JP5023587B2 - 画像表示装置及び画像表示方法 - Google Patents

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Description

本発明は、観察者に提供する画像を表示する画像表示装置及び画像表示方法に関する。
プレゼンテーションにおいては、パーソナルコンピュータ(PC)のプレゼンテーション用ソフトウェアを用いて作成された資料(スライド)画像を、プロジェクタによってスクリーン等の表示媒体(例えば、特許文献1参照)における表示領域に投影する手法が用いられることが多い。このようなプロジェクタにおいては、遠隔地からネットワーク経由等で送られてきた画像情報に対応する画像をプロジェクタで表示領域に投影し、更に、その画像が投影された表示領域をカメラで撮影し、当該撮影により得られた画像情報を遠隔地に送ることも行われる場合もある(例えば、特許文献2参照)。
特開2001−290221号公報 特開2005−33756号公報
ところで、プロジェクタは、表示領域に画像を投影するフロント投影システムと称されるものが一般的であるが、このフロント投影システムによって表示領域に画像を投影する場合、プロジェクタと表示媒体との間に人間等の遮蔽物が存在すると、その遮蔽物の陰によって一部の画像が表示領域に投影されなくなってしまう。また、表示媒体がプラズマディスプレイ(PDP)や液晶パネル等の自ら画像表示を行うものである場合や、背面方向から投影される画像を表示するものである場合、表示領域にドキュメントや図面等の印刷物、付箋紙等が貼り付けられた場合、当該表示領域に表示されている画像が見えなくなってしまう。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、適切な画像表示が可能な画像表示装置及び画像表示方法を提供することを目的としている。
本発明の画像表示装置は、所定の表示領域に画像を表示する表示手段と、前記表示領域に、前記表示手段によって表示される画像に重ねて画像を投影する投影手段と、前記表示領域を撮影する撮影手段と、前記撮影により得られた表示領域の画像に基づいて、前記表示手段による画像表示及び前記投影手段による画像投影の少なくともいずれかを制御する制御手段と、前記表示領域における、前記表示手段により表示されるべき画像の全部又は一部が遮蔽された領域である遮蔽領域を検出する検出手段と、を有し、前記制御手段は、前記表示手段により表示されるべき画像のうち、前記遮蔽領域に対応する画像を前記投影手段に投影させる制御を行うことを特徴とする。
この構成によれば、表示手段による表示領域における画像表示及び投影手段による表示領域における画像投影の少なくともいずれかが制御されることにより、表示領域における適切な画像表示が可能となる。ここで、表示領域は、壁面スクリーン、光を透過させるテーブル、床、表示機器の表示画面等に構成されることが考えられる。また、この構成によれば、表示領域に遮蔽物が貼り付けられて、その領域において表示手段によって表示される画像が見えなくなる場合に、画像を投影させることで、観察者が画像の全体を認識することが可能となる。
同様の観点から、本発明の画像表示装置は、前記表示手段が、前記表示領域を挟んで前記投影手段と反対側に配置され、前記表示領域に画像を投影するようにしてもよい。
同様の観点から、本発明の画像表示装置は、前記表示手段が、前記表示領域に画像を投影するプロジェクタであるようにしてもよい。
また、本発明の画像表示装置は、前記制御手段が、前記表示領域において、前記表示手段によって表示される画像と、前記投影手段によって投影される画像とが一致するように前記表示手段による画像表示及び前記投影手段による画像投影の少なくともいずれかを制御するようにしてもよい。
この構成によれば、投影手段と表示領域との間に人間等の遮蔽物が存在し、その遮蔽物の陰によって一部の画像が表示領域に投影されなくても、表示手段によって表示領域に同一の画像が表示され、観察者は、画像の全体を認識することができる。
同様の観点から、本発明の画像表示装置は、前記制御手段が、前記表示領域において、前記表示手段による画像の表示範囲と、前記投影手段による画像の投影範囲とを一致させるようにしてもよい。
同様の観点から、本発明の画像表示装置は、前記検出手段が、前記撮影により得られた表示領域の画像と、前記表示手段により表示されるべき画像との差分を検出し、該差分に基づいて前記遮蔽領域を検出するようにしてもよい。
