JP6167691B2 - AR marker and AR marker display medium - Google Patents
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本発明は、ARマーカ及びARマーカ表示媒体に関する。 The present invention relates to an AR marker and an AR marker display medium.
近年、実空間に仮想物体が存在するかのように重畳させる拡張現実技術を用いた拡張現実感システム(AR(Augmented Reality:拡張現実)システム)が用いられるようになってきている。例えば、端末装置において、表示させたい仮想物体画像の種類に対応するAR用のマーカ(ARマーカ)を含む画像を撮影すると、このARマーカの種類及び配置した位置に対応して、撮影画像中に仮想物体画像を合成して表示する拡張現実感システムが知られている。 In recent years, augmented reality systems (AR (Augmented Reality) systems) using augmented reality technology that superimposes virtual objects as if they exist in real space have come to be used. For example, when an image including an AR marker (AR marker) corresponding to the type of virtual object image to be displayed is captured in the terminal device, the captured image is displayed in correspondence with the type and position of the AR marker. Augmented reality systems that synthesize and display virtual object images are known.
しかし、ARマーカを用いた拡張現実感システムでは、表示する仮想物体画像に対応するだけの数のARマーカがそれぞれ必要となる。そこで、例えば、特許文献1には、マーカ掲示用携帯端末に、複数種類のARマーカと仮想物体画像とを対応付けて記憶させておき、ユーザにより選択されたARマーカをマーカ掲示用携帯端末に表示することで、複数のARマーカの印刷物等を持ち歩かなくても複数種類の仮想物体画像の中から表示する仮想物体画像を選択できるようにした技術が記載されている。
However, an augmented reality system using AR markers requires as many AR markers as there are virtual object images to be displayed. Therefore, for example, in
しかしながら、特許文献1のようなマーカ掲示用携帯端末を実現するには、初期費用やメンテナンス費用がかかる。また、特許文献1に記載の技術においても、単一のARマーカからはそのマーカに対応付けられた情報(仮想物体画像)の表示のみが可能であり、他の情報の表示をさせるためにはユーザが選択操作をして、マーカ掲示用携帯端末に表示させるARマーカを切り替える必要があった。
However, in order to realize the marker posting portable terminal as in
本発明の課題は、ARマーカ自体を切り替えることなく、異なる複数の情報を提供できるようにすることである。 An object of the present invention is to provide a plurality of different pieces of information without switching the AR marker itself.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明のARマーカは、
表示部を備える外部端末に読み取られることにより該表示部に情報を表示させるARマーカであって、第一の色領域内に、提供する情報に対応する第二の色のパターンが形成された大分類の情報に対応する第1のARマーカの前記第一の色領域内に、第二の色枠で囲まれた、前記第1のARマーカより小さいサイズの小分類の情報に対応する第2のARマーカが配置されている。
In order to solve the above problem, the AR marker of the invention according to
A AR marker to display information on the display unit by being read to the external terminal having a display unit, the first color region, the second color pattern corresponding to information to be provided is formed large the first color region of the first AR marker corresponding to the classification of information, enclosed in a second color frame, the corresponding to the first small classification information of smaller size than the
本発明によれば、ARマーカ自体を切り替えることなく、異なる複数の情報を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide different pieces of information without switching the AR marker itself.
以下、添付図面を参照して本発明に係る好適な実施形態を詳細に説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the illustrated example.
