JP7163943B2 - 情報生成方法、情報生成システム、及びプログラム - Google Patents

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Description

本開示は、情報生成方法、情報生成システム、及びプログラム、に関する。
プロジェクションマッピングでは、非平面のスクリーンに対してプロジェクターから投写画像を投写することが通常である。非平面のスクリーンに投写された投写画像は、観覧者からは歪んで見える。このため、プロジェクションマッピングでは、スクリーンの形状に応じた歪みを考慮して投写画像を予め補正しておく必要がある。特許文献1には、非平面のスクリーンに投写され、歪んで見える画像をカメラで撮像し、カメラの撮像画像に基づいて投写画像を補正する技術が開示されている。プロジェクションマッピングにおける非平面のスクリーンの一例としては、三次元形状を有する被投写物が挙げられる。三次元形状を有する被投写物に投写される投写画像には被投写物に投写する投写オブジェクトが含まれ、投写画像において投写オブジェクトの配置先となる表示領域の設定に被投写物の撮像画像を利用することも考えられる。
特開2010-283674号公報
被投写物の形状によっては、撮像画像を利用した表示領域の設定に支障が生じる場合がある。例えば、被投写物が大きすぎてカメラの撮像範囲に収まりきらない場合、又は被投写物の形状が複雑でカメラからの死角となる部分がある場合のように、撮像画像に被投写物の一部が写っていない場合には、写っていない部分に対して表示領域を正しく設定することはできない。
以上の課題を解決するために、本開示の情報生成方法は、プロジェクターから投写される第1画像と、前記第1画像が投写されている状態の被投写物を第1撮像位置から撮像して得られる第2画像と、前記第1撮像位置とは異なる第2撮像位置から前記被投写物を撮像して得られる第3画像と、を取得し、前記第1画像と前記第2画像とに基づいて、前記プロジェクターが投写する投写画像上の位置を表す第1座標系と前記第1撮像位置から撮像される撮像画像上の位置を表す第2座標系との第1対応関係を特定し、前記第1画像と前記第3画像とに基づいて、前記第1座標系と前記第2撮像位置から撮像される撮像画像上の位置を表す第3座標系との第2対応関係を特定し、前記第1撮像位置からの前記被投写物の撮像画像を表示装置に表示させることにより、前記プロジェクターから前記被投写物に投写する投写オブジェクトの前記第2座標系における配置先となる第1表示領域の指定をユーザーに促し、前記ユーザーにより指定される前記第1表示領域を前記第3座標系において前記投写オブジェクトの配置先となる第2表示領域に変換する変換情報を、前記第1対応関係及び前記第2対応関係に基づいて生成する。
また、上記課題を解決するために、本開示の情報生成システムは、表示装置と、入力装置と、処理装置と、を備え、前記処理装置は、プロジェクターから投写される第1画像と、前記第1画像が投写されている状態の被投写物を第1撮像位置から撮像して得られる第2画像と、前記第1撮像位置とは異なる第2撮像位置から前記被投写物を撮像して得られる第3画像と、を取得すること、前記第1画像と前記第2画像とに基づいて、前記プロジェクターが投写する投写画像上の位置を表す第1座標系と前記第1撮像位置から撮像された撮像画像上の位置を表す第2座標系との第1対応関係を特定すること、前記第1画像と前記第3画像とに基づいて、前記第1座標系と前記第2撮像位置から撮像された撮像画像上の位置を表す第3座標系との第2対応関係を特定すること、前記第1撮像位置からの前記被投写物の撮像画像を前記表示装置に表示させることにより、前記プロジェクターから前記被投写物に投写する投写オブジェクトの前記第2座標系における配置先となる第1表示領域の指定をユーザーに促すこと、及び、前記入力装置に対する操作により前記ユーザーにより指定される前記第1表示領域を前記第3座標系において前記投写オブジェクトの配置先となる第2表示領域に変換する変換情報を、前記第1対応関係及び前記第2対応関係に基づいて生成すること、を実行する。
また、上記課題を解決するために、本開示のプログラムは、コンピューターに、プロジェクターから投写される第1画像と、前記第1画像が投写されている状態の被投写物を第1撮像位置から撮像して得られる第2画像と、前記第1撮像位置とは異なる第2撮像位置から前記被投写物を撮像して得られる第3画像と、を取得すること、前記第1画像と前記第2画像とに基づいて、前記プロジェクターが投写する投写画像上の位置を表す第1座標系と前記第1撮像位置から撮像された撮像画像上の位置を表す第2座標系との第1対応関係を特定すること、前記第1画像と前記第3画像とに基づいて、前記第1座標系と前記第2撮像位置から撮像された撮像画像上の位置を表す第3座標系との第2対応関係を特定すること、前記第1撮像位置からの前記被投写物の撮像画像を表示装置に表示させることにより、前記プロジェクターから前記被投写物に投写する投写オブジェクトの前記第2座標系における配置先となる第1表示領域の指定をユーザーに促すこと、及び、前記ユーザーにより指定される前記第1表示領域を前記第3座標系において前記投写オブジェクトの配置先となる第2表示領域に変換する変換情報を、前記第1対応関係及び前記第2対応関係に基づいて生成すること、を実行させる。
本開示の実施形態に係る情報生成方法を実行する情報生成装置1Aを含む画像表示システム5Aの構成例を示すブロック図である。 本実施形態における第1撮像位置P1、第2撮像位置P2及び被投写物SCの位置関係の一例を示す図である。 本実施形態における計測パターンの一例を示す図である。 情報生成装置1Aの処理装置40が、第1表示領域A1の設定を促すために表示装置に表示させる画像の一例、及び第1表示領域A1の設定例を示す図である。 第1表示領域A1を変換することで得られる第1領域R1の一例を示す図である。 処理装置40が、第2表示領域A2をユーザーに確認させるために表示装置に表示させる画像の一例を示す図である。 処理装置40がプログラムPAに従って実行する情報生成方法の流れを示すフローチャートである。 第1撮像位置、第2撮像位置、及び被投写物の位置関係の他の例を示す図である。 変形例(4)の画像表示システム5Bの一例を示す図である。
以下、図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に述べる実施形態には技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかし、本開示の実施形態は、以下に述べる形態に限られるものではない。