同様の観点から、本発明の画像表示装置は、前記表示領域に赤外光を照射する光源と、前記表示領域を挟んで前記光源と反対側に配置され、前記表示領域における赤外光の透過状態を検知する検知手段とを有し、前記検出手段が、前記検知手段により検知された前記表示領域における赤外光の透過状態に基づいて、前記遮蔽領域を検出するようにしてもよい。
同様の観点から、本発明の画像表示装置は、前記表示手段が、前記表示領域としての表示画面を有する表示機器であって、該表示画面から赤外光を発する発光手段を有し、前記表示画面と対向して配置され、前記表示画面からの赤外光の発光状態を検知する検知手段とを有し、前記検出手段が、前記検知手段により検知された前記表示画面からの赤外光の発光状態に基づいて、前記遮蔽領域を検出するようにしてもよい。
同様の観点から、本発明の画像表示装置は、前記検知手段が、赤外領域に感度を有するカメラであり、前記表示領域を撮影して得られる画像により、該表示領域における赤外光を検知するようにしてもよい。
また、本発明の画像表示装置は、前記投影手段による画像の投影方向に配置され、前記投影手段により投影される画像を反射させて前記表示領域に投影する第1の反射手段を有するようにしてもよい。
この構成によれば、投影手段が直接に画像を表示領域に投影する場合よりも、投影手段と表示領域との距離を短くして装置の小型化を図ることが可能となる。
また、本発明の画像表示装置は、前記表示手段が、前記表示領域に画像を投影するプロジェクタであって、前記プロジェクタによる画像の投影方向に配置され、前記プロジェクタにより投影される画像を反射させて前記表示領域に投影する第2の反射手段を有するようにしてもよい。
この構成によれば、表示手段としてのプロジェクタが直接に画像を表示領域に投影する場合よりも、表示手段と表示領域との距離を短くして装置の小型化を図ることが可能となる。
また、本発明の画像表示装置は、前記表示手段が、ネットワークを介して外部から送られてきた画像情報に対応する画像を前記表示領域に表示するようにしてもよい。
また、本発明の画像表示装置は、前記投影手段が、ネットワークを介して外部から送られてきた画像情報に対応する画像を前記表示領域に投影するようにしてもよい。
本発明の画像表示方法は、所定の表示領域に画像を表示する表示ステップと、前記表示領域に、前記表示ステップによって表示される画像に重ねて画像を投影する投影ステップと、前記表示領域を撮影する撮影ステップと、前記撮影により得られた表示領域の画像に基づいて、前記表示ステップによる画像表示及び前記投影ステップによる画像投影の少なくともいずれかを制御する制御ステップと、前記表示領域における、前記表示ステップにより表示されるべき画像の全部又は一部が遮蔽された領域である遮蔽領域を検出する検出ステップと、を有し、前記制御ステップは、前記表示ステップにより表示されるべき画像のうち、前記遮蔽領域に対応する画像を投影装置に投影させる制御を行うことを特徴とする。
本発明によれば、表示手段による表示領域における画像表示及び投影手段による表示領域における画像投影の少なくともいずれかが制御され、表示領域における適切な画像表示が可能となる。
以下、本発明の実施の形態の画像表示装置について、図面を用いて説明する。図1は、本発明における第1の画像表示装置の構成を示す図である。図1に示す画像表示装置100−1は、会議室等で行われるプレゼンテーション等において、画像を表示するものである。
この画像表示装置100−1は、制御手段及び検出手段としてのパーソナルコンピュータ(PC)102、スクリーン104、表示手段又は投影手段としてのフロント投影装置106、フロント投影装置106が表示手段に対応する場合には投影手段に対応し、フロント投影装置106が投影手段に対応する場合には表示手段に対応するリア投影装置108、及び、撮影手段としての撮影装置110により構成される。
PC102は、フロント投影装置106、リア投影装置108及び撮影装置110の動作を制御する。具体的には、PC102とネットワーク150を介して接続されたPC160は、PC102に対して、画像情報を送信する。この画像情報には、スクリーン104の表示領域103における投影位置を一意に特定可能な位置情報が含まれているとともに、投影指示が付加されている。PC102は、ネットワーク150経由でPC160から送られてきた画像情報を、当該画像情報に付加されている投影指示に基づいて、画像情報をフロント投影装置106及びリア投影装置108へ出力する。この際、PC102は、必要に応じて、フロント投影装置106及びリア投影装置108へ同一の画像情報を出力してもよく、異なる画像情報を出力してもよい。また、PC102は、撮影装置110に対して、撮影を指示する。
