JP6146869B2 - Video instruction display method, system, terminal, and program for superimposing instruction image on photographing moving image synchronously - Google Patents
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Images
Description
本発明は、端末間のオンラインビデオサービスの技術に関する。 The present invention relates to a technique of online video service between terminals.
近年、スマートフォンやタブレット等の端末の普及に伴って、地理的に離れた端末間で、ネットワークを介したオンラインビデオサービスが提供されている(例えば非特許文献1参照)。このサービスによれば、例えば現場作業の用途として、現場作業員が持つ端末で撮影された映像を、遠隔の作業管理者へリアルタイムに送信することができる。これに対し、作業管理者は、映像でその作業現場の状況を認識し、音声で指示することができる。 In recent years, with the spread of terminals such as smartphones and tablets, online video services via a network have been provided between geographically distant terminals (see, for example, Non-Patent Document 1). According to this service, for example, as an application for field work, an image captured by a terminal of a field worker can be transmitted to a remote work manager in real time. On the other hand, the work manager can recognize the situation at the work site by video and can give an instruction by voice.
図1は、オンラインビデオサービスのシステム構成図である。 FIG. 1 is a system configuration diagram of an online video service.
図1のシステムによれば、携帯電話機やスマートフォンのような端末が、撮影した映像データを、ネットワークを介してリアルタイムに他方の端末へ、ストリーミングで伝送している。近年、携帯端末のようなポータブル型機器でも、HD(High-Definition)クラスの映像を撮影することができる。 According to the system of FIG. 1, a terminal such as a mobile phone or a smartphone transmits captured video data to the other terminal in a streaming manner via a network. In recent years, HD (High-Definition) class images can be taken even by portable devices such as portable terminals.
図1によれば、端末1は、現場作業員(被指示者)によって所持され、搭載されたカメラによってその映像が撮影される。一方で、端末2は、作業管理者(指示者)によって所持される。そして、端末1は、アクセスネットワーク及びインターネットを介して、その映像データを端末2へリアルタイムに送信する。端末2は、受信した映像データをディスプレイに再生することによって、作業管理者に対し、現場作業員の状況を視認させることができる。
According to FIG. 1, the
しかしながら、作業管理者にとって、音声だけでは、現場作業員に対して明確に指示できない場合も多い。例えば、作業管理者としては、現場の多種多様な機器や操作部分の位置を、現場作業員へ画像で指示することできれば望ましい。 However, there are many cases where the work manager cannot clearly give instructions to the field worker by voice alone. For example, it is desirable for a work manager to be able to instruct on-site workers with images of the positions of various devices and operation parts on the site.
従来、現場作業員が、自ら所持する端末によって撮影した静止画像を、作業管理者の端末へ送信し、これに対し、作業管理者が指示情報を重畳した静止画像を、現場作業員の端末へ送信する技術がある(例えば非特許文献2参照)。これによって、作業管理者は、音声以外の静止画像によって現場作業員へ指示することができる。 Conventionally, a field worker sends a still image captured by a terminal that he / she owns to a work manager's terminal, and a work manager superimposes a still image on which instruction information is superimposed to the field worker's terminal. There is a technique for transmitting (see, for example, Non-Patent Document 2). As a result, the work manager can instruct the field worker using a still image other than sound.
また、映像上の所定位置を特定するために、拡張現実感(AR(Augmented Reality))の技術を適用することもできる(例えば非特許文献3、4参照)。映像の中からARマーカを画像認識することよって、その位置を特定する。また、ARマーカを用いることなく、多数のオブジェクト画像の中から、その映像に写るオブジェクトを検出するマーカレス型・物体認識方式を用いることもできる。但し、マーカレス型・物体認識方式の技術によれば、予めオブジェクト画像を事前登録しておく必要がある。ここで、映像に写る対象物と、オブジェクト画像との形状が類似する場合、誤ったオブジェクト画像を対応付けてしまう場合もある。
Also, augmented reality (AR) technology can be applied to specify a predetermined position on the video (see, for example, Non-Patent
AR技術を用いることで、操作の対象箇所等を直感的に理解できるため、マニュアルや対象機器のヘルプ文章を参照する場合や、遠隔のオペレータから音声のみによるサポートを受けた場合と比較して、スムーズに問題を解決することが期待されている。 By using AR technology, it is possible to intuitively understand the operation target location, etc. Compared to the case where the manual or the help text of the target device is referred to or the case where the remote operator receives only voice support, It is expected to solve the problem smoothly.
更に、マーカを用いた他の従来技術として、2次元マーカを用いて、ユーザが撮影したサポート対象機器の映像に、ヘルプサーバから取得した指示画像を重畳表示する技術がある(例えば特許文献1参照)。また、2次元マーカを用いて、作業者が撮影したサポート対象機器の映像に、遠隔のオペレータが入力した指示画像を重畳表示する技術もある(例えば特許文献2参照)。更に、作業者が撮影したサポート対象機器の映像を予め登録したサポート対象機器の画像をマーカとして、映像と比較することによって対象機器を認識し、遠隔のオペレータが入力した指示画像を重畳表示する技術もある(例えば特許文献3参照)。 Furthermore, as another conventional technique using a marker, there is a technique in which a two-dimensional marker is used to superimpose and display an instruction image acquired from a help server on a video of a supported device photographed by a user (see, for example, Patent Document 1). ). In addition, there is a technique of superimposing and displaying an instruction image input by a remote operator on a video of a support target device photographed by an operator using a two-dimensional marker (see, for example, Patent Document 2). Further, a technology for recognizing a target device by comparing a video image of a supported device photographed by an operator in advance with the image of the supported device registered as a marker and displaying an instruction image input by a remote operator in a superimposed manner (For example, refer to Patent Document 3).
特許文献3に記載の技術によれば、視点の変化によって対象設備と基準マーカ(予め登録した対象設備の画像)との見え方のズレが大きくなった場合、指示画像が表示できないか、誤った位置に表示することとなる。
According to the technique described in
これに対し、本願の発明者らは、基準となるマーカ画像をどのように設定すれば良いのか?について問題とした。従来技術によれば、撮影動画像の中にマーカ画像が映り込んでいなければ、その部分に指示画像の位置を特定することができない。即ち、マーカ画像から離れた位置にあるほど、指示画像を重畳的に表示させることが難しくなる。 On the other hand, how should the inventors of this application set the marker image used as a reference | standard? Was a problem. According to the prior art, unless the marker image is reflected in the captured moving image, the position of the instruction image cannot be specified in that portion. In other words, the farther away from the marker image, the more difficult it is to display the instruction image in a superimposed manner.
また、特許文献1に記載の技術によれば、予めヘルプサーバに記録されている定められた種類の指示画像しか提供できず、サポートの範囲が限られるという問題があった。また、特許文献2又は3に記載の技術によれば、オペレータ側で指示画像の重畳表示を確認することができず、誤った重畳表示に起因する操作指示をしてしまうという問題があった。特許文献3に記載の技術によっても、重畳表示の失敗は、オペレータ側から把握できない。
In addition, according to the technique described in
これに対し、本願の発明者らは、現場作業者側で指示画像の重畳表示のために算出された表示位置が、オペレータ側と共有されないことが問題ではないか?と考えた。AR技術によれば、撮影動画像の中からマーカ画像を検出し、その位置に指示画像を重畳的に表示させなければならない。このような画像処理は、演算プロセッサにかかる処理負荷が大きいにも拘わらず、一般的にGPU(Graphic Processing Unit)側では処理できない。そのために、CPU(Central Processing Unit)側で処理することとなってしまう。 On the other hand, the inventors of the present application have a problem that the display position calculated for the superimposed display of the instruction image on the site worker side is not shared with the operator side. I thought. According to the AR technology, it is necessary to detect a marker image from a captured moving image and display an instruction image in a superimposed manner at that position. In general, such image processing cannot be processed on the GPU (Graphic Processing Unit) side despite the heavy processing load on the arithmetic processor. Therefore, processing is performed on the CPU (Central Processing Unit) side.
撮影動画像は、できる限りリアルタイムに伝送する必要があり、指示画像と重畳させて伝送することはその演算処理に時間がかかるという問題がある。また、既存のオンラインサービスによるビデオ伝送技術の中で、撮影動画像に指示画像を重畳させるシーケンスをリアルタイムに埋め込むことも難しい。そのために、撮影動画像と、指示画像及び表示位置とは、一般的に別々に伝送される。結果的に、指示側端末2は、撮影動画像を受信し且つ表示しつつ、その指示画像及び表示位置は、被指示側端末1へ一方的に送信するだけとなる。そのために、指示側端末2のオペレータは、被指示側端末1のディスプレイに指示画像が撮影動画像にどのように表示されているかを視認することができていない。
The captured moving image needs to be transmitted in real time as much as possible, and there is a problem that it takes a long time to perform the calculation process when transmitting the superimposed moving image with the instruction image. In addition, it is difficult to embed a sequence for superimposing an instruction image on a captured moving image in real time in a video transmission technique using an existing online service. Therefore, the captured moving image, the instruction image, and the display position are generally transmitted separately. As a result, the instruction-
そこで、本発明は、指示側端末のオペレータが、被指示側端末のディスプレイで表示される指示画像に対して適切な基準マーカを選択することができる映像指示表示方法、システム、端末、及びプログラムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a video instruction display method, system, terminal, and program that enables an operator of an instruction side terminal to select an appropriate reference marker for an instruction image displayed on a display of an instructed terminal. The purpose is to provide.
