JP7418075B2 - 撮像表示装置、ウェアラブルデバイスおよび撮像表示システム - Google Patents
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Description
本実施例について、図1、2を用いて説明する。図1(a)は、本実施例を説明するための撮像表示装置100の模式図である。撮像表示装置100は、撮像部101と、処理部102と、表示部103とを有する。
ΔT=Tn-Tm・・・(1)
-2/DFR≦ΔT≦2/DFR・・・(2)
-1/DFR≦ΔT≦1/DFR・・・(3)
-4×10-3≦ΔT≦4×10-3・・・(4)
本実施例について、図4および図5を用いて説明する。図4は、本実施例の撮像表示装置400を説明する模式図である。撮像表示装置400は、図1(c)に示す撮像表示装置130と同様に撮像部101と、処理部102と、表示部103と、処理部105とを有している。撮像表示装置400は、更に、環境情報を検出する検出部107を有する。撮像表示装置400では、処理部102と処理装置105がAI部104を有している。
本実施例では、実施例2に示した撮像表示装置400の別の動作について説明する。図6(a)および図6(b)は、本実施例の撮像表示装置の動作を説明する図である。図6(a)は実像であり、図6(b)は予測画像情報に基づく画像を示している。
本実施例の撮像表示装置を図7、図8を用いて説明する。図7は、本実施例の撮像表示装置700を説明する模式図である。撮像表示装置700は、図4に示した撮像表示装置400の検出部107を視線検知部108へと置き換えている。図7において、撮像表示装置700は視線検知部108を内蔵しているが、外付けの視線検知部108であってもよい。
本実施例では、実施例4の視線検知部108が複数の視線領域を検出した場合の処理方法について図9を用いて説明する。図9は、本実施例の撮像表示装置の動作を説明する図である。図9は、図8と同様に野球を行っている場面を示し、3つの時刻T-3、T-2、T-1における3種類の例を示している。本実施例では、複数の視線領域に重みづけを行い、各視線領域を重みづけに応じた解像度に処理した予測画像情報を生成する。表示部103において、複数の視線領域の部分は重みづけに応じた解像度で、それ以外の部分は低解像度の画像が表示される。
本実施例の撮像表示装置は、可視光以外(近赤外、赤外、紫外など)の光を利用した画像を表示することができる。例えば、図4に示す撮像表示装置400において、撮像部101は可視光領域を検出可能な光電変換素子と、可視光領域以外の波長帯の光を検出可能な光電変換素子を有する。例えば、撮像部101は少なくとも2つのエリアセンサを有する。1つは可視光用の光電変換素子が配されたエリアセンサであり、もう1つは可視光外用の光電変換素子が配されたエリアセンサである。または、撮像部101は1つのエリアセンサを有する。1つのエリアセンサは可視光用の光電変換素子と、可視光外用の光電変換素子を少なくとも1つずつ有している。
上記では、ディープラーニング機能を有したAI処理により予測画像情報を生成したが、本実施例では機械学習済モデルを利用した場合について説明する。専門家によるデータを収集し、学習済モデルを構築する。そして、非専門家に対して、専門家のデータに基づく予測画像情報を生成した撮像表示装置を適用する。例えば、プロスポーツ選手からデータを取得して学習済モデルを構築する。そして、この学習済モデルを利用したAI部によって予測画像情報を生成させる。アマチュア選手が本実施例の撮像表示装置を利用することで、アマチュア選手は、プロスポーツ選手の視線や注意の払いかたの特徴を体感することができ、より短時間でスポーツの上達が図られる。本実施例は、スポーツの分野だけでなく、熟練者の技術の継承が望まれる分野にも適用可能である。例えば、パイロット、医者、伝統工芸といった様々な分野で技能を必要とする職業や、セキュリティなど安全の分野など様々な分野に適用可能である。
図10を参照して、各実施例の撮像表示装置のウェアラブルデバイスへの適用例について説明する。撮像表示装置は、例えばスマートグラス、HMD(Head Mounted Display)、スマートコンタクトレンズのようなウェアラブルデバイスに適用できる。