1.実施形態
図1は、本開示の実施形態に係る情報生成方法を実行する情報生成装置1Aを含む画像
表示システム5Aの構成例を示すブロック図である。画像表示システム5Aには、情報生
成装置1Aの他に、情報生成装置1Aと通信するプロジェクター2が含まれる。プロジェ
クター2は、情報生成装置1Aから供給される画像データに応じた投写画像G1を被投写
物SCの表面に投写する。図1では、詳細な図示を省略したが、プロジェクター2は、光
源と、光変調装置としての3つの表示パネルと、投写レンズと、表示パネル駆動部とを備
える。3つの表示パネルの各々は、夫々赤、緑及び青の各色に対応する。本実施形態では
、表示パネルは液晶ライトバルブである。表示パネル駆動部は、情報生成装置1Aから供
給される画像データに応じて上記3つの表示パネルの各々における光の透過率を制御する
。プロジェクター2は、光源から射出された光を3つの表示パネルの各々で変調して画像
光を形成し、この画像光を投写レンズから投写して被投写物SCの表面に投写画像を表示
する。本実施形態における被投写物SCは、図1に示すように直方体であるが、三角錐或
いは四角錐等の多角形の連結により構成される三次元形状、又は曲面を有する三次元形状
であってもよい。
情報生成装置1Aは、例えばスマートフォンである。情報生成装置1Aは、撮像機能、及びプロジェクター2と通信する通信機能、を有する。情報生成装置1Aは、スマートフォンに限らず、例えば、通信機能と撮像機能とを有するタブレット端末でもよい。情報生成装置1Aとプロジェクター2とがネットワーク接続されると、情報生成装置1Aは、プロジェクター2と通信し、プロジェクター2からプロジェクター情報を取得する。プロジェクター情報には、解像度情報、及びプロジェクター2において復号化可能な圧縮形式を示す圧縮形式情報が含まれる。解像度情報は、プロジェクター2における表示パネルの解像度を示す情報である。解像度情報は、プロジェクター2により被投写物SCに投写される投写画像の位置を計測するための計測パターンを生成する際に情報生成装置1Aによって利用される。詳細については後述するが、本実施形態では、計測パターンとしてバイナリコードパターンが用いられる。圧縮形式情報は、計測パターンを示す計測パターンデータを圧縮して情報生成装置1Aからプロジェクター2へ送信する場合における計測パターンデータの圧縮形式の決定に利用される。情報生成装置1Aからプロジェクター2へ計測パターンデータを圧縮して送信する場合の圧縮形式は、ランレングス、LZH、PNG、及びGIF等の可逆圧縮形式が望ましい。
情報生成装置1Aは、プロジェクター2から取得した解像度情報を用いて複数の計測パターンの各々を表す計測パターンデータを生成し、生成した計測パターンデータをプロジェクター2に与える。プロジェクター2は、情報生成装置1Aから与えられる計測パターンデータの示す複数の計測パターンの各々の画像を被投写物SCに投写する。なお、情報生成装置1Aからプロジェクター2へコマンドを送信し、このコマンドに基づいて計測パターンデータをプロジェクター2が生成してもよく、この場合、プロジェクター情報に圧縮形式情報を含めておく必要はない。プロジェクター2で計測パターンデータを生成する態様であれば、情報生成装置1Aからプロジェクター2に計測パターンを伝達するための通信時間が短縮される。情報生成装置1Aは、計測パターン毎に、計測パターンの画像を投写されている状態の被投写物SCを第1撮像位置と第1撮像位置とは異なる第2撮像位置とから撮像することをユーザーに促す。ユーザーは、まず、計測パターン毎に、計測パターンの画像を投写されている状態の被投写物SCを第1撮像位置から情報生成装置1Aの撮像機能を用いて撮像する。その後、ユーザーは、情報生成装置1Aを持って第1撮像位置から第2撮像位置へ移動し、計測パターン毎に、計測パターンの画像を投写されている状態の被投写物SCを第2撮像位置から情報生成装置1Aの撮像機能を用いて撮像する。
図2は、本実施形態における第1撮像位置P1と第2撮像位置P2、及び被投写物SCの位置関係の一例を示す図である。図2は、被投写物SCが設置される空間を鉛直上方から見下ろした俯瞰図である。図2に示すように、本実施形態では、第2撮像位置P2は、第1撮像位置P1と被投写物SCの重心CPとを通る直線L1上の位置とは異なる位置である。図2における破線は第1撮像位置P1から被投写物SCを撮像する際の情報生成装置1Aの撮像範囲を示す。また、図2における一点鎖線は第2撮像位置P2から被投写物SCを撮像する際の情報生成装置1Aの撮像範囲を示す。図2を参照すれば明らかなように、第1撮像位置P1からの撮像画像には被投写物SCの面S1及び面S2が写る。これに対して、第2撮像位置P2からの撮像画像には被投写物SCの面S2のみが写る。
情報生成装置1Aは、計測パターンの画像を投写されている状態の被投写物SCの撮像画像と計測パターンの画像とからプロジェクター座標系とカメラ座標系との対応関係を特定する。プロジェクター座標系とはプロジェクター2による投写画像上の位置を示す座標系である。プロジェクター座標系の一例としては、投写画像の左上隅を原点とする二次元座標系が挙げられる。カメラ座標系とは、撮像画像上の位置を示す座標系である。カメラ座標系の具体例としては撮像画像の左上隅を原点とする二次元座標系が挙げられる。本実施形態のカメラ座標系には、第1撮像位置からの被投写物SCの撮像画像における座標系である第1カメラ座標系と、第2撮像位置からの被投写物SCの撮像画像における座標系である第2カメラ座標系の2種類がある。情報生成装置1Aは、プロジェクター座標系と第1カメラ座標系との対応関係である第1対応関係と、プロジェクター座標系と第2カメラ座標系との対応関係である第2対応関係と、を特定する。
プロジェクター座標系とカメラ座標系との対応関係を特定するとは、一方の座標系から他方の座標系への射影変換のための変換行列を生成することをいう。本実施形態では、情報生成装置1Aは、第1対応関係を示す第1変換行列と、第2対応関係を示す第2変換行列とを生成する。本実施形態では、第1対応関係と第2対応関係とを利用することで、第1カメラ座標系において指定された投写オブジェクトの表示領域を第2カメラ座標系における表示領域に変換することが可能になる。
