JP6417702B2 - 画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラム - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態による画像処理装置3が含まれる画像処理システム10の概略図である。画像処理システム10は、第1カメラ1、第2カメラ2、画像処理装置3、投影部4を有する。画像処置装置3は、第1カメラ1、第2カメラ2、投影部4と有線または無線を介して通信可能に接続される。なお、画像処理装置3は、図示しない通信部を有しており、通信回線を介して様々な外部装置と双方向にデータの送受信を行うことによりネットワーク上のリソースを用いることが可能である。更に、投影部4は、必要に応じて画像処理システム10に含まれれば良く、必ずしも画像処理システム10にとって必要な構成要素ではない(画像処理システム10とは別体でもよい)。なお、第1カメラ1、第2カメラ2、画像処理装置3、投影部4は、例えば、設置面に対向して配置されれば良いが、壁面に対向して配置されても良いし、モバイル端末やウェラブル端末上の任意の位置に配置されても良い。
実施例1においては、例えば、作業対象物体に投影する表示画像を生成する実施例について開示する。この為、実施例1においては、図1の画像処理システム10の投影部4は必ずしも必要としない。
(数1)
Z = b * f / |u − u’|
なお、上述の(数1)において|u − u’|は、同一対象物(例えば、動作部位の一例となるユーザの手指)が撮像された画素の位置ずれを表す視差dに対応する。また、認識部6は、上述の(数1)において、uとu’の値として図5のテーブル50に格納される値(手指座標)を用いることが出来る。例えば、ユーザが人差し指のみを伸ばしている場合は、図5のテーブル50に手指ID1のみにデータが格納される為、当該手指ID1に格納される値を使用すれば良い。図6は、認識部6が算出するカメラ座標系と世界座標系における手指位置のデータ構造の一例を示すテーブルである。図6のテーブル60においては、例えば、人差し指が手ID1かつ手指ID1として、カメラ座標系における手指の座標位置、世界座標系における手指の深度のデータが格納される。
実施例2においては、例えば、実施例1で生成した表示画像を作業対象物体に投影する実施例について説明する。実施例2における画像処理システムの構成は、図1に示す画像処理システム10と同様の為、詳細な説明は省略する。なお、実施例1におけるユーザと実施例2におけるユーザはそれぞれ別のユーザと考えることが出来る。
実施例1では複数のカメラ(ステレオカメラ)を用いた画像処理システム10の構成で実施例を説明したが、ステレオカメラの代わりにカメラ1台と測距センサ1台を用いる場合でも、本発明の実施が可能である為、実施例3おいて説明する。図10は、第2の実施形態による画像処理装置3が含まれる画像処理システム12の概略図である。画像処理システム12は、第1カメラ1、測距センサ11、画像処理装置3、投影部4を有する。画像処置装置3は、第1カメラ1、測距センサ11、投影部4と有線または無線を介して通信可能に接続される。なお、画像処理装置3は、図示しない通信部を有しており、通信回線を介して様々な外部装置と双方向にデータの送受信を行うことによりネットワーク上のリソースを用いることが可能である。更に、投影部4は、必要に応じて画像処理システム12に含まれれば良く、必ずしも必要な構成要素ではない。なお、第1カメラ1、測距センサ11、画像処理装置3、投影部4は、例えば、設置面に対向して配置されれば良いが、壁面に対向して配置されても良いし、モバイル端末やウェラブル端末上の任意の位置に配置されても良い。なお、第1カメラ1、画像処理装置3、投影部4が有する機能は実施例1と同様である為、詳細な説明は省略する。
図11は、一つの実施形態による画像処理装置3として機能するコンピュータのハードウェア構成図である。図11に示す通り、画像処理装置3は、コンピュータ100、およびコンピュータ100に接続する入出力装置(周辺機器)を含んで構成される。
第1カメラ1と第2カメラ2は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)カメラなどの撮像デバイスである。第1カメラ1と第2カメラ2の機能は、上述の実施例1〜実施例3と同様の機能の為、詳細な説明は省略する。測距センサ11は、例えば、レーザー光の往復時間から深度を計測するTOF形式を用いるセンサや、特定のパターンのレーザー光線を対象に照射した際の光のパターンの歪みを計測するパターン照射方式を用いるセンサである、測距センサ11の機能は上述の実施例3の機能と同等の為、詳細な説明は省略する。投影部4は、例えば、プロジェクタなどの表示デバイスである。投影部4は、例えば、作業対象物体の付加情報(例えば、熟練ユーザが実施した作業内容)を含む表示画像を表示する。投影部4は、表示画像を、例えば、投影面の一例となるユーザの作業対象物体に重畳して投影する。なお、投影部4の機能は、上述の実施例1〜実施例3と同様の機能の為、詳細な説明は省略する。
(付記1)
ユーザの動作部位を含む実画像を取得する取得部と、
前記実画像から前記動作部位を認識する認識部と、
前記動作部位の位置に基づいて前記実画像の作業領域を規定する規定部と、
前記作業領域の第1画像特徴量を算出する算出部と、
