前記撮影ステップによって撮影された現在時刻の撮影映像と、前記記憶手段に記憶された、予め指定された時間分だけ過去の撮影映像とを合成する第1の映像合成ステップと、
    通信手段が、前記第1の映像合成ステップで合成された撮影映像を他地点の映像重畳装置に送信する送信ステップと、
    第2の映像合成手段が、前記第1の映像合成ステップで合成された撮影映像と他地点の映像重畳装置から送信された撮影映像とを合成する第2の映像合成ステップと、
    映像出力手段が、前記第2の映像合成ステップで合成された映像を表示手段に表示させる映像出力ステップとを備え
    前記第1の映像合成ステップは、自地点で撮影された画像を他地点で表示するのにかかる遅延時間をΔtとしたとき、現在時刻から遅延時間Δtだけ過去の撮影映像を前記記憶手段から取得し、取得した撮影映像を現在時刻の撮影映像と合成することを特徴とする映像重畳方法。
  5. 請求項記載の映像重畳方法において、
    前記第1の映像合成ステップは、予め指定された時間間隔の過去の撮影映像を予め指定された枚数だけ前記記憶手段から取得し、取得した撮影映像を現在時刻の撮影映像と合成することを特徴とする映像重畳方法。
  6. 請求項4または5記載の映像重畳方法において、
    前記表示手段は、液晶ディスプレイであり、
    前記カメラは、前記液晶ディスプレイの偏光と直交する偏光フィルタを有することを特徴とする映像重畳方法。
  7. 請求項4または5記載の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とする映像重畳プログラム。
  8. 請求項記載の映像重畳プログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
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