まず、本発明の実施形態におけるARマーカ1について説明する。
図1は、ARマーカ1を示す図である。ARマーカ1は、当該ARマーカ1を認識した端末装置6やそのユーザに対して情報を提供するための画像である。端末装置6は、図2に示すように、CPU(Central Processing Unit)60、RAM(Random Access Memory)61、記憶部62、通信部63、表示部(モニタ)64、操作部65、光学系(レンズ)及び撮像素子を備えるデジタルカメラ66等を備えた移動型端末である。端末装置6としては、例えば、スマートフォン、タブレット端末、ノートPC(Personal Computer)、ハンディターミナル等が適用可能である。
First, the
FIG. 1 is a diagram showing an
ARマーカ1は、例えば、図3に示すように、本やCD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disk)等を陳列する図書館の棚の側面等に掲示され、端末装置6のユーザに対し、端末装置6を介して又は直接的に、棚に陳列されている物の大分類(例えば、本、CD、DVD等)、中分類(例えば、雑誌、単行本、漫画、辞典等)、小分類(例えば、具体的に陳列されている本等のタイトル等)の情報を提供する。
For example, as shown in FIG. 3, the
図1に示すように、ARマーカ1は、ARマーカ表示媒体である用紙Pに、上下左右に余白枠1aを設けて表示されている。用紙Pは、光沢のない用紙であることが好ましい。ARマーカ1は、黒い四角形の領域1b内を画像領域とする画像であり、領域1bの中央部には、当該ARマーカ1が提供する情報に対応する白色の標識(図形や記号等)であるパターン1cが形成されている。パターン1cは、ARマーカ1が掲示されている棚に陳列されている物の大分類を示す情報に対応している。
As shown in FIG. 1, the
なお、ここでいう「黒」とは、グレースケールに変換してから所定の閾値(後述するARマーカ認識処理のステップS2で二値化に使用される閾値)で二値化をしたときに、黒に変換される色である。「白」とは、グレースケールに変換してから所定の閾値(後述するARマーカ認識処理のステップS2で二値化に使用される閾値)で二値化をしたときに、白に変換される色である。 Note that “black” here means binarization with a predetermined threshold (threshold used for binarization in step S2 of the AR marker recognition process described later) after conversion to grayscale. The color that is converted to black. “White” is converted to white when binarization is performed with a predetermined threshold value (threshold value used for binarization in step S2 of the AR marker recognition process described later) after conversion to grayscale. Color.
また、ARマーカ1(第1のARマーカ)の領域1b内の四隅には、白い枠2a〜5aで囲まれた、ARマーカ1より小さいサイズのARマーカ2〜5(第2のARマーカ)が配置されている。それぞれのARマーカ2〜5は、ARマーカ1と同様に、黒い四角形の領域2b〜5b内の中央部に、そのARマーカが提供する情報に対応する白色の標識であるパターン2c〜5cが形成されている。
In addition, at the four corners in the
ARマーカ2〜5は、それぞれ、配置されている場所に応じた情報を提供する。
具体的に、右上に配置されているARマーカ2のパターン2cは、ARマーカ1が掲示されている位置からみて右側の棚の上方に陳列されている物の中分類を示す文字により構成され、右側の棚の上方に陳列されている物の小分類(陳列されている物のタイトル等)を示す情報に対応している。
右下に配置されているARマーカ3のパターン3cは、ARマーカ1が掲示されている位置からみて右側の棚の下方に陳列されている物の中分類を示す文字により構成され、右
側の棚の下方に陳列されている物の小分類(陳列されている物のタイトル等)を示す情報に対応している。
左上に配置されているARマーカ4のパターン4cは、ARマーカ1が掲示されている位置からみて左側の棚の上方に陳列されている物の中分類を示す文字により構成され、左側の棚の上方に陳列されている物の小分類(陳列されている物のタイトル等)を示す情報に対応している。
左下に配置されているARマーカ5のパターン5cは、ARマーカ1が掲示されている位置からみて左側の棚の下方に陳列されている物の中分類を示す文字により構成され、左側の棚の下側に陳列されている物の小分類(陳列されている物のタイトル等)を示す情報に対応している。
Each of the
Specifically, the
The
The
The