図1に示すように、情報生成装置1Aは、タッチパネル10と、通信装置20と、記憶装置30と、処理装置40と、撮像装置50と、を含む。通信装置20は、無線通信モジュール又は有線通信モジュールである。通信装置20が有線通信モジュールである場合、通信装置20は通信線を介してプロジェクター2に接続される。情報生成装置1Aとプロジェクター2との接続は、無線アクセスポイント装置又はルーター等の中継装置を介さない直接接続であってもよいし、中継装置を介する間接接続であってもよい。通信装置20が無線通信モジュールである場合、直接接続の具体例としてはアドホック接続が挙げられ、間接接続の具体例としては無線アクセスポイント装置を介するアクセスポイント接続が挙げられる。また、通信装置20が有線通信モジュールである場合、直接接続の具体例としてはピアトゥーピア接続が挙げられ、間接接続の具体例としては有線ルーター又は有線ハブを介する接続が挙げられる。通信装置20は、処理装置40による制御の下、プロジェクター2と通信する。撮像装置50はカメラである。撮像装置50は、処理装置40による制御の下で撮像を行い、撮像画像を表す画像データを処理装置40に供給する。
タッチパネル10は、画像を表示する表示装置と、ユーザーによる情報が入力される入力装置とが、一体化された装置である。入力装置は、例えば透明なシート状の接触センサーである。入力装置は、表示装置の表示面を覆うように設けられる。入力装置は、当該入力装置に接触する物体と当該入力装置とによって特定される静電容量を用いてタッチ位置を検出し、検出したタッチ位置を示すデータを処理装置40へ出力する。これにより、タッチパネル10に対するユーザーの操作内容が処理装置40へ伝達される。
記憶装置30は、処理装置40が読み取り可能な記録媒体である。記憶装置30は、例えば、不揮発性メモリーと揮発性メモリーとを含む。不揮発性メモリーは、例えば、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)又はEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)である。揮発性メモリーは、例えば、RAM(Radom Access Memory)である。
記憶装置30の不揮発性メモリーには、処理装置40によって実行されるプログラムPAが記憶される。記憶装置30の揮発性メモリーはプログラムPAを実行する際のワークエリアとして処理装置40によって利用される。プログラムPAは、「アプリケーションプログラム」、「アプリケーションソフトウェア」又は「アプリ」とも称され得る。プログラムPAは、例えば、通信装置20を介して不図示のサーバー等から取得され、その後、記憶装置30に記憶される。プログラムPAは、記憶装置30に予め記憶されてもよい。
処理装置40は、例えばCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサーを含んで構成される。処理装置40は、単一のプロセッサーで構成されてもよいし、複数のプロセッサーで構成されてもよい。処理装置40は、プログラムPAの実行開始を指示する操作がタッチパネル10に対して為されたことを契機としてプログラムPAを不揮発性メモリーから揮発性メモリーに読み出し、プログラムPAの実行を開始する。プログラムPAに従って作動中の処理装置40は、図1に示す取得部410、第1特定部420、第2特定部430、設定支援部440、生成部450、及び確認支援部460として機能する。図1に示す取得部410、第1特定部420、第2特定部430、設定支援部440、生成部450、及び確認支援部460は、処理装置40をプログラムPAに従って動作させることで実現されるソフトウェアモジュールである。
取得部410は、以下の第1画像、第2画像、及び第3画像、を取得する。第1画像とは、プロジェクター2から投写される計測パターンの画像である。第2画像とは、計測パターンの画像を投写されている状態の被投写物SCを第1撮像位置P1から撮像装置50で撮像して得られる画像である。第3画像とは、計測パターンの画像を投写されている状態の被投写物SCを第2撮像位置P2から撮像装置50で撮像して得られる画像である。
より詳細に説明すると、取得部410は、まず、情報生成装置1Aとプロジェクター2とがネットワーク接続された状況下においてタッチパネル10に対する操作により特定開始を指示されたことを契機として、プロジェクター情報を取得する。次いで、取得部410は、プロジェクター情報に含まれる解像度情報から計測パターンデータを生成する。前述したように、本実施形態では計測パターンとしてバイナリコードパターンが用いられる。バイナリコードパターンとは、バイナリコードを使って表示装置の座標を表現するための画像のことをいう。バイナリコードとは、任意の数値を2進数で表現した場合の各桁の値をスイッチのオン/オフによって表現する技法である。計測パターンとしてバイナリコードパターンを用いる場合、プロジェクター2により投写される画像が上記のスイッチにあたり、座標値を表す2進数の桁数分の画像が必要となる。また、X座標とY座標とで夫々別個の画像が必要となる。例えば、プロジェクター2の表示パネルの解像度が120×90である場合、120及び90は夫々7桁の2進数で表現されるため、X座標を表現するために7枚の画像が必要となり、Y座標を表現するために7枚の画像が必要となる。
また、バイナリコードパターンを計測パターンとして用いる場合、照明等の外乱光の影響により計測のロバスト性が低下することが一般的に知られている。このため、バイナリコードパターンを計測パターンとして用いる場合には、外乱光の影響を抑え、計測のロバスト性を向上させるために相補パターンを併用することが一般的である。相補パターンとは、白黒を反転した画像のことをいう。以下では、1を白で表し、0を黒で表すバイナリコードパターンを「ポジティブパターン」と呼び、それを反転させた相補パターンを「ネガティブパターン」と呼ぶ。解像度情報の示す解像度が120×90である場合、図3に示すように、ポジティブパターンが14枚、ネガティブパターンが14枚の合計28枚の計測パターンを表す計測パターンデータが取得部410によって生成される。本実施形態では、計測パターンとしてバイナリコードパターンが用いられるが、ドットパターン、矩形パターン、多角形パターン、チェッカーパターン、グレイコードパターン、位相シフトパターン、又はランダムドットパターン等の他の構造化光が用いられてもよい。