本発明によれば、カメラ及びディスプレイを有する第1の端末と、ディスプレイを有する第2の端末とが、ネットワークを介して接続されたシステムにおける映像指示表示方法において、
第1の端末及び第2の端末は、撮影動画像に映るであろう基準マーカ画像を記憶しており、
第2の端末が、第1の端末からカメラによる撮影動画像を逐次受信し、該撮影動画像をディスプレイに表示すると共に、
(基準1)撮影動画像に基準マーカ画像を検出した場合に当該基準マーカ画像を用いるか、又は、
(基準2)撮影画像の全部若しくは一部を基準マーカ画像として用いるか
を、ユーザに選択させる第1のステップと、
第2の端末が、撮影動画像に重畳表示すべき指示画像と、基準マーカ画像に対する当該指示画像の相対位置と、基準2の場合の基準マーカ画像とを、第1の端末へ送信する第2のステップと、
第1の端末が、カメラによる撮影動画像を第2の端末へ送信すると共に、当該撮影動画像に映る基準マーカ画像を検出し、当該基準マーカ画像から相対位置に相当する位置に、指示画像を重畳してディスプレイに表示する第3のステップと
を有することを特徴とする。
According to the present invention, in a video instruction display method in a system in which a first terminal having a camera and a display and a second terminal having a display are connected via a network,
The first terminal and the second terminal store a reference marker image that will appear in the captured moving image,
The second terminal sequentially receives the captured moving images from the first terminal and displays the captured moving images on the display.
(Reference 1) When a reference marker image is detected in a captured moving image, the reference marker image is used, or
(Criteria 2) a first step for allowing a user to select whether to use all or part of a captured image as a reference marker image;
The second terminal transmits to the first terminal the instruction image to be superimposed and displayed on the captured moving image, the relative position of the instruction image with respect to the reference marker image, and the reference marker image in the case of
The first terminal transmits a moving image captured by the camera to the second terminal, detects a reference marker image reflected in the captured moving image, and places an instruction image at a position corresponding to a relative position from the reference marker image. And a third step of superimposing and displaying on the display.
本発明の映像指示表示方法における他の実施形態によれば、
第1のステップについて、第2の端末は、
(基準3)第1の端末から所定時間範囲で受信し続けた複数の撮影画像を1枚の画像として生成し、該画像の全部を基準マーカ画像として用いるか
を、ユーザに更に選択させることも好ましい。
According to another embodiment of the video instruction display method of the present invention,
For the first step, the second terminal
(Criteria 3) A plurality of captured images continuously received from the first terminal within a predetermined time range may be generated as one image, and the user may further select whether to use all of the images as the reference marker image. preferable.
本発明の映像指示表示方法における他の実施形態によれば、
第2のステップについて、第2の端末は、
予め記憶された基準マーカ画像がマッチングする、撮影動画像に映る基準マーカ画像(第0の所定範囲)を検出し、
基準マーカ画像(第0の所定範囲)と指示画像(第1の所定範囲)との間の座標変換を、相対位置として算出することも好ましい。
According to another embodiment of the video instruction display method of the present invention,
For the second step, the second terminal
A reference marker image (0th predetermined range) reflected in a captured moving image that matches a prestored reference marker image is detected;
It is also preferable to calculate the coordinate conversion between the reference marker image (0th predetermined range) and the instruction image (first predetermined range) as a relative position.
本発明の映像指示表示方法における他の実施形態によれば、
相対位置は、平行移動行列、平行移動行列及び拡大縮小行列の組み合わせ、ユークリッド変換行列、アフィン変換行列、射影変換行列、又は、姿勢変換行列である
ことも好ましい。
According to another embodiment of the video instruction display method of the present invention,
The relative position is also preferably a translation matrix, a combination of a translation matrix and an enlargement / reduction matrix, an Euclidean transformation matrix, an affine transformation matrix, a projective transformation matrix, or an attitude transformation matrix.
本発明の映像指示表示方法における他の実施形態によれば、
第2の端末に搭載されたディスプレイは、タッチパネルディスプレイであって、
第2のステップについて、第2の端末は、タッチパネルディスプレイ上でユーザに指によって描かれた画像を指示画像とすることも好ましい。
According to another embodiment of the video instruction display method of the present invention,
The display mounted on the second terminal is a touch panel display,
About a 2nd step, it is also preferable that a 2nd terminal makes an instruction | indication image the image drawn with the finger | toe to the user on the touch panel display.
本発明の映像指示表示方法における他の実施形態によれば、
第2の端末は、ディスプレイに表示された撮影動画像に、ユーザによって描かせるタッチペン入力装置を更に接続しており、
第2のステップについて、第2の端末は、タッチペンによってユーザに描かれた画像を指示画像とすることも好ましい。
According to another embodiment of the video instruction display method of the present invention,
The second terminal is further connected to a touch pen input device that allows the user to draw the captured moving image displayed on the display,
About a 2nd step, it is also preferable that a 2nd terminal makes the instruction | indication image the image drawn by the user with the touch pen.
本発明の映像指示表示方法における他の実施形態によれば、
第1の端末が、撮影動画像の画面に対する指示画像の表示位置を算出し、当該表示位置を第2の端末へ送信する第4のステップと、
第2の端末が、撮影動画像の画面に対する表示位置に相当する位置に、指示画像を重畳してディスプレイに表示する第5のステップと
を更に有し、第3のステップから第5のステップが常時繰り返されることも好ましい。
According to another embodiment of the video instruction display method of the present invention,
A fourth step in which the first terminal calculates a display position of the instruction image on the screen of the captured moving image and transmits the display position to the second terminal;
The second terminal further includes a fifth step of superimposing the instruction image at a position corresponding to the display position of the captured moving image on the screen and displaying the instruction image on the display. The third step to the fifth step include It is also preferable that it is always repeated.
本発明の映像指示表示方法における他の実施形態によれば、
第4のステップについて、第1の端末は、表示位置を算出した際に、その撮影動画像のフレームID(IDentifier)を、第2の端末へ更に送信し、
第5のステップについて、第2の端末は、フレームIDと一致する撮影動画像のフレームに、指示画像を重畳表示することも好ましい。
According to another embodiment of the video instruction display method of the present invention,
Regarding the fourth step, when the first terminal calculates the display position, the first terminal further transmits the frame ID (IDentifier) of the captured moving image to the second terminal,
Regarding the fifth step, it is also preferable that the second terminal superimposes and displays the instruction image on the frame of the captured moving image that matches the frame ID.
本発明の映像指示表示方法における他の実施形態によれば、
第4のステップについて、第1の端末は、
予め記憶された基準マーカ画像がマッチングする、撮影動画像に映る基準マーカ画像(第0の所定範囲)を検出し、
基準マーカ画像(第0の所定範囲)から相対位置に相当する位置に、指示画像(第2の所定範囲)を重畳してディスプレイに表示し、
指示画像(第2の所定範囲)の座標位置を、表示位置とすることも好ましい。
According to another embodiment of the video instruction display method of the present invention,
For the fourth step, the first terminal
A reference marker image (0th predetermined range) reflected in a captured moving image that matches a prestored reference marker image is detected;
The instruction image (second predetermined range) is superimposed on the position corresponding to the relative position from the reference marker image (0th predetermined range) and displayed on the display.
The coordinate position of the instruction image (second predetermined range) is also preferably set as the display position.
本発明の映像指示表示方法における他の実施形態によれば、
システムは、複数の第2の端末を有し、
第2のステップについて、一方の第2の端末が、指示画像を、他方の第2の端末へ予め送信し、
第4のステップについて、第1の端末は、複数の第2の端末へ、撮影動画像及び表示位置を同報的に送信することも好ましい。
According to another embodiment of the video instruction display method of the present invention,
The system has a plurality of second terminals,
For the second step, one second terminal transmits the instruction image to the other second terminal in advance,
About a 4th step, it is also preferable that a 1st terminal broadcasts a picked-up moving image and a display position to several 2nd terminal.
本発明の映像指示表示方法における他の実施形態によれば、
第2のステップについて、複数の第2の端末各々が、指示画像及び相対位置を、第1の端末へ予め送信しており、
第3のステップについて、第1の端末が、基準マーカ画像から、各相対位置に相当する位置に、各指示画像を重畳してディスプレイに表示することも好ましい。
According to another embodiment of the video instruction display method of the present invention,
Regarding the second step, each of the plurality of second terminals has transmitted the instruction image and the relative position to the first terminal in advance,
About a 3rd step, it is also preferable that a 1st terminal superimposes each instruction | indication image on the position corresponded to each relative position from a reference | standard marker image, and displays it on a display.
本発明の映像指示表示方法における他の実施形態によれば、
第2の端末は、ユーザ操作に応じて重畳表示中止通知を第1の端末へ送信し、
第1の端末は、第2の端末から重畳表示中止通知を受信した際に、第3のステップにおける指示画像の重畳表示を中止することも好ましい。
According to another embodiment of the video instruction display method of the present invention,
The second terminal transmits a superimposed display stop notification to the first terminal in response to a user operation,
It is also preferable that the first terminal stops the superimposed display of the instruction image in the third step when receiving the superimposed display stop notification from the second terminal.