図4に、ARマーカ1〜5と、それぞれのARマーカに対応している情報の対応表621を示す。図4に示すように、ARマーカ1は、ARマーカ1が掲示されている棚に陳列されている物(例えば、ここでは、「本」)の大分類を示す情報に対応している。ARマーカ2〜5は、それぞれ、ARマーカ1の大分類に分類される物の中分類(例えば、本のジャンル)、小分類(例えば、本のタイトル)を示す情報に対応している。なお、各ARマーカに対応する情報は、テキストであってもよいし、画像であってもよい。または、その情報にアクセスするためのURL情報やコマンドであってもよい。
FIG. 4 shows the
ARマーカ1〜5は、端末装置6において、図5に示すARマーカ認識処理が行われて読み取られることによって、端末装置6に認識・解釈され、それぞれのARマーカに対応した情報の表示が行われる。端末装置6の記憶部62には、図4に示す対応表621、ARマーカ1〜5のそれぞれの領域1b〜5b内の画像を白黒を反転して数値化したパターンファイル622、ARマーカ認識処理を実行するためのアプリケーションプログラム(ARマーカ認識アプリケーションプログラム)623が記憶されており、CPU60は、操作部65からの指示に応じてARマーカ認識アプリケーションプログラム623を起動し、起動したプログラムとの協働により、ARマーカ認識処理を実行する。
The
以下、図5を参照してARマーカ認識処理について説明する。
まず、CPU60は、デジタルカメラ66を起動し、デジタルカメラ66に対し、被写体としてのARマーカへのピント合わせを行わせ、ARマーカの撮影画像を取得させる(ステップS1)。
なお、ユーザは、デジタルカメラ66でARマーカ1〜5のうち所望するARマーカにピントを合わせて撮影画像を取得することができるように、デジタルカメラ66のレンズとARマーカ1との位置関係(距離)を調整しておく。例えば、ARマーカ1を認識させたい場合は、ARマーカ1全体が撮影範囲内に入ってARマーカ1にピントが合わせられるようにデジタルカメラ66のレンズとARマーカ1との位置関係を調整する。ARマーカ2〜5の何れかを認識させたい場合は、その認識させたいARマーカが撮影範囲内に入ってその認識させたいARマーカにピントが合わせられるようにデジタルカメラ66のレンズとARマーカ1の位置関係を調整する。
Hereinafter, the AR marker recognition process will be described with reference to FIG.
First, the
It should be noted that the user can adjust the positional relationship between the lens of the
次いで、CPU60は、取得された撮影画像を二値化する(ステップS2)。例えば、撮影画像をグレースケールの画像に変換し、変換した画像の各画素値を予め定められた閾値と比較し、閾値を超えるか否かに従って、各画素の画素値を白又は黒に変換する。なお、ステップS2で使用される閾値は、デジタルカメラ66の周辺の明るさに応じて設定することが好ましい。
Next, the
次いで、CPU60は、二値化された画像の白黒を反転し、反転した画像中の黒い枠で囲まれた白の四角形の領域(即ち、反転前において白い枠1a〜5aで囲まれた黒の四角形の領域1b〜5b)をARマーカの領域として認識し、認識したARマーカ領域内のパ
ターン画像を解像度で分割し(ステップS3)、分割したそれぞれの領域を領域内の画素値で数値化する(ステップS4)。
Next, the
次いで、CPU60は、数値化されたデータを記憶部62に記憶されている各パターンファイルと比較して一致度を算出する(ステップS5)。
一致度が予め定められた閾値以上のパターンファイルが存在した場合(ステップS6;YES)、CPU60は、撮影されたARマーカが、一致度が閾値以上のパターンファイルに対応するARマーカであると認識し(ステップS7)、認識されたARマーカに対応する情報を記憶部62に記憶されている対応表621から読み出して、表示部64に表示させ(ステップS8)、CPU60は、ARマーカ認識処理を終了する。なお、対応表621において、認識したARマーカに複数の分類に亘って情報が対応付けられている場合は、CPU60は、対応付けられている複数の情報のうち最下層の分類の情報に基づいて表示部64に表示を行わせる。例えば、対応表621において、認識したARマーカに大分類〜小分類の情報が対応付けられている場合、小分類の情報に基づいて表示部64に表示を行わせる。
一致度が予め定められた閾値以上のパターンファイルが存在しなかった場合(ステップS6;NO)、CPU60は、ARマーカ認識処理を終了する。
Next, the
When there is a pattern file with a matching degree equal to or higher than a predetermined threshold (step S6; YES), the
When there is no pattern file having a matching degree equal to or higher than a predetermined threshold (step S6; NO), the