取得部410は、計測パターンデータの表す複数の計測パターンの各々を順次投写するようにプロジェクター2を制御する。また、取得部410は、被投写物SCに順次投写される複数の計測パターンの各々を第1撮像位置P1及び第2撮像位置P2から同じ拡大率で撮像するようユーザーに促し、ユーザーの操作に応じて撮像装置50に撮像を行わせる。本実施形態における第2画像及び第3画像は、被投写物SCを同じ拡大率で同じカメラにより撮像した画像である。
第1特定部420は、第1画像と第2画像とに基づいて、プロジェクター座標系と第1カメラ座標系との対応関係、即ち第1対応関係を特定する。プロジェクター座標系は本開示における第1座標系の一例である。第1カメラ座標系は本開示における第2座標系の一例である。より詳細に説明すると、第1特定部420は、第2画像における計測パターンの座標をプロジェクター2の表示パネルにおける計測パターンの座標に射影変換するための第1変換行列を複数の第1画像と複数の第2画像とから生成する。
第2特定部430は、第1画像と第3画像と基づいて、プロジェクター座標系と第2カメラ座標系との対応関係、即ち第2対応関係を特定する。第2カメラ座標系は本開示における第3座標系の一例である。より詳細に説明すると、第2特定部430は、第3画像における計測パターンの座標をプロジェクター2の表示パネルにおける計測パターンの座標に射影変換するための第2変換行列を複数の第1画像と複数の第3画像とから生成する。
設定支援部440は、第1撮像位置P1からの被投写物SCの撮像画像をタッチパネル10の表示装置に表示させる。プロジェクター2から被投写物SCに投写する投写オブジェクトの第1カメラ座標系における配置先となる第1表示領域の指定をユーザーに促すためである。この撮像画像については、第1対応関係の特定の際に撮像した複数の第2画像のうちの何れかを流用してもよい。第1表示領域を指定する操作の具体例としては、タッチパネル10に対するタップ等により、第1表示領域の輪郭線を描くように第1表示領域の頂点を順に指定する操作が挙げられる。例えば、矩形の第1表示領域を指定する場合には、左上隅の頂点、右上隅、右下隅、左下隅の順に矩形の頂点をタップすればよい。第1表示領域を指定する操作の他の具体例としては、第1表示領域の輪郭線を描くようにスワイプする操作が挙げられる。
図4は、第1表示領域の指定をユーザーに促すために設定支援部440が表示装置に表示させる画像G2の一例を示す図である。図4にて斜め線のハッチングを付与した領域は、ユーザーの操作により設定された第1表示領域A1の一例である。図4に示す例では、被投写物SCの面S1と面S2に跨る第1表示領域A1が設定されている。設定支援部440は、第1表示領域を指定する操作に応じて、第1表示領域A1の各頂点の位置及び各頂点を結ぶ順を示す第1頂点情報を生成する。第1頂点情報の具体例としては、第1カメラ座標系、即ち第2座標系、における各頂点の座標を示す情報と頂点を結ぶ順を示す情報とを対応付けて配列した情報が挙げられる。頂点を結ぶ順を示す情報の具体例としては、頂点のタッチ順に値が大きくなるIDが挙げられる。
生成部450は、ユーザーにより指定された第1表示領域を第3座標系において投写オブジェクトの配置先となる第2表示領域に変換する変換情報を、第1対応関係及び第2対応関係に基づいて生成する。この変換情報には、第1表示領域を第1対応関係に基づいて第1座標系における第1領域に変換する第1変換情報と、第1領域を第2対応関係に基づいて第2表示領域に変換する第2変換情報とが含まれる。第1変換情報の具体例としては、第1対応関係を示す第1変換行列が挙げられる。第2変換情報の具体例としては、第2対応関係を示す第2変換行列が挙げられる。そして、上記変換情報の具体例としては、第1変換行列と第2変換行列の積が挙げられる。
図5は、プロジェクター2から被投写物SCに投写される投写画像G3、及び第1対応関係に基づいて第1表示領域A1を変換することで得られる第1領域R1の一例を示す図である。本実施形態における被投写物SCは三次元形状を有するため、第1撮像位置P1からの第1撮像画像に写っている被投写物SCの部分のうちの一部が第2撮像位置P2からの第2撮像画像に写っていない場合がある。具体的には、被投写物SCの面S1は第2撮像画像には写っていない。このような状況下で、図4に示すように面S1と面S2とに跨る第1表示領域A1が設定されたとする。この場合、第1表示領域A1は、図4に示すように、第1撮像画像と第2撮像画像の両方に写っている部分に対応する第2領域R2と、第1撮像画像には写っている一方、前記第2撮像画像に写っていない部分に対応する第3領域R3と、に区分けされる。第1領域R1のうち第1対応関係に基づいて第2領域に対応付けられる部分については、第2対応関係に基づいて第2カメラ座標系における第4領域に変換することができる。一方、第1領域のうち第1対応関係に基づいて第3領域に対応付けられる部分については、第2対応関係が存在しないため、第2対応関係を用いて第2カメラ座標系の領域に変換することはできない。生成部450は、第3領域に対応付けられる部分については第4領域に基づいて第2カメラ座標系の第5領域に変換する。つまり、本実施形態では、生成部450は、第2表示領域を第4領域と第5領域とに分けて変換する第2変換情報を生成する。
例えば、図5に示す投写画像G3では、頂点A、B、C及びDを有する四角形の領域が被投写物SCの面S2に対応し、この領域については第2対応関係を特定済である。図5では、頂点a、b、c及びdを有する四角形が第1領域R1である。頂点a、b、c、f及びeを有する五角形の領域は第1対応関係に基づいて第2領域R2に対応付けられる領域である。頂点d、e及びfを有する三角形の領域は第1対応関係に基づいて第3領域R3に対応付けられる領域である。なお、頂点eは線分DAと線分daの交点であり、頂点fは線分DAと線分cdの交点である。
生成部450は、第1領域の4つの頂点のうち頂点a、b、及びcの第2カメラ座標における座標を第2変換行列を用いて算出する。次いで、生成部450は、プロジェクター座標系における線分DA、da、cdを求め、頂点e及び頂点fのプロジェクター座標系における座標を算出する。次いで、生成部450は、第2変換行列を用いて頂点e及び頂点fの第2カメラ座標系における座標を求め、第2カメラ座標系において点aと点eとを通る第1の直線及び点cと点fとを通る第2の直線を求める。そして、生成部450は、第2カメラ座標系における第1の直線と第2の直線の交点を求め、当該交点の座標を第2カメラ座標系における頂点dの座標とする。生成部450は、頂点dのプロジェクター座標系における座標と第2カメラ座標系における座標とを対応付けるテーブルと第2変換行列との組を、上記第2変換情報として生成する。