本発明によれば、カメラ及びディスプレイを有する第1の端末と、ディスプレイを有する第2の端末とが、ネットワークを介して接続されたシステムにおいて、
第1の端末は、
撮影動画像に映るであろう基準マーカ画像を記憶する基準マーカ記憶手段と、
カメラによる撮影動画像を、第2の端末へ送信する撮影動画像送信手段と、
第2の端末から、撮影動画像に重畳表示すべき指示画像と、基準マーカ画像に対する当該指示画像の相対位置とを受信すると共に、ユーザの選択に応じて基準マーカ画像を受信する指示画像受信手段と、
カメラによる撮影動画像に映る基準マーカ画像を検出する基準マーカ検出手段と、
当該基準マーカ画像から相対位置に相当する位置に、指示画像を重畳してディスプレイに表示する表示制御手段と
を有し、
第2の端末は、
撮影動画像に映るであろう基準マーカ画像を記憶する基準マーカ記憶手段と、
(基準1)撮影動画像に基準マーカ画像を検出した場合に当該基準マーカ画像を用いるか、又は、(基準2)撮影画像の全部若しくは一部を基準マーカ画像として用いるかを、ユーザに選択させる基準マーカ選択手段と、
撮影動画像に重畳表示すべき指示画像と、基準マーカ画像に対する当該指示画像の相対位置と、基準2の場合の基準マーカ画像とを、第1の端末へ送信する指示画像送信手段と、
第1の端末から撮影動画像を受信する撮影動画像受信手段と
を有することを特徴とする。
According to the present invention, in a system in which a first terminal having a camera and a display and a second terminal having a display are connected via a network,
The first terminal is
Reference marker storage means for storing a reference marker image that will appear in the captured moving image;
Shooting moving image transmitting means for transmitting a moving image captured by the camera to the second terminal;
Instruction image receiving means for receiving an instruction image to be superimposed on the captured moving image and a relative position of the instruction image with respect to the reference marker image from the second terminal, and receiving the reference marker image in accordance with a user selection When,
Reference marker detection means for detecting a reference marker image reflected in a moving image captured by the camera;
Display control means for superimposing the instruction image on the display at a position corresponding to the relative position from the reference marker image,
The second terminal
Reference marker storage means for storing a reference marker image that will appear in the captured moving image;
(Reference 1) When a reference marker image is detected in a captured moving image, the user selects whether to use the reference marker image or (Reference 2) to use all or part of the captured image as a reference marker image A reference marker selection means;
An instruction image transmitting means for transmitting the instruction image to be superimposed on the captured moving image, the relative position of the instruction image with respect to the reference marker image, and the reference marker image in the case of
It has a photographing moving image receiving means for receiving a photographing moving image from the first terminal.
本発明によれば、ディスプレイ及びカメラを搭載した端末において、
撮影動画像に映るであろう基準マーカ画像を記憶した基準マーカ記憶手段と、
被指示側機能として、
カメラによる撮影動画像を、相手方端末へ送信する撮影動画像送信手段と、
カメラによる撮影動画像に映る基準マーカ画像を検出する基準マーカ検出手段と、
相手方端末から、撮影動画像に重畳表示すべき指示画像と、基準マーカ画像に対する当該指示画像の相対位置とを受信すると共に、ユーザの選択に応じて基準マーカ画像を受信する指示画像受信手段と、
当該基準マーカ画像から相対位置に相当する位置に、指示画像を重畳してディスプレイに表示する表示制御手段と
を有し、
指示側機能として、
(基準1)撮影動画像に基準マーカ画像を検出した場合に当該基準マーカ画像を用いるか、又は、(基準2)撮影画像の全部若しくは一部を基準マーカ画像として用いるかを、ユーザに選択させる基準マーカ選択手段と、
撮影動画像に重畳表示すべき指示画像と、基準マーカ画像に対する当該指示画像の相対位置とを、基準2の場合の基準マーカ画像とを、相手方端末へ送信する指示画像送信手段と、
相手方端末から撮影動画像を受信する撮影動画像受信手段と
を有することを特徴とする。
According to the present invention, in a terminal equipped with a display and a camera,
Reference marker storage means for storing a reference marker image that will appear in the captured moving image;
As the commandee function,
Shooting moving image transmission means for transmitting a moving image captured by the camera to the counterpart terminal;
Reference marker detection means for detecting a reference marker image reflected in a moving image captured by the camera;
An instruction image receiving means for receiving an instruction image to be superimposed on the captured moving image and a relative position of the instruction image with respect to the reference marker image, and receiving a reference marker image in accordance with a user selection;
Display control means for superimposing the instruction image on the display at a position corresponding to the relative position from the reference marker image,
As an instruction side function,
(Reference 1) When a reference marker image is detected in a captured moving image, the user selects whether to use the reference marker image or (Reference 2) to use all or part of the captured image as a reference marker image A reference marker selection means;
An instruction image transmitting means for transmitting an instruction image to be superimposed on the captured moving image, a relative position of the instruction image with respect to the reference marker image, and a reference marker image in the case of
It has a photographing moving image receiving means for receiving a photographing moving image from a counterpart terminal.
本発明によれば、ディスプレイ及びカメラを搭載した端末に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
撮影動画像に映るであろう基準マーカ画像を記憶した基準マーカ記憶手段と、
被指示側機能として、
カメラによる撮影動画像を、相手方端末へ送信する撮影動画像送信手段と、
カメラによる撮影動画像に映る基準マーカ画像を検出する基準マーカ検出手段と、
相手方端末から、撮影動画像に重畳表示すべき指示画像と、基準マーカ画像に対する当該指示画像の相対位置とを受信すると共に、ユーザの選択に応じて基準マーカ画像を受信する指示画像受信手段と、
当該基準マーカ画像から相対位置に相当する位置に、指示画像を重畳してディスプレイに表示する表示制御手段と
を有し、
指示側機能として、
(基準1)撮影動画像に基準マーカ画像を検出した場合に当該基準マーカ画像を用いるか、又は、(基準2)撮影画像の全部若しくは一部を基準マーカ画像として用いるかを、ユーザに選択させる基準マーカ選択手段と、
撮影動画像に重畳表示すべき指示画像と、基準マーカ画像に対する当該指示画像の相対位置とを、基準2の場合の基準マーカ画像とを、相手方端末へ送信する指示画像送信手段と、
相手方端末から撮影動画像を受信する撮影動画像受信手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。
According to the present invention, in a program for causing a computer installed in a terminal equipped with a display and a camera to function,
Reference marker storage means for storing a reference marker image that will appear in the captured moving image;
As the commandee function,
Shooting moving image transmission means for transmitting a moving image captured by the camera to the counterpart terminal;
Reference marker detection means for detecting a reference marker image reflected in a moving image captured by the camera;
An instruction image receiving means for receiving an instruction image to be superimposed on the captured moving image and a relative position of the instruction image with respect to the reference marker image, and receiving a reference marker image in accordance with a user selection;
Display control means for superimposing the instruction image on the display at a position corresponding to the relative position from the reference marker image,
As an instruction side function,
(Reference 1) When a reference marker image is detected in a captured moving image, the user selects whether to use the reference marker image or (Reference 2) to use all or part of the captured image as a reference marker image A reference marker selection means;
An instruction image transmitting means for transmitting an instruction image to be superimposed on the captured moving image, a relative position of the instruction image with respect to the reference marker image, and a reference marker image in the case of
A computer is caused to function as a shooting moving image receiving means for receiving a shooting moving image from a counterpart terminal.
本発明の映像指示表示方法、システム、端末、及びプログラムによれば、指示側端末のオペレータが、被指示側端末のディスプレイで表示される指示画像に対して適切な基準マーカを選択することができる。 According to the video instruction display method, system, terminal, and program of the present invention, the operator of the instructing terminal can select an appropriate reference marker for the instruction image displayed on the display of the instructed terminal. .
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図2は、本発明におけるシーケンス図である。 FIG. 2 is a sequence diagram in the present invention.
図2によれば、ディスプレイ及びカメラを有する端末1(被指示側端末)と、少なくともディスプレイを有する端末2(指示側端末)とが、ネットワークを介して接続されている。ディスプレイやカメラは、当該端末に予め搭載されたものであってもよいし、外部に接続されたものであってもよい。カメラは、例えばWebカメラのように映像を取得し続けるものである。 According to FIG. 2, a terminal 1 (instructed terminal) having a display and a camera and a terminal 2 (indicating terminal) having at least a display are connected via a network. The display and camera may be preinstalled in the terminal or may be connected to the outside. The camera continues to acquire video like a Web camera, for example.