フロント投影装置106は、スクリーン104の前面側に配置され、PC102の制御によって投影範囲が当該スクリーン104の表示領域103になるように設定され、PC102からの画像情報に対応する画像をスクリーン104の前面に向けて投影する。一方、リア投影装置108は、スクリーン104の背面側に配置され、PC102の制御によって投影範囲が当該スクリーン104の表示領域103になるように設定され、PC102からの画像情報に対応する画像をスクリーン104の背面に向けて投影する。なお、スクリーン104は、素材が均一の濃度であることが望ましい。
撮影装置110は、スクリーン104の前面側に配置され、PC102の制御によって撮影範囲が当該スクリーン104の表示領域103になるように設定され、PC102の指示に応じて、スクリーン104を撮影する。
画像表示装置100−1において、PC102からフロント投影装置106及びリア投影装置108へ同一の画像情報が出力される場合には、フロント投影装置106は、入力した画像情報に応じた画像をスクリーン104に投影し、リア投影装置108は、入力した画像情報に応じた画像を反転させた画像をスクリーン104に投影する。これにより、スクリーン104においてフロント投影装置106から投影される画像と、リア投影装置108から投影される画像とが一致する。
このため、フロント投影装置106とスクリーン104との間に人間等の遮蔽物が存在し、その遮蔽物の陰によってフロント投影装置106によって投影される画像の一部がスクリーン104に投影されなくても、リア投影装置108によって同一の画像が表示されるため、観察者は、画像の全体を認識することができる。
また、画像表示装置100−1においては、スクリーン104にドキュメントや図面等の印刷物、付箋紙等が貼り付けられて一部が遮蔽された場合に、表示手段としてのリア投影装置108から投影される画像のうち、遮蔽領域105に対応する部分の画像が投影手段としてのフロント投影装置106から投影される。以下、この動作の詳細を、フローチャートを参照しつつ説明する。
図2は、画像表示装置100−1におけるスクリーン104の遮蔽時の動作を示すフローチャートである。PC102は、利用者の操作指示に応じて、メモリに予め保持しているドキュメント等の画像情報をリア投影装置108へ出力する。この画像情報は、スクリーン104に表示されるべき画像の画像情報である。リア投影装置108は、入力した画像情報に対応する画像(以下、「PC画像」と称する)をスクリーン104に投影する(S101)。
次に、PC102は、撮影装置110に対して、撮影を指示する。撮影装置110は、この指示に応じて、スクリーン104を撮影する(S102)。撮影により得られた画像情報は、PC102に送られる。
PC102は、撮影装置110からの画像情報を入力すると、リア投影装置108へ出力した画像情報に対応するPC画像と、撮影装置110からの画像情報に対応する画像(以下、「撮影画像」と称する)とを比較し、これらが一致するか否かを判定する(S103)。ここで、PC102は、PC画像及び撮影画像を拡大あるいは縮小することによって、これらPC画像及び撮影画像の大きさ(画素数)を一致させ、更に、同一位置の画素の画素値を比較し、画素値の差が所定値未満の画素の数を計数する。そして、PC102は、計数した画素の数が画像全体における画素の数の所定の割合を占める場合には、PC画像と撮影画像とが一致すると判断する。
PC画像と撮影画像とが一致する場合には一連の動作が終了する。一方、スクリーン104に遮蔽物が貼り付けられて一部が遮蔽された場合には、PC画像と撮影画像とが一致しない。この場合、PC102は、PC画像と撮影画像との差分を検出する(S104)。この差分は、スクリーン104における表示領域103に遮蔽領域105が存在する場合に発生する。具体的には、PC102は、PC画像と撮影画像のそれぞれにおける同一位置の画素を比較し、画素値の差が所定値を超える場合には、その画素が差分であると判断する。例えば、図3(a)に示すPC画像200と、図3(b)に示す撮影画像210において、同一位置の画素201及び211と、画素202及び212は、画素値の差が大きい。このため、PC102は、画素201及び211と、画素202及び212とを、差分であると判断する。