確認支援部460は、図6に示すように、頂点dの座標に応じた余白の画像G5と、第2撮像位置P2からの被投写物SCの撮像画像G4から当該余白の分だけ狭めて切り出した画像G6と、からなる画像G7に第2表示領域A2の画像を重ねて表示装置に表示させる。このとき、確認支援部460は、第2表示領域の輪郭線の内側を第1色で塗りつぶし、かつ第2表示領域の輪郭線を第2色で表示装置に表示させる。第1色の具体例としては赤色が挙げられ、第2色の具体例としては青色が挙げられる。なお、本実施形態では第2表示領域の輪郭線を第2色で描画するが、第1色で描画してもよい。また、本実施形態では、第2表示領域の輪郭線の内側を第1色で塗りつぶすが、第1色による塗りつぶしは省略されてもよい。また、第2表示領域の輪郭線の描画も省略し、第2頂点情報の示す頂点の描画のみで第2表示領域を表現してもよい。
また、プログラムPAに従って作動している処理装置40は、本開示の情報生成方法を実行する。図7は、処理装置40がプログラムPAに従って実行する情報生成方法の流れを示す図である。図7に示すように、本開示の情報生成方法には、取得処理SA110、第1特定処理SA120、第2特定処理SA130、設定支援処理SA140、第1判定処理SA150、生成処理SA160、及び確認支援処理SA170が含まれる。
取得処理SA110では、処理装置40は、取得部410として機能する。取得処理SA110では、処理装置40は、タッチパネル10に対する操作により、ユーザーから特定開始を指示されたことを契機としてプロジェクター2に対してプロジェクター情報の送信を要求し、プロジェクター2から返信されるプロジェクター情報を取得する。次いで、処理装置40は、プロジェクター2から取得したプロジェクター情報に含まれる解像度情報に基づいて複数の計測パターンを生成する。処理装置40は、計測パターンデータの表す複数の計測パターンの各々を順次投写するようにプロジェクター2を制御する。また、処理装置40は、被投写物SCに順次投写される複数の計測パターンの各々を第1撮像位置P1及び第2撮像位置P2から撮像するようにユーザーに促し、ユーザーの操作に応じて撮像装置50に撮像を行わせ、第2画像と第3画像と取得する。
取得処理SA110に後続する第1特定処理SA120では、処理装置40は、第1特定部420として機能する。第1特定処理SA120では、処理装置40は、第1対応関係を特定する。つまり、第1特定処理SA120では、処理装置40は、第1変換行列を生成する。第1特定処理SA120に後続する第2特定処理SA130では、処理装置40は、第2特定部430として機能する。第2特定処理SA130では、処理装置40は、第2対応関係を特定する。つまり、第2特定処理SA130では、処理装置40は、第2変換行列を生成する。
第2特定処理SA130に後続する設定支援処理SA140では、処理装置40は設定支援部440として機能する。設定支援処理SA140では、処理装置40は、第1撮像位置P1からの被投写物SCの撮像画像をタッチパネル10の表示装置に表示させることにより、プロジェクター2から被投写物SCに投写する投写オブジェクトの第1カメラ座標系における配置先となる第1表示領域を指定することをユーザーに促す。なお、投写画像に複数の投写オブジェクトを配置する場合には、投写画像に配置する投写オブジェクトの数だけ設定支援処理SA140以降の処理を繰り返せばよい。処理装置40は、タッチパネル10に対して第1表示領域を指定する操作が為されると、前述の第1頂点情報を生成する。第1表示領域の設定を完了すると、ユーザーはタッチパネル10に対する操作により第1表示領域の設定完了を情報生成装置1Aに指示する。
第1判定処理SA150では、処理装置40は、タッチパネル10に対する操作により、第1表示領域の設定完了を指示されたか否かを判定する。第1判定処理SA150の判定結果が“No”である場合には、処理装置40は、設定支援処理SA140を再度実行する。第1判定処理SA150の判定結果が“Yes”である場合には、処理装置40は、生成処理SA160を実行する。生成処理SA160では、処理装置40は生成部450として機能する。生成処理SA160では、処理装置40は、設定支援処理SA140にて生成した第1頂点情報を、第2頂点情報に変換するための変換情報を生成する。
確認支援処理SA170では、処理装置40は、確認支援部460として機能する。確認支援処理SA170では、処理装置40は、第2撮像位置からの撮像画像に、輪郭線の内側を第1色で塗りつぶし、かつ第2色で輪郭線を描画した第2表示領域の画像を重ねてタッチパネル10の表示装置に表示させる。
本実施形態の情報生成装置1Aによれば、第1撮像位置P1からの被投写物SCの撮像画像上で指定された表示領域を第2撮像位置P2からの被投写物の撮像画像上での表示領域に変換することが可能になる。第1撮像位置P1からの撮像画像には、表示領域の配置先となる面S1と面S2とが写っているものの、当該撮像画像における面S1及び面S2の形状の歪みは大きい。一方、第2撮像位置P2からの撮像画像には面S2のみが写っているものの、当該撮像画像における面S2の形状の歪みは小さい。本実施形態によれば、大きな歪みを伴う撮像画像を参考に設定された表示領域を歪みの小さな撮像画像上の表示領域に変換してユーザーに確認させることが可能になる。加えて、本実施形態によれば、第2撮像位置P2からの撮像画像に写っていない範囲を含めて第1撮像位置からの撮像画像に対して表示領域を設定することが可能になる。このように、本実施形態の情報生成装置1Aによれば、投写オブジェクトの配置先となる表示領域を被投写物SCの形状に依らずに設定することが可能になる。更に本実施形態によれば、第2カメラ座標系における表示領域を、色彩を通じてユーザーに把握させることが可能になる。
2.変形例
上記各実施形態は、以下のように変更されてもよい。
(1)上記実施形態では、第1表示領域の輪郭線を描くように第1表示領域の頂点を順にタップ等により指定する操作で第1表示領域を設定した。しかし、各種の多角形或いは楕円等の予め定められた図形を用いて第1表示領域をユーザーに指定させてもよい。例えば、予め定められた複数種の図形のうちの何れかを選択させるためのプルダウンメニューを表示する場合には、当該プルダウンメニューに表示される図形を選択する操作と選択された図形の位置及び形状の少なくとも一方を変更する操作とにより第1表示領域を設定すればよい。また、被投写物SCの全体の形状或いは被投写物SCの各面の形状をエッジ検出等を利用して特定し、当該特定された形状に対応する図形を上記プルダウンメニューに含めてもよい。