端末1及び端末2は、撮影動画像に映るであろう既存マーカ画像を「基準マーカ画像」として予め記憶している。「既存マーカ画像」は、画像マッチングの「キー画像」として用いられるものであって、後述する「指示画像」を適切な位置に表示するための基準位置として用いられる。例えば撮影対象物に貼られた2次元マーカ(例えばQR(Quick Response)(登録商標)コード、特許文献1及び2参照)のようなものであってもよいし、予め登録された対象物画像(例えばマーカレス型の対象物画像、特許文献3参照)であってもよい。
The
尚、予め記憶される「既存マーカ画像」は、画像そのものである必要はなく、マッチングのための特徴量画像であってもよい。特徴量画像とは、画像の局所領域から算出された特徴量であって、例えば画像内のエッジやコーナー等の局所領域から抽出される。代表的には例えばSIFT(Scale-Invariant Feature Transform)やSURF(Speeded Up Robust Features)が用いられる。その他、計算コストに優れるバイナリ特徴量を用いることもできる。また、SSD(Sum of Squared Difference)や、正規化相互相関(NCC)でマッチングを行うための、局所的な切り出し画像(パッチ)であってもよい。 Note that the “existing marker image” stored in advance need not be the image itself, but may be a feature amount image for matching. The feature amount image is a feature amount calculated from a local region of the image, and is extracted from a local region such as an edge or a corner in the image, for example. Typically, for example, SIFT (Scale-Invariant Feature Transform) or SURF (Speeded Up Robust Features) is used. In addition, a binary feature amount that is excellent in calculation cost can also be used. Further, it may be a locally cut out image (patch) for performing matching by SSD (Sum of Squared Difference) or normalized cross correlation (NCC).
[第1のステップS1]
(S11)端末1は、カメラによって対象物を撮影する。例えば現場作業員(被指示者)によって操作される端末1は、作業状況(対象物)を、動画像(ビデオ)として撮影する。そして、端末1は、その撮影動画像を、作業管理者(指示者)によって操作される端末2へ逐次送信する。端末2は、受信した撮影動画像をディスプレイに表示する。
[First Step S1]
(S11) The
(S12)端末2は、端末1から受信した撮影動画像に映る「基準マーカ画像」としての既存マーカ画像を検出する。既存マーカ画像としてのQRコードが撮影対象物に貼り付けられており、既存の2次元コード検出技術を適用して、その基準マーカ画像を検出する。勿論、基準マーカ画像を検出できる場合もあれば、検出できない場合もある。
(S12) The
(S13)ここで、端末2は、基準マーカ画像を、以下のいずれかにするかをユーザ(オペレータ)に選択させる。ユーザは、以下の3つのボタンのいずれか1つを選択することができる。
[既存マーカ]:予め登録された基準マーカ画像
[撮影画像マーカ]:撮影画像の全部又は一部を基準マーカ画像としたもの
[パノラマ画像マーカ]:被指示者側の端末1から所定時間範囲で受信し続けた複数の撮影画像を1枚の画像として生成し、その画像の全部を基準マーカ画像としたもの
尚、ここでは、指示側となる端末2のユーザによって、基準マーカ画像が選択されている。指示者の方が、被指示者よりも、作業支援を円滑に進めるべく選択権を与えたものである。
(S13) Here, the
[Existing marker]: Reference marker image registered in advance [Captured image marker]: All or part of the captured image as a reference marker image [Panorama image marker]: Within a predetermined time range from the
図3は、「既存マーカ」の選択を表す画面図である。 FIG. 3 is a screen diagram showing selection of “existing marker”.
図3によれば、撮影動画像から、基準マーカ画像として予め記憶された既存マーカ画像が検出されている(画像的なマッチング)。その場合、「既存マーカ」のボタンをタップすることができる。一方で、既存マーカ画像が検出されない場合、「既存マーカ」のボタンは表示されない。 According to FIG. 3, an existing marker image stored in advance as a reference marker image is detected from the captured moving image (image matching). In this case, the “existing marker” button can be tapped. On the other hand, when the existing marker image is not detected, the “existing marker” button is not displayed.
図4は、「撮影画像マーカ」の選択を表す画面図である。 FIG. 4 is a screen diagram showing selection of a “photographed image marker”.
図4によれば、撮影動画像から、基準マーカ画像として予め記憶された既存マーカ画像が検出されていない。その場合、「既存マーカ」のボタンは表示されない。図4によれば、ユーザによって「撮影画像マーカ」がタップされており、撮影画像の全部又は一部を、基準マーカ画像として用いる。 According to FIG. 4, an existing marker image stored in advance as a reference marker image is not detected from the captured moving image. In this case, the “existing marker” button is not displayed. According to FIG. 4, the “captured image marker” is tapped by the user, and all or part of the captured image is used as the reference marker image.
端末2のディスプレイ全体から切り出された撮影画像マーカ(静止画像)が、平面の「基準マーカ画像」として使用される。勿論、その撮影画像マーカも、前述した特徴量画像であってもよい。
A captured image marker (still image) cut out from the entire display of the
撮影画像マーカは平面的なものであるために、被写体及び背景が概ね平面的に撮影されるように、できる限り被写体に対してほぼ真正面から撮影されたものであることが好ましい。但し、被写体と背景の奥行の差が大きく、平面として全体に認識しにくい場合もある。即ち、撮影視点の移動によってオクルージョンが発生し、静止画全体を基準マーカ画像として使用することが難しい場合もある。 Since the photographed image marker is planar, it is preferable that the photographed image marker is photographed from the front of the subject as much as possible so that the subject and the background are photographed substantially planarly. However, the depth difference between the subject and the background is large, and it may be difficult to recognize the entire plane. That is, there is a case where occlusion occurs due to movement of the photographing viewpoint, and it is difficult to use the entire still image as the reference marker image.
この場合、端末2は、切り出した静止画から一部の部分領域をトリミングし、その部分領域のみから基準マーカ情報を作成することも好ましい。この部分領域は、被写体の領域であることが好ましいが、背景領域であっても、被写体と概ね同じ奥行の部分であれば含んでもよい。一方で、被写体領域の一部分の奥行が異なる場合、部分領域から除外することも好ましい。即ち、撮影画像マーカは、部分領域であっても、概ね平面的で、且つ、カメラからほぼ真正面から撮影されたものであるほど、撮影視点の移動に影響されなくなる。
In this case, it is also preferable that the
尚、撮影画像マーカについて、その部分領域は、必ずしも矩形状である必要はなく、ユーザによってフリーハンドで指定された凸包領域であってもよい。また、撮影画像に、複数の撮影画像マーカの部分領域が含まれるように指定することもできる。 In addition, the partial area | region does not necessarily need to be a rectangular shape about a picked-up image marker, The convex hull area | region designated by the user freehand may be sufficient. It is also possible to specify that the captured image includes partial areas of a plurality of captured image markers.
図5は、「パノラマ画像マーカ」の選択を表す画面図である。 FIG. 5 is a screen diagram showing selection of “panoramic image marker”.
図5によれば、ユーザによって「パノラマ画像マーカ」がタップされており、端末1から所定時間範囲で受信し続けた複数の撮影画像を1枚の画像として生成し、その画像の全部を基準マーカ画像として用いる。例えば5秒間程度、被指示者が平面的に査撮影できるように端末1を動かす。その時間範囲で撮影された撮影画像は、端末2によって1枚のパノラマ画像に生成される。パノラマ画像を生成する技術は、一般に「Image Stitching」と称される。この技術によれば、互いに重なる部分のある複数の画像を入力とし、それら画像のカメラの移動量を算出し、その移動量に基づいて1つの座標系上に合成することができる。具体的には、ブリティッシュ・コロンビア大学によって公開されたアプリケーション「AutoStich」がある(例えば非特許文献9及び10参照)。
According to FIG. 5, the “panoramic image marker” is tapped by the user, and a plurality of captured images continuously received within a predetermined time range from the
図5によれば、個々の撮影画像では被写体の一部しか撮影されていないが、端末1を動かすことによって、被写体の全部のパノラマ画像が生成されている。特に、被指示者が、被写体(例えば対象機器)全体を広角に撮影することが難しい場合に、被写体全体のパノラマ画像を生成することは有効となる。勿論、撮影画像マーカと同様に、パノラマ画像の中から、一部の部分領域をユーザ操作によってトリミングして、その部分領域を基準マーカ画像とすることもできる。
According to FIG. 5, only a part of the subject is captured in each captured image, but the panoramic image of the entire subject is generated by moving the
[第2のステップS2]
図6は、指示者が第2の端末に指示を書き込んでいる第1の画面図である。
[Second Step S2]
FIG. 6 is a first screen diagram in which the instructor writes an instruction on the second terminal.
(S21)図6によれば、端末2のディスプレイの右上に、「指示書込」用ボタンが明示されている。端末2を操作する指示者は、撮影動画像が表示されている途中で、「指示書込」用ボタンを押下することによって1枚の画像を対象として、停止させることができる。そして、指示者は、停止させた画像に対して、指示を書き込むことができる。
(S21) According to FIG. 6, the “instruction writing” button is clearly shown in the upper right of the display of the
図6によれば、指示者は、端末2のタッチパネルディスプレイ上に指で、当該撮影動画像に対する「指示画像」を書き込むことができる。ここで、指示者は、被写体のキーボードのキー[R]の部分を差して、「←ココ」と描いている。
According to FIG. 6, the instructor can write the “instruction image” for the captured moving image with a finger on the touch panel display of the
また、他の実施形態として、端末2は、ディスプレイに表示された撮影動画像に、ユーザによって描かせるタッチペン入力装置を更に接続しているものであってもよい。この場合、端末2は、タッチペンによってユーザに描かれた画像を「指示画像」とすることができる。
As another embodiment, the
尚、前述した「基準マーカ画像」及び「指示画像」は、低データ量のための解像度圧縮画像であってもよい。これら画像は、bitmap形式の画像である必要はなく、例えばJPEGのような圧縮画像であってもよい。 The “reference marker image” and the “instruction image” described above may be resolution-compressed images for a low data amount. These images do not need to be bitmap format images, and may be compressed images such as JPEG.