更に、PC102は、検出された差分となる画素に基づいて、遮蔽領域105を検出する(S105)。具体的には、PC102は、差分となる画素から構成される画像に対応する表示領域103の部分を遮蔽領域105として検出する。更に、PC102は、PC画像のうち、遮蔽領域105に対応するPC画像の画像情報をフロント投影装置106へ出力する。フロント投影装置106は、入力した画像情報に対応する画像をスクリーン104の前面に向けて投影する(S106)。これにより、スクリーン104における遮蔽領域105に、リア投影装置108によって投影される画像のうち、その遮蔽領域105によって遮られた画像が前面側から投影されることになり、観察者は、リア投影装置108によって投影される画像の全体を認識することができる。
なお、スクリーン104が、リア投影装置108による投影によってのみ結像する構造になっている場合には、PC102は、PC画像のうち、差分領域に対応する画像情報をフロント投影装置106へ出力する代わりに、PC画像全体の画像情報を出力してもよい。この場合には、フロント投影装置106は、スクリーン104の表示領域103における遮蔽領域105以外の領域(以下、「透過領域」と称する)にも画像を投影することになる。
しかし、スクリーン104が、リア投影装置108による投影によってのみ結像する構造になっているため、透過領域では、フロント投影装置106による投影が行われても結像がされず、遮蔽物の存在する遮蔽領域105にのみ結像がされる。従って、透過領域において、フロント投影装置106及びリア投影装置108の双方から投影がなされることで、画像にボケが生じるようなことはない。
図4は、本発明における第2の画像表示装置の構成を示す図である。図4に示す画像表示装置100−2は、制御手段及び検出手段としてのパーソナルコンピュータ(PC)102、スクリーン104、投影手段としてのフロント投影装置106、表示手段としてのリア投影装置108、撮影手段としての撮影装置110、及び、光源としての赤外光源112と、検知手段としての赤外領域撮影装置114とを有する。
PC102は、赤外光源112に対して赤外光の照射を指示するとともに、赤外領域撮影装置114に対して撮影を指示する。赤外光源112は、スクリーン104の背面側に配置され、PC102の指示に応じて、スクリーン104の全体に向けて赤外線を照射する。赤外領域撮影装置114は、スクリーン104の前面側に配置され、当該スクリーン104に対応する画角を有している。この赤外領域撮影装置114は、赤外領域に感度を有しており、PC102の指示に応じて、スクリーン104を透過した赤外光を撮影する。
この画像表示装置100−2において、スクリーン104に遮蔽物が貼り付けられて一部が遮蔽された場合、PC102は、赤外領域撮影装置114による撮影によって得られた画像情報に対応する画像に基づいて、スクリーン104において赤外光が透過しなかった領域を遮蔽領域105として検出する。
更に、PC102は、リア投影装置108へ出力した画像情報に対応するPC画像のうち、遮蔽領域に対応するものを特定し、その画像情報をフロント投影装置106へ出力する。フロント投影装置106は、入力した画像情報に対応する画像をスクリーン104の前面に向けて投影する。これにより、スクリーン104における遮蔽領域105に、リア投影装置108によって投影される画像のうち、その遮蔽領域105によって遮られた画像が前面側から投影されることになり、観察者は、リア投影装置108によって投影される画像の全体を認識することができる。
なお、上述と同様、スクリーン104が、リア投影装置108による投影によってのみ結像する構造になっている場合には、PC102は、PC画像のうち、遮蔽領域105に対応する画像情報をフロント投影装置106へ出力する代わりに、PC画像全体の画像情報を出力し、フロント投影装置106が、PC画像全体をスクリーン104の前面に向けて投影するようにしてもよい。
図5は、画像表示装置100−1及び100−2の各部の配置例を示す図である。なお、赤外光源112及び赤外領域撮影装置114は、画像表示装置100−2のみが有するものである。
図5(a)に示す配置例では、リア投影装置108の投影方向に、当該リア投影装置108が投影手段に対応する場合には第1の反射手段に対応し、当該リア投影装置108が表示手段に対応する場合には第2の反射手段に対応するミラー121が配置されており、当該ミラー121によって反射した画像がスクリーン104に投影される。一方、図5(b)に示す配置例では、リア投影装置108の投影方向にミラー121が配置されるとともに、フロント投影装置106の投影方向に、当該フロント投影装置106が投影手段に対応する場合には第1の反射手段に対応し、当該フロント投影装置106が表示手段に対応する場合には第2の反射手段に対応するミラー122が配置されており、ミラー121によって反射した画像がスクリーン104に投影され、ミラー122によって反射した画像がスクリーン104に投影される。なお、スクリーン104に代えて、光を透過させるテーブルや床等を用いてもよい。この場合、テーブルの主面や床は水平であるため、遮蔽物となる付箋紙当をそのまま配置することができる。