(2)上記実施形態では、被投写物SCの一部が第2撮像位置P2からの撮像画像に写っておらず、第1表示領域が第2領域と第3領域とに区分けされる場合、第1領域のうち第2領域に対応する部分については第2変換行列を用いて第4領域に変換し、第3領域に対応する部分ついては第4領域に基づいて第5領域に変換した。しかし、第3領域に対応する部分の第5領域への変換を省略し、第4領域のみで第2表示領域を構成してもよい。
(3)上記実施形態では、第1撮像位置P1と第2撮像位置P2のうちの一方は、他方と被投写物SCとを結ぶ直線上の位置とは異なる位置であり、第2画像と第3画像とは、被投写物SCを同じ拡大率で撮像した画像であった。しかし、第2撮像位置P2は、図8に示すように、第1撮像位置P1と被投写物SCとを結ぶ直線L1上の位置であってもよい。この場合、第3画像における被投写物SCの拡大率と第2画像における被投写物SCの拡大率とが異なってもよい。例えば、図8に示す例では、第3画像における被投写物SCの拡大率は、第2画像における被投写物SCの拡大率よりも大きくてもよい。本態様によれば、ユーザーは第1撮像位置P1からの撮像画像を参考に表示領域を設定した面S1及び面S2の細部をより拡大率の大きい第2撮像位置P2からの撮像画像を参考に確認しつつ、面S1及び面S2の詳細な形状に応じた表示領域を設定することが可能になる。
(4)上記実施形態における情報生成装置1Aは撮像装置50を有するスマートフォンで
あったが、撮像装置を備えるタブレット端末或いは撮像装置を備えるノート型或いは据え
置き型のパーソナルコンピューターであってもよい。ノート型或いは据え置き型のパーソ
ナルコンピューターを本開示の情報生成装置として用いる場合には、マウス又はキーボー
ドを入力装置として第1表示領域の指定を受け付けてもよい。また、情報生成装置がLA
N等のネットワーク経由のデータ通信により撮像画像を取得できる場合には、情報生成装
置が撮像装置を備えている必要はない。この場合、例えば、図9に示すように、タッチパ
ネル10と通信装置20と処理装置40とを有する情報生成装置1Bに、第1撮像位置P
1に設置される撮像装置50Aと、第2撮像位置P2に設置される撮像装置50Bとを接
続して画像表示システム5Bを構成してもよい。図9に示す画像表示システム5Bでは、
第2画像と第3画像とを同時並列に撮像することができる。このため、図9に示す画像表
示システム5Bでは、ユーザーは、情報生成装置1Bを持って第1撮像位置P1から第2
撮像位置P2へ移動する必要はない。また、スマートフォン或いはタブレット端末等の携
帯端末とLAN又はインターネットを介して携帯端末と通信するサーバー装置とを有する
コンピューターシステムにおいて、サーバー装置の処理装置を取得部410、第1特定部
420、第2特定部430、設定支援部440、及び生成部450として機能させ、当該
携帯端末に表示装置及び入力装置の役割を担わせてもよい。このコンピューターシステム
は本開示の情報生成システムの一例である。
(5)上記第1実施形態における取得部410、第1特定部420、第2特定部430、設定支援部440、生成部450、及び確認支援部460はソフトウェアモジュールであった。しかし、取得部410、第1特定部420、第2特定部430、設定支援部440、生成部450、及び確認支援部460の一部又は全部は、ハードウェアであってもよい。このハードウェアの一例としては、DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、及びFPGA(Field Programmable Gate Array)が挙げられる。取得部410、第1特定部420、第2特定部430、設定支援部440、生成部450、及び確認支援部460の一部又は全部がハードウェアであっても、上記実施形態と同一の効果が奏される。
(6)上記実施形態では、プログラムPAが記憶装置30に記憶済であった。しかし、プログラムPAを単体で製造又は配布してもよい。プログラムPAの具体的な配布方法としては、フラッシュROM(Read Only Memory)等のコンピューター読み取り可能な記録媒体に上記プログラムPAを書き込んで配布する態様、又はインターネット等の電気通信回線経由のダウンロードにより配布する態様が考えられる。当該プログラムPAをパーソナルコンピューター等の一般的な情報処理装置にインストールし、当該情報処理装置のCPU等のコンピューターを当該プログラムに従って作動させることで当該情報処理装置を本開示の情報生成装置として機能させることが可能になる。
3.実施形態及び各変形例の少なくとも1つから把握される態様
本開示は、上述した実施形態及び変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実現することができる。例えば、本開示は、以下の態様によっても実現可能である。以下に記載した各態様中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、或いは本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
以上に説明した課題を解決するため、本開示の情報生成方法の一態様は、取得処理SA110、第1特定処理SA120、第2特定処理SA130、設定支援処理SA140、及び生成処理SA160を含む。
取得処理SA110では、プロジェクター2から被投写物SCへ投写される計測パターンの画像と、計測パターンの画像を投写されている状態の被投写物SCを第1撮像位置P1から撮像して得られる撮像画像と、計測パターンの画像を投写されている状態の被投写物SCを第2撮像位置P2から撮像して得られる撮像画像と、が取得される。計測パターンの画像は本開示における第1画像の一例である。計測パターンの画像を投写されている状態の被投写物SCを第1撮像位置P1から撮像して得られる撮像画像は本開示における第2画像の一例である。計測パターンの画像を投写されている状態の被投写物SCを第2撮像位置P2から撮像して得られる撮像画像は本開示における第3画像の一例である。