ここで、ARマーカ1に対応する情報を表示部64に表示させようとした場合、撮影画像に他の小さいサイズのARマーカ2〜5の白枠2a〜5aやパターン2c〜5cが写ってしまうと、ステップS5でARマーカ1のパターンファイルとの一致度が低くなり、ARマーカ1として認識されなくなってしまう。或いは、ステップS3で複数のARマーカの領域が認識されてしまい、処理不能となってしまう。そこで、ARマーカ1とその中の小さいARマーカ2〜5とのサイズ比率は、デジタルカメラ66でARマーカ1にピントを合わせたときにはARマーカ2〜5がぼやけてARマーカ1の認識に影響を与えない(二値化したときにマーカ2〜5の白枠やパターンが黒として認識される)比率となっている。
Here, when information corresponding to the
一例として、大きなARマーカ1の寸法をX1×Y1、小さなARマーカ2〜5の寸法をX2×Y2とした場合、下記の条件下においては、X1:X2=100:1、Y1:Y2=100:1の比率であれば、ARマーカ1にピントを合わせたときにARマーカ1を正しく認識することが可能である。
(a)デジタルカメラ66の画素数:800万画素
(b)表示部64のモニタ解像度:960×640
(c)ARマーカ付近の照度:1000lx
(d)デジタルカメラ66のレンズからの焦点距離:30cm
(e)ARマーカの素材:再生紙にプリント
As an example, when the size of the
(A) Number of pixels of the digital camera 66: 8 million pixels (b) Monitor resolution of the display unit 64: 960 × 640
(C) Illuminance near the AR marker: 1000 lx
(D) Focal length from the lens of the digital camera 66: 30 cm
(E) AR marker material: printed on recycled paper
或いは、上記のマーカ認識処理のステップS3においてARマーカの領域として認識された領域内に、更に黒い枠で囲まれた白い四角形の領域(反転前の白い枠で囲まれた黒の四角形の領域)が検出される場合は、検出された枠及び四角形の領域をARマーカの領域やARマーカのパターンの一部としては認識しないようにしてもよい。これにより、ARマーカ1が正しく認識されなくなることを防止することができる。
Alternatively, in the area recognized as the AR marker area in step S3 of the marker recognition process, a white rectangular area surrounded by a black frame (a black rectangular area surrounded by a white frame before inversion) May be detected as a part of the AR marker area or part of the AR marker pattern. This can prevent the
以上説明したように、本実施形態におけるARマーカ1によれば、黒い四角形の領域1b内に、提供する情報に対応する白色のパターン1cが形成され、更に、黒い四角形の領域1b内に、白い枠2a〜5aで囲まれた、ARマーカ1より小さいサイズのARマーカ2〜5が配置されている。
As described above, according to the
従って、端末装置6におけるデジタルカメラ66のレンズとARマーカ1の位置関係を
調整してARマーカの認識を行わせるだけで、ARマーカ自体の表示を切り替えることなく、異なる複数の情報を提供することが可能となる。
Accordingly, only by adjusting the positional relationship between the lens of the
また、ARマーカ1に配置される小さいサイズのARマーカを複数とすることで、一つのARマーカ1からより多くの情報を提供することが可能となる。
Further, by providing a plurality of small AR markers arranged on the
また、ARマーカ1には、大分類を示す情報に対応するパターンが形成され、ARマーカ1よりサイズの小さいARマーカ2〜5には、小分類を示す情報に対応するパターンが形成されているので、1つのARマーカ1によって、大分類を示す情報及び小分類を示す情報の双方を提供することができる。
The
また、ARマーカ2〜5のパターンは、中分類を示す情報に対応する文字により構成されているので、ユーザは目視するだけで中分類を示す情報を認識することが可能となる。
Further, since the patterns of the
なお、上記実施形態における記述内容は、本発明のARマーカの好適な一例であり、これに限定されるものではない。 In addition, the description content in the said embodiment is a suitable example of the AR marker of this invention, and is not limited to this.