前記第1画像特徴量に基づいて、前記作業領域または前記動作部位を第2画像特徴量に制御した表示画像を生成する生成部
を備えることを特徴とする画像処理装置。
(付記2)
前記動作部位は、前記ユーザの指先であり、
前記規定部は、前記指先を基点とした所定の面積の領域を前記作業領域として規定することを特徴とする付記1記載の画像処理装置。
(付記3)
前記第1画像特徴量は、前記作業領域の画素値の勾配、前記作業領域の色相分布、または、前記作業領域の前記画素値であることを特徴とする付記1または付記2記載の画像処理装置。
(付記4)
前記生成部は、前記勾配が所定の第1閾値以上の場合、前記第2特徴量として、前記作業領域に含まれる物体または前記動作部位の輪郭線のみとする前記表示画像を生成することを特徴とする付記3記載の画像処理装置。
(付記5)
前記生成部は、前記色相分布が所定の第2閾値以上の場合、前記第2特徴量として、前記作業領域の色相数を削減した前記表示画像を生成することを特徴とする付記3または付記4記載の画像処理装置。
(付記6)
前記生成部は、前記色相分布が前記第2閾値未満の場合、前記第2特徴量として、前記作業領域の色相を補色にした前記表示画像を生成することを特徴とする付記5記載の画像処理装置。
(付記7)
前記生成部は、前記画素値が所定の第3閾値未満の場合、前記第2特徴量として、前記画素値を増加した前記表示画像を生成することを特徴とする付記3ないし付記5の何れか一つに記載の画像処理装置。
(付記8)
前記取得部は、異なる光軸で撮像される複数の前記実画像を更に取得し、
前記認識部は、前記複数の前記実画像から、前記動作部位の3次元直交座標を認識し、
前記規定部は、前記3次元直交座標に基づいて前記作業領域を規定することを特徴とする付記1ないし付記7の何れか一つに記載の画像処理装置。
(付記9)
前記動作部位の3次元直交座標を測距する測距センサを更に備え、
前記規定部は、前記3次元直交座標に基づいて前記作業領域を規定することを特徴とする付記1ないし付記7の何れか一つに記載の画像処理装置。
(付記10)
前記表示画像を投影する投影部を更に有し、
前記取得部は、マーカを含む作業対象物体の作業対象物体画像を更に取得し、
前記認識部は、前記マーカに基づいて、前記作業対象物体画像に対応する前記表示画像を認識し、
前記投影部は、前記作業対象物体に前記表示画像を重畳して投影することを特徴とする付記1ないし付記9の何れか一つに記載の画像処理装置。
(付記11)
前記投影部は、前記表示画像と前記作業対象物体の面積を一致させて、前記表示画像を投影することを特徴とする付記10記載の画像処理装置。
(付記12)
前記投影部は、前記表示画像の投影位置を周期的に変化させることを特徴とする付記10記載の画像処理装置。
(付記13)
ユーザの動作部位を含む実画像を取得し、
前記実画像から前記動作部位を認識し、
前記動作部位の位置に基づいて前記実画像の作業領域を規定し、
前記作業領域の第1画像特徴量を算出し、
前記第1画像特徴量に基づいて、前記作業領域または前記動作部位を第2画像特徴量に制御した表示画像を生成すること
を含むことを特徴とする画像処理方法。
(付記14)
前記動作部位は、前記ユーザの指先であり、
前記規定することは、前記指先を基点とした所定の面積の領域を前記作業領域として規定することを特徴とする付記13記載の画像処理方法。
(付記15)
前記第1画像特徴量は、前記作業領域の画素値の勾配、前記作業領域の色相分布、または、前記作業領域の前記画素値であることを特徴とする付記13または付記14記載の画像処理方法。
(付記16)
前記生成することは、前記勾配が所定の第1閾値以上の場合、前記第2特徴量として、前記作業領域に含まれる物体または前記動作部位の輪郭線のみとする前記表示画像を生成することを特徴とする付記15記載の画像処理方法。
(付記17)
前記生成することは、前記色相分布が所定の第2閾値以上の場合、前記第2特徴量として、前記作業領域の色相数を削減した前記表示画像を生成することを特徴とする付記15または付記16記載の画像処理方法。
(付記18)
前記生成することは、前記色相分布が前記第2閾値未満の場合、前記第2特徴量として、前記作業領域の色相を補色にした前記表示画像を生成することを特徴とする付記17記載の画像処理方法。
(付記19)
前記生成することは、前記画素値が所定の第3閾値未満の場合、前記第2特徴量として、前記画素値を増加した前記表示画像を生成することを特徴とする付記15ないし付記17の何れか一つに記載の画像処理方法。
(付記20)
前記取得することは、異なる光軸で撮像される複数の前記実画像を更に取得し、
前記認識することは、前記複数の前記実画像から、前記動作部位の3次元直交座標を認識し、
前記規定することは、前記3次元直交座標に基づいて前記作業領域を規定することを特徴とする付記13ないし付記19の何れか一つに記載の画像処理方法。
(付記21)
前記動作部位の3次元直交座標を測距することを更に含み、
前記規定することは、前記3次元直交座標に基づいて前記作業領域を規定することを特徴とする付記13ないし付記19の何れか一つに記載の画像処理方法。
(付記22)
前記表示画像を投影することを更に含み、
前記取得することは、マーカを含む作業対象物体の作業対象物体画像を更に取得し、
前記認識することは、前記マーカに基づいて、前記作業対象物体画像に対応する前記表示画像を認識し、
前記投影することは、前記作業対象物体に前記表示画像を重畳して投影することを特徴とする付記13ないし付記21の何れか一つに記載の画像処理方法。