第1特定処理SA120では、第1画像と第2画像とに基づいて、プロジェクター2が投写する投写画像上の位置を表す第1座標系と、第1撮像位置P1から撮像される撮像画像上の位置を表す第2座標系との第1対応関係が特定される。第2特定処理SA130では、第1画像と第3画像とに基づいて、第1座標系と第2撮像位置P2から撮像される撮像画像上の位置を表す第3座標系との第2対応関係が特定される。
設定支援処理SA140では、第1撮像位置P1からの被投写物SCの撮像画像をタッチパネル10の表示装置に表示させることにより、プロジェクター2から被投写物SCに投写する投写オブジェクトの第2座標系における配置先となる第1表示領域A1の指定をユーザーに促す。そして、生成処理SA160では、第1表示領域A1を第3座標系において投写オブジェクトの配置先となる第2表示領域A2に変換する変換情報が、第1対応関係及び第2対応関係に基づいて生成される。
本態様の情報生成方法によれば、第1撮像位置P1からの被投写物SCの撮像画像上で指定された第1表示領域を第2撮像位置P2からの被投写物SCの撮像画像上での第2表示領域に変換することができる。例えば、第1撮像位置P1と第2撮像位置P2のうちの一方が、他方と被投写物SCとを結ぶ直線上の位置であり、第2画像と第3画像とでは被投写物SCの拡大率が異なっていたとする。この場合、ユーザーは、投写オブジェクトの配置先となる表示領域を拡大率を変えて確認することができる。
また、第1撮像位置P1と第2撮像位置P2のうちの一方が、他方と被投写物SCとを結ぶ直線上の位置とは異なる位置であり、第2画像と第3画像とは被投写物を同じ拡大率で撮像した画像である場合には、被投写物を見る方向を変えて表示領域を確認するための変換情報が生成される。このため、一方の撮像画像に写っていない部分があったとしても、当該写っていない部分を含めて表示領域を設定することができる。このように本態様の情報生成方法によれば、投写オブジェクトの配置先となる表示領域を被投写物の形状に依らずに設定することが可能になる。
より好ましい態様の情報生成方法において変換情報は、第1表示領域A1を第1対応関係に基づいて第1座標系における第1領域R1に変換する第1変換情報と、第1領域R1を第2対応関係に基づいて第2表示領域A2に変換する第2変換情報と、を含んでもよい。
別の好ましい態様の情報生成方法では、第1撮像位置P1から被投写物SCを撮像して得られる第1撮像画像に写っている被投写物SCの部分のうちの一部が第2撮像位置P2から被投写物SCを撮像して得られる第2撮像画像に写っておらず、第1表示領域A1が第2領域R2と第3領域R3と、に区分けされる場合、生成処理SA160では以下の第2変換情報が生成される。第2領域R2は、第1表示領域A1のうち第1撮像画像と第2撮像画像の両方に写っている部分に対応する。第3領域R3は、第1表示領域A1のうち第1撮像画像には写っている一方、第2撮像画像に写っていない部分に対応する。この場合、以下の第4領域と第5領域とに分けて第2表示領域A2に変換する第2変換情報が生成される。第4領域は、第1領域R1のうち第1対応関係に基づいて第2領域R2に対応付けられる部分を第2対応関係に基づいて変換することにより得られる領域である。第5領域は、第1領域のうち第1対応関係に基づいて第3領域R3に対応付けられる部分を第4領域に基づいて変換することにより得られる領域である。本態様によれば、第2撮像画像に写っていない範囲を含めて第1表示領域A1を設定することが可能になる。
更に好ましい態様の情報生成方法では、第2画像は第1撮像位置P1に設置される撮像装置50により撮像され、第3画像は第2撮像位置P2に設置される撮像装置50により撮像されてもよい。本態様によれば、第2画像と第3画像とを1つの撮像装置で撮像できる。
更に好ましい態様の情報生成方法では、第2画像は第1撮像位置P1に設置される撮像装置50Aにより撮像され、第3画像は第2撮像位置P2に設置される撮像装置50Bにより撮像されてもよい。撮像装置50Aは本開示における第1カメラの一例であり、撮像装置50Bは本開示における第2カメラの一例である。本態様によれば、第2画像と第3画像とを同時に撮像できる。
また、上記課題を解決するため、本開示の情報生成システムの一態様は、表示装置と、入力装置と、以下の処理装置40と、を備える。そして、処理装置40は、前述の取得処理SA110、第1特定処理SA120、第2特定処理SA130、設定支援処理SA140、及び生成処理SA160を実行する。本態様の情報生成システムによっても、投写オブジェクトの配置先となる表示領域を被投写物の形状に依らずに設定することが可能になる。
より好ましい態様の情報生成システムでは、処理装置40は、確認支援処理SA170を更に実行する。確認支援処理SA170では、処理装置40は、第2撮像位置P2からの撮像画像を、第2表示領域A2を第1色で塗りつぶした状態で表示装置に表示させる。本態様によれば、ユーザーは、第2表示領域を、色彩を通じて一目で把握することができる。
更に好ましい態様の情報生成システムでは、確認支援処理SA170において処理装置40は、第2表示領域A2の輪郭線を第2色で表示装置に表示させる。本態様によれば、ユーザーは、第2表示領域の輪郭を、色彩を通じて一目で把握することができる。
また、上記課題を解決するため、本開示のプログラムの一態様は、前述の取得処理SA110、第1特定処理SA120、第2特定処理SA130、設定支援処理SA140、及び生成処理SA160をコンピューターに実行させる。本態様のプログラムによっても、投写オブジェクトの配置先となる表示領域を被投写物の形状に依らずに設定することが可能になる。
1A,1B…情報生成装置、2…プロジェクター、10…タッチパネル、20…通信装置、30…記憶装置、40…処理装置、410…取得部、420…第1特定部、430…第2特定部、440…設定支援部、450…生成部、460…確認支援部、50,50A,50B…撮像装置、PA…プログラム、SC…被投写物、5A,5B…画像表示システム。

Claims (11)

  1. プロジェクターから投写される第1画像と、前記第1画像が投写されている状態の被投
    写物を第1撮像位置から撮像して得られる第2画像と、前記第1撮像位置とは異なる第2
    撮像位置から前記被投写物を撮像して得られる第3画像と、を取得し、
    前記第1画像と前記第2画像とに基づいて、前記プロジェクターが投写する投写画像上
    の位置を表す第1座標系と前記第1撮像位置から撮像される撮像画像上の位置を表す第2
    座標系との第1対応関係を特定し、