図7は、指示者が第2の端末に指示を書き込んでいる第2の画面図である。 FIG. 7 is a second screen diagram in which the instructor writes an instruction on the second terminal.
図7によれば、端末2を操作する指示者は、「指示書込」用ボタンを押下することによって1枚の画像を対象として停止させた後、指示を書き込んでいる。ここで、指示者は、被写体のディスプレイの左上部分を差して、「←ソコ」と描いている。
According to FIG. 7, the instructor operating the
(S22)端末2は、基準マーカ画像に対する指示画像の「相対位置」を算出する。
(S22) The
図8は、パノラマ画像を基準マーカ画像とした場合における指示画像の相対位置を表す説明図である。図8によれば、パノラマ画像は撮影画像よりも広いために、被写体として映っていない指示画像であっても、基準マーカ画像に対する相対位置を特定することができる。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing the relative position of the instruction image when the panoramic image is the reference marker image. According to FIG. 8, since the panoramic image is wider than the photographed image, the relative position with respect to the reference marker image can be specified even for an instruction image that is not shown as a subject.
図9は、指示側端末における基準マーカ画像と指示画像との間の相対位置を表す第1の説明図である。 FIG. 9 is a first explanatory diagram illustrating a relative position between the reference marker image and the instruction image in the instruction-side terminal.
指示側端末2のディスプレイの撮影動画像に映る基準マーカ画像(第0の所定範囲)を検出する。ここで、基準マーカ画像を、射影/姿勢変換させながら、撮影動画像にマッチングさせる。撮影動画像は常に動いているものであるので、基準マーカ画像とのマッチングの追従処理は常に実行されている。
A reference marker image (0th predetermined range) reflected in the captured moving image on the display of the
図9によれば、端末2は、基準マーカ画像(第0の所定範囲)と指示画像(第1の所定範囲)との間の座標変換を、「相対位置」として算出する(図9における行列Hp参照)。
第0の所定範囲:基準マーカ画像の範囲
第1の所定範囲:指示側端末でユーザが書き込んだ指示画像を含む範囲
ここで、「相対位置」は、平行移動行列、平行移動行列及び拡大縮小行列の組み合わせ、ユークリッド変換行列、アフィン変換行列、射影変換行列、又は、姿勢変換行列による変換関係を有する(例えば非特許文献5〜8参照)。これは、例えば矩形状の範囲であれば、第0の所定範囲の4頂点座標と、第1の所定範囲の4頂点座標との間の移動差分を意味する。これら行列の掛け算だけで、位置関係を変換することができる。
According to FIG. 9, the
0th predetermined range: range of reference marker image 1st predetermined range: range including an instruction image written by the user on the instructing terminal Here, “relative position” is a translation matrix, a translation matrix, and an enlargement / reduction matrix Of Euclidean transformation matrix, affine transformation matrix, projective transformation matrix, or attitude transformation matrix (for example, see
アフィン変換の場合、第0の所定範囲と第1の所定範囲との間で、線形変換は座標に対する2×2行列を乗算することによって表され、平行移動は2次元のベクトルの加算で表わされる。
x',y':第0の所定範囲におけるx座標及びy座標
h11,h12,h21,h22要素:線形変換要素
h13,h23要素:平行移動要素
In the case of the affine transformation, between the 0th predetermined range and the first predetermined range, the linear transformation is represented by multiplying the 2 × 2 matrix with respect to the coordinates, and the translation is represented by the addition of a two-dimensional vector. .
また、ユークリッド変換の場合、以下のように表される。
x',y':第0の所定範囲におけるx座標及びy座標
θ:回転変換要素
tx,ty:平行移動要素
In the case of Euclidean transformation, it is expressed as follows.
tx, ty: translation element
更に、「射影変換」の場合、平行回転移動に、平面の遠近感を表現する射影を更に加えることができ、例えば以下のように表される。
x',y':マッチング先のx座標及びy座標
h11〜h33:パラメータ
Furthermore, in the case of “projective transformation”, a projection expressing the perspective of a plane can be further added to the parallel rotational movement, and is expressed as follows, for example.
更に、「姿勢変換」の場合、3次元空間内の剛体運動であって、6自由度の姿勢行列で表現することができる。ここで「姿勢行列」とは、3次元特殊ユークリッド群SE(基準3)に属し、3自由度の3次元回転行列と3次元並進ベクトルとで表される。例えば以下のような行列式によって表される。
予めカメラキャリブレーションによって求めておくことが望ましい。
しかしながら、実際の値とずれた場合でも最終的に姿勢行列と打ち消し合う
ために、重畳表示の位置には影響しない。そのため、本発明の利用用途の場合、
一般的なカメラの値で代用することができる。
R(r11〜r33):3次元空間内の回転を表すパラメータ
各パラメータはオイラー角等の表現によって3パラメータで表現可能
t(t1〜t3):3次元空間内の平行移動を表すパラメータ。
x,y:基準マーカ画像におけるx座標及びy座標
x',y':マッチング先のx座標及びy座標
姿勢変換によれば、カメラの視点(撮影角度や撮影距離の変化を含む)が大きく変わった場合でも、その位置に正確に指示画像を表示することができる。
Furthermore, in the case of “posture conversion”, it is a rigid body motion in a three-dimensional space, and can be expressed by a posture matrix of 6 degrees of freedom. Here, the “posture matrix” belongs to the three-dimensional special Euclidean group SE (reference 3), and is represented by a three-degree-of-freedom three-dimensional rotation matrix and a three-dimensional translation vector. For example, it is represented by the following determinant.
It is desirable to obtain in advance by camera calibration.
However, even if it deviates from the actual value, it will eventually cancel out with the attitude matrix
Therefore, the superimposed display position is not affected. Therefore, in the use application of the present invention,
A common camera value can be used instead.
R (r11 to r33): parameter representing rotation in the three-dimensional space
Each parameter can be expressed by three parameters by expressing Euler angles etc. t (t1 to t3): A parameter representing a parallel movement in a three-dimensional space.
x, y: x-coordinate and y-coordinate in the reference marker image x ′, y ′: x-coordinate and y-coordinate of matching destination According to the orientation conversion, the viewpoint of the camera (including changes in shooting angle and shooting distance) changes greatly. Even in the case, the instruction image can be accurately displayed at the position.
(S23)そして、ユーザが、例えば端末2に対して「指示送信」を操作する(例えば送信用ボタンのタップ)。これによって、端末2は、撮影動画像に重畳表示すべき「指示画像」と、基準マーカ画像に対する当該指示画像の「相対位置」(図9における行列Hpのパラメータ要素)とを、被指示側端末1へ予め送信する。また、「撮影画像マーカ」「パノラマ画像マーカ」も、被指示側端末1へ予め送信する。尚、「既存マーカ」の場合は、端末1及び端末2の両方で、既存マーカを記憶しているために、送信する必要はない。
(S23) Then, the user operates “instruction transmission” on the
[第3のステップS3]
(S31)被指示者端末1は、カメラによって対象物を、動画像として撮影する。そして、端末1は、その撮影動画像を端末2へ逐次送信する。端末2は、受信した撮影動画像をディスプレイに表示する。
[Third Step S3]
(S31) The
図10は、被指示側端末における基準マーカ画像と指示画像との間の相対位置を表す第1の説明図である。 FIG. 10 is a first explanatory diagram illustrating a relative position between the reference marker image and the instruction image in the instructed terminal.
(S32)端末1は、カメラから連続的に入力される撮影動画像の各フレームに対して、予め記憶された基準マーカ画像とマッチングし、撮影動画像に映る基準マーカ画像(第0の所定範囲)を検出する。これは、端末2のS12と同じ処理である。基準マーカ画像を、射影/姿勢変換させながら、撮影動画像にマッチングさせる。撮影動画像は常に動いているものであるので、基準マーカ画像とのマッチングの追従処理は常に実行されている。
(S32) The
(S33)そして、端末1は、検出された基準マーカ画像(第0の所定範囲)に相対位置(図10における行列Hp参照)を反映した第2の所定範囲に、「指示画像」を重畳させてディスプレイに表示する。
第0の所定範囲:被指示側端末で撮影動画像に映る基準マーカ画像の範囲
第2の所定範囲:被指示側端末で撮影動画像に映る指示画像を含む範囲
ここで、所定範囲間の相対位置も、平行移動行列、平行移動行列及び拡大縮小行列の組み合わせ、ユークリッド変換行列、アフィン変換行列、射影変換行列、又は、姿勢変換行列による変換関係を有する(例えば非特許文献5〜9参照)。
(S33) The
0th predetermined range: range of the reference marker image reflected in the captured moving image at the commanded terminal 2nd predetermined range: a range including the command image reflected in the captured moving image at the commanded terminal The position also has a conversion relationship based on a translation matrix, a combination of a translation matrix and an enlargement / reduction matrix, an Euclidean transformation matrix, an affine transformation matrix, a projective transformation matrix, or an attitude transformation matrix (see, for example,
図11は、被指示側の第1の端末に映る画面図である。 FIG. 11 is a screen image displayed on the first terminal on the instructed side.