(付記23)
前記投影することは、前記表示画像と前記作業対象物体の面積を一致させて、前記表示画像を投影することを特徴とする付記22記載の画像処理方法。
(付記24)
前記投影することは、前記表示画像の投影位置を周期的に変化させることを特徴とする付記22記載の画像処理方法。
(付記25)
コンピュータに
ユーザの動作部位を含む実画像を取得し、
前記実画像から前記動作部位を認識し、
前記動作部位の位置に基づいて前記実画像の作業領域を規定し、
前記作業領域の第1画像特徴量を算出し、
前記第1画像特徴量に基づいて、前記作業領域または前記動作部位を第2画像特徴量に制御した表示画像を生成すること
を実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
2 第2カメラ
3 画像処理装置
4 投影部
5 取得部
6 認識部
7 規定部
8 算出部
9 生成部
Claims (12)
- ユーザの動作部位を含む実画像を取得する取得部と、
前記実画像から前記動作部位を認識する認識部と、
前記動作部位の位置に基づいて前記実画像に含まれる作業領域を規定する規定部と、
前記作業領域のエッジ量及び/又は色分布を算出する算出部と、
前記算出部が前記エッジ量を算出する場合は、前記実画像について前記エッジ量に応じた抽出処理、前記算出部が前記色分布を算出する場合は、前記実画像について前記色分布に応じた色表示処理、を施した表示画像を生成する生成部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記動作部位は、前記ユーザの指先であり、
前記規定部は、前記指先を基点とした所定の面積の領域を前記作業領域として規定する、
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記エッジ量は、前記作業領域に含まれる複数の画素のうちエッジが検出された画素の割合であり、前記色分布は、前記作業領域に含まれる色の数である、
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の画像処理装置。 - 前記生成部は、前記エッジ量が第1閾値以上の場合、前記実画像のうち前記作業領域に含まれる物体または前記動作部位の輪郭線のみを抽出する前記抽出処理を施す、
ことを特徴とする請求項3記載の画像処理装置。 - 前記生成部は、前記色分布が第2閾値以上の場合、前記実画像のうち前記作業領域の色相数を削減する前記色表示処理を施す、
ことを特徴とする請求項3または請求項4記載の画像処理装置。 - 前記生成部は、前記色分布が前記第2閾値未満の場合、前記実画像のうち前記作業領域の色相を補色にする前記色表示処理を施す、
ことを特徴とする請求項5記載の画像処理装置。 - 前記算出部は、前記作業領域の画素値を特定し、
前記生成部は、前記画素値が第3閾値未満の場合、前記実画像のうち前記作業領域に含まれる画素の画素値を増加させた前記色表示処理を施す、
ことを特徴とする請求項3ないし請求項5の何れか一項に記載の画像処理装置。 - 前記実画像は、異なる光軸で撮像された複数の撮像画像であって、
前記認識部は、前記複数の撮像画像から、前記動作部位の3次元直交座標を認識し、
前記規定部は、前記3次元直交座標に基づいて前記作業領域を規定する、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項7の何れか一項に記載の画像処理装置。 - 前記動作部位の3次元直交座標を測距する測距センサを更に備え、
前記規定部は、前記3次元直交座標に基づいて前記作業領域を規定する、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項7の何れか一項に記載の画像処理装置。 - 前記表示画像を投影する投影部を更に有し、
前記投影部は、前記実画像に撮像された被写体に前記表示画像を重畳して投影する、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項9の何れか一項に記載の画像処理装置。 - ユーザの動作部位を含む実画像を取得し、
前記実画像から前記動作部位を認識し、
前記動作部位の位置に基づいて前記実画像に含まれる作業領域を規定し、
前記作業領域のエッジ量及び/又は色分布を算出し、
前記算出において前記エッジ量が算出された場合は、前記実画像について前記エッジ量に応じた抽出処理、前記算出において前記色分布が算出された場合は、前記実画像について前記色分布に応じた色表示処理、を施した表示画像を生成する、
処理をコンピュータが実行することを特徴とする画像処理方法。 - ユーザの動作部位を含む実画像を取得し、
前記実画像から前記動作部位を認識し、
前記動作部位の位置に基づいて前記実画像に含まれる作業領域を規定し、
前記作業領域のエッジ量及び/又は色分布を算出し、
前記算出において前記エッジ量が算出された場合は、前記実画像について前記エッジ量に応じた抽出処理、前記算出において前記色分布が算出された場合は、前記実画像について前記色分布に応じた色表示処理、を施した表示画像を生成する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
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