    前記第1画像と前記第3画像とに基づいて、前記第1座標系と前記第2撮像位置から撮
    像される撮像画像上の位置を表す第3座標系との第2対応関係を特定し、
    前記第1撮像位置からの前記被投写物の撮像画像を表示装置に表示させることにより、
    前記プロジェクターから前記被投写物に投写する投写オブジェクトの前記第2座標系にお
    ける配置先となる第1表示領域の指定する操作を受け付け
    前記ユーザーにより指定される前記第1表示領域を前記第3座標系において前記投写オ
    ブジェクトの配置先となる第2表示領域に変換する変換情報を、前記第1対応関係及び前
    記第2対応関係に基づいて生成する、
    情報生成方法。
  2. 前記変換情報は、
    前記第1表示領域を前記第1対応関係に基づいて前記第1座標系における第1領域に変
    換する第1変換情報と、
    前記第1領域を前記第2対応関係に基づいて前記第2表示領域に変換する第2変換情報
    と、を含む、請求項1に記載の情報生成方法。
  3. 前記第1撮像位置から前記被投写物を撮像して得られる第1撮像画像に写っている前記
    被投写物の部分のうちの一部が前記第2撮像位置から前記被投写物を撮像して得られる第
    2撮像画像に写っておらず、前記第1表示領域が前記第1撮像画像と前記第2撮像画像の
    両方に写っている部分に対応する第2領域と、前記第1撮像画像には写っている一方、前
    記第2撮像画像に写っていない部分に対応する第3領域と、に区分けされる場合、
    前記第1領域のうち前記第1対応関係に基づいて前記第2領域に対応付けられる部分を
    前記第2対応関係に基づいて変換することにより得られる第4領域と、前記第1領域のう
    ち前記第1対応関係に基づいて前記第3領域に対応付けられる部分を前記第4領域に基づ
    いて変換することにより得られる第5領域と、に前記第2表示領域を分けて変換する前記
    第2変換情報を生成する、請求項2に記載の情報生成方法。
  4. 前記第1撮像位置と前記第2撮像位置のうちの一方は、他方と前記被投写物とを結ぶ直
    線上の位置であり、前記第2画像と前記第3画像とでは前記被投写物の拡大率が異なる、
    請求項1乃至3の何れか1項に記載の情報生成方法。
  5. 前記第1撮像位置と前記第2撮像位置のうちの一方は、他方と前記被投写物とを結ぶ直
    線上の位置とは異なる位置であり、前記第2画像と前記第3画像とは、前記被投写物を同
    じ拡大率で撮像した画像である、請求項1乃至3の何れか1項に記載の情報生成方法。
  6. 前記第2画像は前記第1撮像位置に設置されるカメラにより撮像され、前記第3画像は
    前記第2撮像位置に設置される前記カメラにより撮像される、請求項1乃至5のうちの何
    れか1項に記載の情報生成方法。
  7. 前記第2画像は前記第1撮像位置に設置される第1カメラにより撮像され、前記第3画
    像は前記第2撮像位置に設置される第2カメラにより撮像される、請求項1乃至5のうち
    の何れか1項に記載の情報生成方法。
  8. 表示装置と、
    入力装置と、
    処理装置と、を備え、
    前記処理装置は、
    プロジェクターから投写される第1画像と、前記第1画像が投写されている状態の被投
    写物を第1撮像位置から撮像して得られる第2画像と、前記第1撮像位置とは異なる第2
    撮像位置から前記被投写物を撮像して得られる第3画像と、を取得すること、
    前記第1画像と前記第2画像とに基づいて、前記プロジェクターが投写する投写画像上
    の位置を表す第1座標系と前記第1撮像位置から撮像された撮像画像上の位置を表す第2
    座標系との第1対応関係を特定すること、
    前記第1画像と前記第3画像とに基づいて、前記第1座標系と前記第2撮像位置から撮
    像された撮像画像上の位置を表す第3座標系との第2対応関係を特定すること、
    前記第1撮像位置からの前記被投写物の撮像画像を前記表示装置に表示させることによ
    り、前記プロジェクターから前記被投写物に投写する投写オブジェクトの前記第2座標系
    における配置先となる第1表示領域の指定する操作を受け付けること、及び、
    前記入力装置に対する操作により前記ユーザーにより指定される前記第1表示領域を前
    記第3座標系において前記投写オブジェクトの配置先となる第2表示領域に変換する変換
    情報を、前記第1対応関係及び前記第2対応関係に基づいて生成すること、を実行する、
    情報生成システム。
  9. 前記処理装置は、前記第2撮像位置からの撮像画像を、前記第2表示領域を第1色で塗
    りつぶした状態で前記表示装置に表示させることを、更に実行する請求項8に記載の情報
    生成システム。
  10. 前記処理装置は、前記第2表示領域の輪郭線を第2色で前記表示装置に表示させる、請
    求項8又は請求項9に記載の情報生成システム。
  11. コンピューターに、
    プロジェクターから投写される第1画像と、前記第1画像が投写されている状態の被投
    写物を第1撮像位置から撮像して得られる第2画像と、前記第1撮像位置とは異なる第2
    撮像位置から前記被投写物を撮像して得られる第3画像と、を取得すること、
    前記第1画像と前記第2画像とに基づいて、前記プロジェクターが投写する投写画像上
    の位置を表す第1座標系と前記第1撮像位置から撮像された撮像画像上の位置を表す第2
    座標系との第1対応関係を特定すること、
    前記第1画像と前記第3画像とに基づいて、前記第1座標系と前記第2撮像位置から撮
    像された撮像画像上の位置を表す第3座標系との第2対応関係を特定すること、
    前記第1撮像位置からの前記被投写物の撮像画像を表示装置に表示させることにより、
    前記プロジェクターから前記被投写物に投写する投写オブジェクトの前記第2座標系にお
    ける配置先となる第1表示領域の指定する操作を受け付けること、及び、
    前記ユーザーにより指定される前記第1表示領域を前記第3座標系において前記投写オ
    ブジェクトの配置先となる第2表示領域に変換する変換情報を、前記第1対応関係及び前
    記第2対応関係に基づいて生成すること、
    を実行させるプログラム。
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