図6は、本発明における第3の画像表示装置の構成を示す図である。図6に示す画像表示装置100−3は、制御手段及び検出手段としてのパーソナルコンピュータ(PC)102、投影手段としてのフロント投影装置106、撮影手段としての撮影装置110、及び、検知手段としての赤外領域撮影装置114、及び、表示手段及び発光手段としての赤外光源付プラズマディスプレイ(PDP)116を有する。画像表示装置100−3のうち、フロント投影装置106、撮影装置110、赤外領域撮影装置114及び赤外光源付PDP116は、例えば、図7に示すように配置される。
PC102は、赤外光源付PDP116に対して、画像情報を出力するとともに、赤外光の照射を指示する。赤外光源付PDP116は、入力した画像情報に対応する画像を表示するとともに、PC102の指示に応じて表示領域103から赤外光を発する。
この画像表示装置100−3において、赤外光源付PDP116に遮蔽物が貼り付けられて一部が遮蔽された場合、PC102は、赤外領域撮影装置114による撮影によって得られた画像情報に対応する画像に基づいて、赤外光源付PDP116において赤外光が遮蔽された領域を遮蔽領域105として検出する。
その後は、画像表示装置100−2と同様、PC102は、リア投影装置108へ出力した画像情報に対応するPC画像のうち、遮蔽領域105に対応するものを特定し、その画像情報をフロント投影装置106へ出力する。フロント投影装置106は、入力した画像情報に対応する画像をスクリーン104に投影する。これにより、スクリーン104における遮蔽領域105に、赤外光源付PDP116によって表示される画像のうち、その遮蔽領域105によって遮られた画像が前面側から投影されることになり、観察者は、赤外光源付PDP116に表示される画像の全体を認識することができる。
このように、画像表示装置100−1、100−2及び100−3では、スクリーン104の前面と背面の双方に画像が投影され、あるいは、赤外光源付PDP116による画像表示とともにその前面に画像が投影され、スクリーン104や赤外光源付PDP116に遮蔽物が貼り付けられて一部が遮蔽された場合、その遮蔽領域105によって遮られた画像がスクリーン104の前面側から投影され、観察者は、リア投影装置108によって投影される画像あるいは赤外光源付PDP116によって表示される画像の全体を認識することができる。
なお、上述した実施形態では、スクリーン104を用いたが、テーブルの主面や床等の平面状のものを表示領域として有する表示媒体として用いてもよい。また、赤外光源付PDP116に代えて、赤外光源付の液晶ディスプレイ等の装置を用いてもよい。また、PDPや液晶ディスプレイが近赤外領域の光を照射する構造である場合には、赤外光源は不要である。
以上、説明したように、本発明に係る画像表示装置及び画像表示方法は、適切な画像表示が可能であり、画像表示装置及び画像表示方法として有用である。
第1の画像表示装置の構成を示す図である。 第1の画像表示装置の動作を示すフローチャートである。 PC画像の画素と撮影画像の画素の一例を示す図である。 第2の画像表示装置の構成を示す図である。 第1及び第2のが図表示装置の各部の配置例を示す図である。 第3の画像表示装置の構成を示す図である。 第3の画像表示装置の各部の配置例を示す図である。
符号の説明
100−1、100−2、100−3 画像表示装置
102 PC
103 表示領域
104 スクリーン
105 遮蔽領域
106 フロント投影装置
108 リア投影装置
110 撮影装置
112 赤外光源
114 赤外領域撮影装置
116 赤外光源付PDP
121、122 ミラー

Claims (14)

  1. 所定の表示領域に画像を表示する表示手段と、
    前記表示領域に、前記表示手段によって表示される画像に重ねて画像を投影する投影手段と、
    前記表示領域を撮影する撮影手段と、
    前記撮影により得られた表示領域の画像に基づいて、前記表示手段による画像表示及び前記投影手段による画像投影の少なくともいずれかを制御する制御手段と
    前記表示領域における、前記表示手段により表示されるべき画像の全部又は一部が遮蔽された領域である遮蔽領域を検出する検出手段と、を有し、