図11によれば、端末1に映る撮影動画像に、端末2の指示者によって書き込まれた「指示画像」が重畳して表示されている。ここでは、キーボードのキー[R]の部分を差して、「←ココ」と表示されている。
According to FIG. 11, the “instruction image” written by the instructor of the
尚、端末1が、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)のような装置である場合、撮影動画像までもディスプレイに表示される必要はない。このような、シースルー型のHMDの場合、視界に指示画像のみを重畳して表示させればよい。
When the
[第4のステップS4]
(S41)端末1は、撮影動画像の画面に対する指示画像の「表示位置」を算出する。「表示位置」とは、撮影動画像の画面に対する頂点座標(例えば矩形状の場合は4頂点)や、所定位置(例えば画面枠)からの変換行列のパラメータであってもよい。このような「表示位置」は、基準マーカ画像の検出処理を必要とせず、指示画像の重畳位置を直接的に決定することができる。
[Fourth Step S4]
(S41) The
表示位置の算出処理は、カメラのフレームレート(大抵のカメラは30flame/sec)で実行可能である。これに対し、撮影動画像の伝送処理は、符号化処理や通信帯域の制約等の理由から、カメラのフレームレート以下のフレームレート(例えばflame/sec)でしか伝送できない。即ち、動画像に対する通信バッファや符号化/復号処理によって遅延が発生する。図2によれば十分に表現できないが、1枚の撮影動画像については、端末1は、「表示位置」(+フレームID)を端末2へ伝送した後、撮影動画像を端末2へ伝送することとなる。端末2は、「表示位置+フレームID」を受信した後、そのフレームの撮影動画像を待って、指示画像を重畳表示することができる。
The display position calculation process can be executed at the camera frame rate (30 frames / sec for most cameras). On the other hand, the transmission process of a captured moving image can be transmitted only at a frame rate (for example, flame / sec) that is equal to or less than the frame rate of the camera due to encoding processing, communication band restrictions, and the like. In other words, a delay occurs due to the communication buffer and encoding / decoding processing for moving images. Although it cannot be expressed sufficiently according to FIG. 2, for one captured moving image, the
(S42)端末1は、その「表示位置」を端末2へ逐次送信する。ここで、端末1は、表示位置を算出した際に、その撮影動画像のフレームID(IDentifier)を、第2の端末へ更に送信することも好ましい。フレームIDは、例えばMPEGにおける動画フレームを識別するインデックスである。フレームIDを更に送信することによって、最終的に第2端末で撮影動画像と指示画像との重畳表示を完全に同期させることができる。
(S42) The
[第5のステップS5]
端末2は、撮影動画像の画面に対する表示位置に相当する位置に、自らの指示画像を重畳してディスプレイに表示する。
[Fifth Step S5]
The
図12は、撮影対象物に対する撮影位置が射影移動した場合における第2の端末の画面図である。 FIG. 12 is a screen diagram of the second terminal when the shooting position with respect to the shooting target has been projected and moved.
これによって、端末2は、基準マーカ画像の検出処理を必要とせず、指示画像の重畳位置を直接的に決定することができる。また、端末2は、端末1から表示位置と共に、重畳すべきフレームIDを受信することによって、フレームIDと一致する撮影動画像のフレームに、指示画像を重畳表示することができる。
As a result, the
そして、図2のシーケンスの流れに沿って、S3〜S5のシーケンスが常時繰り返されることとなる。これによって、指示側端末2のオペレータは、被指示側端末1のディスプレイで指示画像が撮影動画像にどのように重畳して表示されているかを視認することができ、ARによる遠隔作業を支援することができる。
And the sequence of S3-S5 will always be repeated along the flow of the sequence of FIG. Thereby, the operator of the
尚、他の実施形態として、図12によれば、端末2のディスプレイに、「重畳表示停止」ボタンが表示されている。S3〜S5のシーケンスが常時繰り返されることによって、指示側端末2のオペレータから見て、撮影動画像に重畳された指示画像の位置にズレが生じる場合がある。この場合、端末2は、オペレータによる「重畳表示停止」ボタンのタッチによって、重畳表示中止通知を端末1へ送信することができる。これに対し、端末1は、端末2から重畳表示中止通知を受信した際に、S3(第3のステップ)における指示画像の重畳表示を中止する。オペレータ操作によって、誤った重畳表示が視認されることを防止することができる。その後、この場合、端末2は、改めてS1(第1のステップ)を実行することによって、撮影動画像に対する指示画像の重畳表示の位置を改めて調整することができる。
As another embodiment, according to FIG. 12, a “stop superimposed display” button is displayed on the display of the
図13は、1台の被指示側端末と複数の指示側端末とからなるシーケンス図である。 FIG. 13 is a sequence diagram including one instructed terminal and a plurality of instructing terminals.
図13によれば、例えば遠隔に位置する複数のオペレータによって、それぞれ異なる指示画像が作成される場合である。この場合、端末1は、複数の端末2から受信した複数の指示画像を同時に重畳して表示することとなる。勿論、端末1及び複数の端末2は、互いに相手方の宛先アドレスを認識しているものとする。
According to FIG. 13, for example, different instruction images are created by a plurality of remote operators. In this case, the
図13によれば、シーケンス番号が適宜飛ばされているが、未記載のシーケンス番号は、図2の処理と同様に実行されているものとする。
(S11)端末1は、カメラによる撮影動画像を、複数の端末21及び22へ同報的に送信する。
(S23)端末21について、オペレータによって指示画像が書き込まれたとする。端末21は、指示画像及び相対位置を、端末1へ送信すると共に、他方の端末22へも送信する。指示側の複数の端末2の間で、指示画像及び相対位置が共有される。
(S31)その後、端末1は、カメラによる撮影動画像を、複数の端末21及び22へ同報的に送信する。
(S32)端末1は、カメラによる撮影動画像に、端末21から受信した指示画像を重畳して表示する。
(S4)端末1は、撮影動画像の画面に対する指示画像の表示位置を、複数の端末21及び22へ同報的に送信する。
(S5)端末21及び22は、端末1から受信した撮影動画像の画面に対する表示位置に、指示画像を重畳して表示する。これによって、指示画像を作成しない指示側端末22であっても、端末1における撮影動画像と指示画像との重畳表示を視認することができる。
According to FIG. 13, the sequence numbers are skipped as appropriate, but it is assumed that undescribed sequence numbers are executed in the same manner as the processing of FIG.
(S11) The
(S23) Regarding the terminal 21, it is assumed that an instruction image has been written by the operator. The terminal 21 transmits the instruction image and the relative position to the
(S31) Thereafter, the
(S32) The
(S4) The
(S5) The
次に、端末22について、オペレータによって指示画像が書き込まれたとする。
(S23)端末22は、指示画像及び相対位置を、端末1へ送信すると共に、他方の端末21へも送信する。指示側の複数の端末2の間で、指示画像及び相対位置が共有される。
(S31)その後、端末1は、カメラによる撮影動画像を、複数の端末21及び22へ同報的に送信する。
(S32)端末1は、カメラによる撮影動画像に、端末22から受信した指示画像を重畳して表示する。
(S4)端末1は、撮影動画像の画面に対する指示画像の表示位置を、複数の端末21及び22へ同報的に送信する。
(S5)端末21及び22は、端末1から受信した撮影動画像の画面に対する表示位置に、指示画像を重畳して表示する。これによって、指示画像を作成しない指示側端末21であっても、端末1における撮影動画像と指示画像との重畳表示を視認することができる。
Next, it is assumed that an instruction image is written on the terminal 22 by the operator.
(S 23) The terminal 22 transmits the instruction image and the relative position to the
(S31) Thereafter, the
(S32) The
(S4) The
(S5) The
尚、他の実施形態として、複数の端末1と、1台の端末2とからなるシステムであってもよい。この場合、端末2は、複数の端末1から撮影動画像を受信する必要があり、これらを同時に表示するか、又は、ユーザ操作に基づく選択ボタンによって切り替えて表示するものであってもよい。勿論、複数の端末1と、複数の端末2とからなるシステムにも適用できる。
As another embodiment, a system including a plurality of
図14は、第1の端末及び第2の端末の機能構成図である。 FIG. 14 is a functional configuration diagram of the first terminal and the second terminal.
被指示側端末としての端末1は、ネットワークに接続すると共に、ディスプレイ17及びカメラ18とを有する。また、端末1は、基準マーカ記憶部10と、撮影動画像送信部11と、基準マーカ検出部12と、指示画像受信部13と、表示制御部14と、表示位置算出部15と、表示位置送信部16とを有する。これら機能構成部は、端末1に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。
A
基準マーカ記憶部10は、撮影動画像に映るであろう基準マーカ画像を記憶する。この基準マーカ画像は、基準マーカ検出部12によって参照される。
撮影動画像送信部11は、カメラによる撮影動画像を、端末2へ送信する(図2のS11、S31の処理と同様)。
基準マーカ検出部12は、カメラによる撮影動画像に映る基準マーカ画像を検出する(図2のS32の処理と同様)。検出した基準マーカ画像の位置範囲(第0の所定範囲)を表示制御部14へ出力する。
指示画像受信部13は、端末2から、撮影動画像に重畳表示すべき「指示画像」と、基準マーカ画像に対する当該指示画像の「相対位置」とを予め受信する(図2のS23の処理と同様)。受信した指示画像及び相対位置は、表示制御部14へ出力される。
表示制御部14は、当該基準マーカ画像から相対位置に相当する位置に、指示画像を重畳してディスプレイに表示する(図2のS33の処理と同様)。
表示位置算出部15は、撮影動画像の画面に対する指示画像の表示位置を算出する(図2のS41の処理と同様)。算出された表示位置は、表示位置送信部16へ出力される。
表示位置送信部16は、表示位置を端末2へ送信する(図2のS42の処理と同様)。
The reference
The captured moving image transmission unit 11 transmits a captured moving image from the camera to the terminal 2 (similar to the processing of S11 and S31 in FIG. 2).