例えば、上記実施形態においては、ARマーカ1より小さいサイズのARマーカ2〜5は、ARマーカ1の四隅に配置した例を示したが、小さいサイズのARマーカの配置位置は、一つの小さいARマーカをデジタルカメラ66で撮影するときに他の小さいARマーカが画角に入らない配置であって、大きいサイズのARマーカ1のパターンに重ならない配置あれば、特に限定されない。また、小さいサイズのARマーカの数も特に限定されない。
For example, in the above-described embodiment, the
また、上記実施形態においては、第2のARマーカとしてのARマーカ2〜5は、全て同じサイズとしたが、第1のARマーカとしてのARマーカ1のサイズより小さいものであれば、ARマーカ2〜5のサイズはそれぞれ異なるものとしてもよい。
また、上記実施形態においては、四角いARマーカを用いたがこれに限らず、星型や丸型など形は限定されない。
また、ARマーカの黒い部分と白い部分は反転しても良い。
In the above embodiment, the
Moreover, in the said embodiment, although square AR marker was used, not only this but shapes, such as a star shape and a round shape, are not limited.
Further, the black part and the white part of the AR marker may be reversed.
また、上記実施形態においては、ARマーカ1を図書館の棚に陳列されている物の大分類、中分類、小分類の情報を提供する画像として説明したが、一例にすぎず、ARマーカ1が提供する情報の対象は、これに限定されるものではない。
In the above embodiment, the
その他、画像処理装置を構成する各装置の細部構成及び細部動作に関しても、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。 In addition, the detailed configuration and detailed operation of each apparatus constituting the image processing apparatus can be changed as appropriate without departing from the spirit of the invention.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
[付記]
<請求項1>
黒い領域内に、提供する情報に対応する白色のパターンが形成された第1のARマーカの前記黒い領域内に、白い枠で囲まれた、前記第1のARマーカより小さいサイズの第2のARマーカが配置されているARマーカ。
<請求項2>
前記第2のARマーカは複数配置されている請求項1に記載のARマーカ。
<請求項3>
前記第1のARマーカには、大分類を示す情報に対応するパターンが形成され、前記第2のARマーカには、小分類を示す情報に対応するパターンが形成されている請求項1又は2に記載のARマーカ。
<請求項4>
前記第2のARマーカのパターンは、中分類を示す情報に対応する文字により構成されている請求項3に記載のARマーカ。
<請求項5>
前記第1のARマーカと前記第2のARマーカは四角形である請求項1〜4の何れか一項に記載のARマーカ。
<請求項6>
請求項1〜5の何れか一項に記載のARマーカが上下左右に余白枠を設けて表示されるARマーカ表示媒体。
Although several embodiments of the present invention have been described, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
The invention described in the scope of claims attached to the application of this application will be added below. The item numbers of the claims described in the appendix are as set forth in the claims attached to the application of this application.
[Appendix]
<Claim 1>
A second area of a size smaller than the first AR marker surrounded by a white frame in the black area of the first AR marker in which a white pattern corresponding to the information to be provided is formed in the black area. AR marker where the AR marker is placed.
<Claim 2>
The AR marker according to
<Claim 3>
The first AR marker is formed with a pattern corresponding to information indicating a large classification, and the second AR marker is formed with a pattern corresponding to information indicating a small classification. AR marker described in 1.
<Claim 4>
The AR marker according to
<Claim 5>
The AR marker according to any one of
<Claim 6>
An AR marker display medium on which the AR marker according to any one of
1〜5 ARマーカ
6 端末装置
60 CPU
61 RAM
62 記憶部
621 対応表
622 パターンファイル
623 ARマーカ認識アプリケーションプログラム
63 通信部
64 表示部
65 操作部
66 デジタルカメラ
1-5 AR marker 6
61 RAM
62
Claims (6)
第一の色領域内に、提供する情報に対応する第二の色のパターンが形成された大分類の情報に対応する第1のARマーカの前記第一の色領域内に、第二の色枠で囲まれた、前記第1のARマーカより小さいサイズの小分類の情報に対応する第2のARマーカが配置されているARマーカ。 An AR marker that displays information on the display unit by being read by an external terminal including the display unit,
In the first color area, the second color is included in the first color area of the first AR marker corresponding to the large classification information in which the pattern of the second color corresponding to the information to be provided is formed in the first color area. surrounded by the frame, the first second AR AR marker marker is arranged corresponding to the small classification of information smaller than the AR marker.
前記第二の色は、二値化処理後に白となる色である請求項1〜4の何れか一項に記載のARマーカ。 The first color is a color that becomes black after binarization processing,
The AR marker according to claim 1, wherein the second color is a color that becomes white after binarization processing.
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