    前記制御手段は、前記表示手段により表示されるべき画像のうち、前記遮蔽領域に対応する画像を前記投影手段に投影させる制御を行うことを特徴とする画像表示装置。
  2. 前記表示手段は、前記表示領域を挟んで前記投影手段と反対側に配置され、前記表示領域に画像を投影することを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
  3. 前記表示手段は、前記表示領域に画像を投影するプロジェクタであることを特徴とする請求項2に記載の画像表示装置。
  4. 前記制御手段は、前記表示領域において、前記表示手段によって表示される画像と、前記投影手段によって投影される画像とが一致するように前記表示手段による画像表示及び前記投影手段による画像投影の少なくともいずれかを制御することを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の画像表示装置。
  5. 前記制御手段は、前記表示領域において、前記表示手段による画像の表示範囲と、前記投影手段による画像の投影範囲とを一致させることを特徴とする請求項に記載の画像表示装置。
  6. 前記検出手段は、前記撮影により得られた表示領域の画像と、前記表示手段により表示されるべき画像との差分を検出し、該差分に基づいて前記遮蔽領域を検出することを特徴とする請求項に記載の画像表示装置。
  7. 前記表示領域に赤外光を照射する光源と、
    前記表示領域を挟んで前記光源と反対側に配置され、前記表示領域における赤外光の透過状態を検知する検知手段とを有し、
    前記検出手段は、前記検知手段により検知された前記表示領域における赤外光の透過状態に基づいて、前記遮蔽領域を検出することを特徴とする請求項に記載の画像表示装置。
  8. 前記表示手段は、前記表示領域としての表示画面を有する表示機器であって、該表示画面から赤外光を発する発光手段を有し、
    前記表示画面と対向して配置され、前記表示画面からの赤外光の発光状態を検知する検知手段とを有し、
    前記検出手段は、前記検知手段により検知された前記表示画面からの赤外光の発光状態に基づいて、前記遮蔽領域を検出することを特徴とする請求項に記載の画像表示装置。
  9. 前記検知手段は、赤外領域に感度を有するカメラであり、前記表示領域を撮影して得られる画像により、該表示領域における赤外光を検知することを特徴とする請求項又はに記載の画像表示装置。
  10. 前記投影手段による画像の投影方向に配置され、前記投影手段により投影される画像を反射させて前記表示領域に投影する第1の反射手段を有することを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の画像表示装置。
  11. 前記表示手段は、前記表示領域に画像を投影するプロジェクタであって、
    前記プロジェクタによる画像の投影方向に配置され、前記プロジェクタにより投影される画像を反射させて前記表示領域に投影する第2の反射手段を有することを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の画像表示装置。
  12. 前記表示手段は、ネットワークを介して外部から送られてきた画像情報に対応する画像を前記表示領域に表示することを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の画像表示装置。
  13. 前記投影手段は、ネットワークを介して外部から送られてきた画像情報に対応する画像を前記表示領域に投影することを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の画像表示装置。
  14. 所定の表示領域に画像を表示する表示ステップと、
    前記表示領域に、前記表示ステップによって表示される画像に重ねて画像を投影する投影ステップと、
    前記表示領域を撮影する撮影ステップと、
    前記撮影により得られた表示領域の画像に基づいて、前記表示ステップによる画像表示及び前記投影ステップによる画像投影の少なくともいずれかを制御する制御ステップと
    前記表示領域における、前記表示ステップにより表示されるべき画像の全部又は一部が遮蔽された領域である遮蔽領域を検出する検出ステップと、を有し、
    前記制御ステップは、前記表示ステップにより表示されるべき画像のうち、前記遮蔽領域に対応する画像を投影装置に投影させる制御を行うことを特徴とする画像表示方法。
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