The reference
The instruction
The
The display
The display
指示側端末としての端末2は、ネットワークに接続すると共に、タッチパネルディスプレイ27を有する。また、端末2は、基準マーカ記憶部20と、撮影動画像受信部21と、基準マーカ選択部22と、指示画像送信部23と、表示制御部24と、表示位置受信部26とを有する。これら機能構成部は、端末2に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。
The
基準マーカ記憶部20は、撮影動画像に映るであろう基準マーカ画像を記憶する。この基準マーカ画像は、基準マーカ選択部22によって参照される。
撮影動画像受信部21は、端末1から撮影動画像を受信する(図2のS11、S31の処理と同様)。
基準マーカ選択部22は、端末1から受信した撮影動画像に映る基準マーカ画像を検出する(図2のS12及び13の処理と同様)。
指示画像送信部23は、撮影動画像に重畳表示すべき指示画像と、基準マーカ画像に対する当該指示画像の相対位置とを、端末1へ予め送信する(図2のS23の処理と同様)。
表示位置受信部26は、端末1から表示位置を受信する(図2のS42の処理と同様)。
表示制御部24は、撮影動画像の画面に対する表示位置に相当する位置に、指示画像を重畳してディスプレイに表示する(図2のS5の処理と同様)。
The reference
The captured moving
The reference
The instruction
The display
The
尚、図14における指示側機能と被指示側機能とを合わせて、両用端末とすることもできる。これら機能構成部は、1つの端末に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。 Note that the pointing-side function and the pointed-side function in FIG. 14 can be combined into a dual-purpose terminal. These functional components are realized by executing a program that causes a computer mounted on one terminal to function.
以上、詳細に説明したように、本発明の映像指示表示方法、システム、端末、及びプログラムによれば、指示側端末のオペレータが、被指示側端末のディスプレイで表示される指示画像に対して適切な基準マーカを選択することができる。また、指示側端末のオペレータが、被指示側端末のディスプレイで指示画像が撮影動画像にどのように重畳して表示されているかを視認することができる。指示側端末のオペレータに撮影動画像に対する指示画像の位置のズレを認識させることによって、円滑な遠隔作業を実現する。 As described above in detail, according to the video instruction display method, system, terminal, and program of the present invention, the operator of the instruction-side terminal is appropriate for the instruction image displayed on the display of the instruction-side terminal. A simple reference marker can be selected. Further, the operator of the instruction side terminal can visually recognize how the instruction image is superimposed on the captured moving image on the display of the instruction side terminal. Smooth remote work is realized by making the operator of the instruction side terminal recognize the displacement of the position of the instruction image with respect to the captured moving image.
前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。 Various changes, modifications, and omissions of the above-described various embodiments of the present invention can be easily made by those skilled in the art. The above description is merely an example, and is not intended to be restrictive. The invention is limited only as defined in the following claims and the equivalents thereto.
1 被指示側端末
10 基準マーカ記憶部
11 撮影動画像送信部
12 基準マーカ検出部
13 指示画像受信部
14 表示制御部
15 表示位置算出部
16 表示位置送信部
17 ディスプレイ
18 カメラ
2 被指示側端末
20 基準マーカ記憶部
21 撮影動画像受信部
22 基準マーカ選択部
23 指示画像送信部
24 表示制御部
26 表示位置受信部
27 タッチパネルディスプレイ
DESCRIPTION OF
Claims (15)
第1の端末及び第2の端末は、撮影動画像に映るであろう基準マーカ画像を記憶しており、
第2の端末が、第1の端末から前記カメラによる撮影動画像を逐次受信し、該撮影動画像をディスプレイに表示すると共に、
(基準1)前記撮影動画像に前記基準マーカ画像を検出した場合に当該基準マーカ画像を用いるか、又は、
(基準2)前記撮影画像の全部若しくは一部を基準マーカ画像として用いるか
を、ユーザに選択させる第1のステップと、
第2の端末が、前記撮影動画像に重畳表示すべき指示画像と、前記基準マーカ画像に対する当該指示画像の相対位置と、基準2の場合の基準マーカ画像とを、第1の端末へ送信する第2のステップと、
第1の端末が、前記カメラによる撮影動画像を第2の端末へ送信すると共に、当該撮影動画像に映る前記基準マーカ画像を検出し、当該基準マーカ画像から前記相対位置に相当する位置に、前記指示画像を重畳してディスプレイに表示する第3のステップと
を有することを特徴とする映像指示表示方法。 In a video instruction display method in a system in which a first terminal having a camera and a display and a second terminal having a display are connected via a network,
The first terminal and the second terminal store a reference marker image that will appear in the captured moving image,
The second terminal sequentially receives the moving image captured by the camera from the first terminal, displays the captured moving image on the display,
(Reference 1) When the reference marker image is detected in the captured moving image, the reference marker image is used, or
(Criteria 2) a first step for allowing the user to select whether to use all or part of the captured image as a reference marker image;
The second terminal transmits an instruction image to be superimposed on the captured moving image, a relative position of the instruction image with respect to the reference marker image, and a reference marker image in the case of reference 2 to the first terminal. A second step;
The first terminal transmits a moving image captured by the camera to the second terminal, detects the reference marker image reflected in the captured moving image, and at a position corresponding to the relative position from the reference marker image, And a third step of displaying the instruction image on a display in a superimposed manner.
(基準3)第1の端末から所定時間範囲で受信し続けた複数の撮影画像を1枚の画像として生成し、該画像の全部を基準マーカ画像として用いるか
を、ユーザに更に選択させる
ことを特徴とする請求項1に記載の映像指示表示方法。 For the first step, the second terminal
(Criteria 3) Generating a plurality of captured images continuously received from the first terminal within a predetermined time range as a single image and allowing the user to further select whether to use all of the images as the reference marker image. The video instruction display method according to claim 1, wherein:
予め記憶された前記基準マーカ画像がマッチングする、前記撮影動画像に映る基準マーカ画像(第0の所定範囲)を検出し、
前記基準マーカ画像(第0の所定範囲)と前記指示画像(第1の所定範囲)との間の座標変換を、前記相対位置として算出する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の映像指示表示方法。 For the second step, the second terminal
Detecting a reference marker image (0th predetermined range) reflected in the captured moving image that matches the reference marker image stored in advance;
The video according to claim 1 or 2, wherein coordinate conversion between the reference marker image (0th predetermined range) and the instruction image (first predetermined range) is calculated as the relative position. Instruction display method.
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の映像指示表示方法。 The relative position is a translation matrix, a combination of a translation matrix and a scaling matrix, an Euclidean transformation matrix, an affine transformation matrix, a projective transformation matrix, or an attitude transformation matrix. The video instruction display method according to claim 1.
第2のステップについて、第2の端末は、前記タッチパネルディスプレイ上でユーザに指によって描かれた画像を指示画像とする
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の映像指示表示方法。 The display mounted on the second terminal is a touch panel display,
5. The video instruction according to claim 1, wherein the second terminal uses, as the instruction image, an image drawn by a user's finger on the touch panel display. Display method.
第2のステップについて、第2の端末は、前記タッチペンによってユーザに描かれた画像を指示画像とする
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の映像指示表示方法。 The second terminal is further connected to a touch pen input device that allows the user to draw the captured moving image displayed on the display,
5. The video instruction display method according to claim 1, wherein in the second step, the second terminal uses an image drawn by the user with the touch pen as an instruction image. 6.
第2の端末が、前記撮影動画像の画面に対する前記表示位置に相当する位置に、前記指示画像を重畳してディスプレイに表示する第5のステップと
を更に有し、第3のステップから第5のステップが常時繰り返されることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の映像指示表示方法。 A fourth step in which the first terminal calculates a display position of the instruction image with respect to the screen of the captured moving image and transmits the display position to the second terminal;
The second terminal further includes a fifth step of superimposing the instruction image on a display at a position corresponding to the display position with respect to the screen of the captured moving image, and displaying from the third step to the fifth step. The video instruction display method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the above steps are always repeated.
第5のステップについて、第2の端末は、前記フレームIDと一致する撮影動画像のフレームに、前記指示画像を重畳表示する
ことを特徴とする請求項7に記載の映像指示表示方法。 Regarding the fourth step, when the first terminal calculates the display position, the first terminal further transmits a frame ID (IDentifier) of the captured moving image to the second terminal,
8. The video instruction display method according to claim 7, wherein the second terminal displays the instruction image superimposed on a frame of the captured moving image that matches the frame ID.
予め記憶された基準マーカ画像がマッチングする、前記撮影動画像に映る基準マーカ画像(第0の所定範囲)を検出し、
前記基準マーカ画像(第0の所定範囲)から前記相対位置に相当する位置に、前記指示画像(第2の所定範囲)を重畳してディスプレイに表示し、
前記指示画像(第2の所定範囲)の座標位置を、前記表示位置とする
ことを特徴とする請求項7又は8に記載の映像指示表示方法。 For the fourth step, the first terminal
A reference marker image (0th predetermined range) reflected in the captured moving image that matches a pre-stored reference marker image is detected,
The instruction image (second predetermined range) is superimposed on a position corresponding to the relative position from the reference marker image (0th predetermined range), and is displayed on the display.
The video instruction display method according to claim 7 or 8, wherein a coordinate position of the instruction image (second predetermined range) is set as the display position.
第2のステップについて、一方の第2の端末が、前記指示画像を、他方の第2の端末へ予め送信し、
第4のステップについて、第1の端末は、複数の第2の端末へ、前記撮影動画像及び前記表示位置を同報的に送信する
ことを特徴とする請求項7から9のいずれか1項に記載の映像指示表示方法。 The system has a plurality of second terminals,
For the second step, one second terminal transmits the instruction image to the other second terminal in advance,
10. The fourth step, wherein the first terminal transmits the captured moving image and the display position to a plurality of second terminals in a broadcast manner. The video instruction display method described in 1.
第3のステップについて、第1の端末が、前記基準マーカ画像から、各相対位置に相当する位置に、各指示画像を重畳してディスプレイに表示する
ことを特徴とする請求項10に記載の映像指示表示方法。 For the second step, each of a plurality of second terminals has transmitted the instruction image and the relative position to the first terminal in advance,
11. The video according to claim 10, wherein, in the third step, the first terminal superimposes and displays each instruction image on a position corresponding to each relative position from the reference marker image. Instruction display method.
第1の端末は、第2の端末から前記重畳表示中止通知を受信した際に、第3のステップにおける指示画像の重畳表示を中止する
ことを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の映像指示表示方法。 The second terminal transmits a superimposed display stop notification to the first terminal in response to a user operation,
The first terminal stops the superimposed display of the instruction image in the third step when receiving the superimposed display cancellation notification from the second terminal. The video instruction display method described in 1.
第1の端末は、
撮影動画像に映るであろう基準マーカ画像を記憶する基準マーカ記憶手段と、
前記カメラによる撮影動画像を、第2の端末へ送信する撮影動画像送信手段と、
第2の端末から、前記撮影動画像に重畳表示すべき指示画像と、前記基準マーカ画像に対する当該指示画像の相対位置とを受信すると共に、ユーザの選択に応じて基準マーカ画像を受信する指示画像受信手段と、
前記カメラによる撮影動画像に映る前記基準マーカ画像を検出する基準マーカ検出手段と、
当該基準マーカ画像から前記相対位置に相当する位置に、前記指示画像を重畳してディスプレイに表示する表示制御手段と
を有し、
第2の端末は、
撮影動画像に映るであろう基準マーカ画像を記憶する基準マーカ記憶手段と、
(基準1)前記撮影動画像に前記基準マーカ画像を検出した場合に当該基準マーカ画像を用いるか、又は、(基準2)前記撮影画像の全部若しくは一部を基準マーカ画像として用いるかを、ユーザに選択させる基準マーカ選択手段と、
前記撮影動画像に重畳表示すべき指示画像と、前記基準マーカ画像に対する当該指示画像の相対位置と、基準2の場合の基準マーカ画像とを、第1の端末へ送信する指示画像送信手段と、
第1の端末から撮影動画像を受信する撮影動画像受信手段と
を有することを特徴とするシステム。 In a system in which a first terminal having a camera and a display and a second terminal having a display are connected via a network,
The first terminal is
Reference marker storage means for storing a reference marker image that will appear in the captured moving image;
Shooting moving image transmitting means for transmitting a moving image captured by the camera to the second terminal;
An instruction image for receiving an instruction image to be superimposed on the captured moving image and a relative position of the instruction image with respect to the reference marker image from a second terminal, and receiving a reference marker image according to a user's selection Receiving means;
Reference marker detection means for detecting the reference marker image reflected in the moving image captured by the camera;
Display control means for superimposing the instruction image on the display at a position corresponding to the relative position from the reference marker image,
The second terminal
Reference marker storage means for storing a reference marker image that will appear in the captured moving image;
(Reference 1) Whether the reference marker image is used when the reference marker image is detected in the captured moving image, or (Reference 2) whether all or part of the captured image is used as the reference marker image A reference marker selection means to be selected,
An instruction image transmission means for transmitting an instruction image to be superimposed on the captured moving image, a relative position of the instruction image with respect to the reference marker image, and a reference marker image in the case of reference 2 to the first terminal;
A system comprising: a captured moving image receiving unit configured to receive a captured moving image from a first terminal.
撮影動画像に映るであろう基準マーカ画像を記憶した基準マーカ記憶手段と、
被指示側機能として、
前記カメラによる撮影動画像を、相手方端末へ送信する撮影動画像送信手段と、
前記カメラによる撮影動画像に映る前記基準マーカ画像を検出する基準マーカ検出手段と、
相手方端末から、前記撮影動画像に重畳表示すべき指示画像と、前記基準マーカ画像に対する当該指示画像の相対位置とを受信すると共に、ユーザの選択に応じて基準マーカ画像を受信する指示画像受信手段と、
当該基準マーカ画像から前記相対位置に相当する位置に、前記指示画像を重畳してディスプレイに表示する表示制御手段と
を有し、
指示側機能として、
(基準1)前記撮影動画像に前記基準マーカ画像を検出した場合に当該基準マーカ画像を用いるか、又は、(基準2)前記撮影画像の全部若しくは一部を基準マーカ画像として用いるかを、ユーザに選択させる基準マーカ選択手段と、
前記撮影動画像に重畳表示すべき指示画像と、前記基準マーカ画像に対する当該指示画像の相対位置とを、基準2の場合の基準マーカ画像とを、相手方端末へ送信する指示画像送信手段と、
相手方端末から撮影動画像を受信する撮影動画像受信手段と
を有することを特徴とする端末。 In a terminal equipped with a display and a camera,
Reference marker storage means for storing a reference marker image that will appear in the captured moving image;
As the commandee function,
Shooting moving image transmission means for transmitting a moving image captured by the camera to a counterpart terminal;
Reference marker detection means for detecting the reference marker image reflected in the moving image captured by the camera;
Instruction image receiving means for receiving an instruction image to be superimposed on the captured moving image and a relative position of the instruction image with respect to the reference marker image from a counterpart terminal and receiving a reference marker image according to a user's selection When,
Display control means for superimposing the instruction image on the display at a position corresponding to the relative position from the reference marker image,
As an instruction side function,
(Reference 1) Whether the reference marker image is used when the reference marker image is detected in the captured moving image, or (Reference 2) whether all or part of the captured image is used as the reference marker image A reference marker selection means to be selected,
An instruction image transmitting means for transmitting an instruction image to be superimposed on the captured moving image, a relative position of the instruction image with respect to the reference marker image, and a reference marker image in the case of reference 2 to a counterpart terminal;
A terminal comprising: a captured moving image receiving means for receiving a captured moving image from a counterpart terminal.
撮影動画像に映るであろう基準マーカ画像を記憶した基準マーカ記憶手段と、
被指示側機能として、
前記カメラによる撮影動画像を、相手方端末へ送信する撮影動画像送信手段と、
前記カメラによる撮影動画像に映る前記基準マーカ画像を検出する基準マーカ検出手段と、
相手方端末から、前記撮影動画像に重畳表示すべき指示画像と、前記基準マーカ画像に対する当該指示画像の相対位置とを受信すると共に、ユーザの選択に応じて基準マーカ画像を受信する指示画像受信手段と、
当該基準マーカ画像から前記相対位置に相当する位置に、前記指示画像を重畳してディスプレイに表示する表示制御手段と
を有し、
指示側機能として、
(基準1)前記撮影動画像に前記基準マーカ画像を検出した場合に当該基準マーカ画像を用いるか、又は、(基準2)前記撮影画像の全部若しくは一部を基準マーカ画像として用いるかを、ユーザに選択させる基準マーカ選択手段と、
前記撮影動画像に重畳表示すべき指示画像と、前記基準マーカ画像に対する当該指示画像の相対位置とを、基準2の場合の基準マーカ画像とを、相手方端末へ送信する指示画像送信手段と、
相手方端末から撮影動画像を受信する撮影動画像受信手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする端末用のプログラム。 In a program for causing a computer mounted on a terminal equipped with a display and a camera to function,
Reference marker storage means for storing a reference marker image that will appear in the captured moving image;
As the commandee function,
Shooting moving image transmission means for transmitting a moving image captured by the camera to a counterpart terminal;
Reference marker detection means for detecting the reference marker image reflected in the moving image captured by the camera;
Instruction image receiving means for receiving an instruction image to be superimposed on the captured moving image and a relative position of the instruction image with respect to the reference marker image from a counterpart terminal and receiving a reference marker image according to a user's selection When,
Display control means for superimposing the instruction image on the display at a position corresponding to the relative position from the reference marker image,
As an instruction side function,
(Reference 1) Whether the reference marker image is used when the reference marker image is detected in the captured moving image, or (Reference 2) whether all or part of the captured image is used as the reference marker image A reference marker selection means to be selected,
An instruction image transmitting means for transmitting an instruction image to be superimposed on the captured moving image, a relative position of the instruction image with respect to the reference marker image, and a reference marker image in the case of reference 2 to a counterpart terminal;
A program for a terminal, which causes a computer to function as a shooting moving image receiving means for receiving a shooting moving image from a counterpart terminal.
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