本実施例では、撮像表示システムについて説明する。図11は、撮像表示システム1100を説明するための模式図である。本実施例の撮像表示システムは、複数の撮像表示装置1101と、少なくとも1つの制御装置1102とを有する。撮像表示装置1101はいずれの実施例の撮像表示装置であってもよく、例えば、図1(a)の撮像表示装置100であるものとする。
また、本システムにおいて、異なる表示装置における撮像動作や表示動作の間隔を異ならせることもできる。また本システムは、複数の撮像表示装置によって取得された画像情報や各種情報を共有化し、複数の撮像表示装置の予測画像情報を作成する際に利用することができる。
本実施例について、図12を用いて説明する。図12は、本実施例の撮像表示装置800を説明する模式図である。図12は、図1(c)に示す撮像表示装置130と対応しており、同一の構成には同一の符号を付し説明を省略する。撮像表示装置800は、撮像部101と、処理部102と、表示部103と、処理部105とを有している。処理部102は、更に、画像情報を記録処理する記録部109を有する。撮像表示装置800では、処理部102と処理装置105がAI部104を有している。図12では、撮像表示装置800が記録部109を有しているが、処理部102が有していてもよい。記録部109の場所は適宜、設定できる。記録部109に入力される情報は、例えば、撮像部101からの画像情報であり、予測画像情報へと変換する前の情報である。このような画像情報を保持することで、予測ではない画像も取得することができる。
本実施例では、実施例1の処理部102及びAI部104を用いて、さらに拡大処理を行う場合の方法について説明する。図13は、本実施例の撮像表示装置の動作を説明する図である。図13の外部情報は、図6と同様に実像であり、撮像部101において取得された画像情報とも言える。
101 撮像部
102 処理部
103 表示部
104 AI部
105 処理装置
Claims (27)
- 複数の光電変換素子を有する撮像部と、
前記撮像部からの信号を処理する処理部と、
前記処理部からの信号に基づく画像を表示する表示部と、を備え、
前記撮像部は、第1時刻に第1画像情報を取得し、
前記処理部は、前記第1画像情報を基に、前記第1画像情報に含まれる被写体を検出し前記被写体の動作を予測し、前記予測された被写体像を含む画像情報である前記第1時刻よりも後の第2時刻の第1予測画像情報を生成し、
前記表示部は、前記第2時刻に、前記第1予測画像情報に基づく画像を表示することを特徴とする撮像表示装置。 - 前記第2時刻に、前記撮像部は第2画像情報を取得し、
前記第2時刻よりも後の第3時刻に、前記撮像部は第3画像情報を取得し、
前記処理部は、前記第2画像情報を基に、前記第2画像情報に含まれる被写体を検出し前記被写体の動作を予測し、前記予測された被写体像を含む画像情報である前記第3時刻の第2予測画像情報を生成し、
前記表示部は、前記第3時刻に、前記第2予測画像情報に基づく画像を表示することを特徴とする請求項1に記載の撮像表示装置。 - 前記第1時刻と前記第2時刻の間の第4時刻に、前記撮像部は第4画像情報を得る撮像動作を行い、
前記第1予測画像情報は、少なくとも前記第1画像情報と前記第4画像情報とから生成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の撮像表示装置。 - 前記撮像部で1秒あたりに取得する画像情報の数を撮像フレームレートとし、前記表示部で1秒あたりに表示する画像の数を表示フレームレートとすると、前記撮像フレームレートは前記表示フレームレートと等しい、または前記撮像フレームレートは前記表示フレームレートよりも大きいことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像表示装置。
- 前記処理部は、前記第1画像情報の中で動体と静体を検出し、前記動体と検出された第1部分と、前記静体と検出された第2部分とを特定し、
前記処理部は、前記第1予測画像情報を生成する際に、前記第2部分に低解像度化の処理を行うことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像表示装置。 - 前記撮像表示装置は、更に、視線を検知する視線検知部を有し、
前記処理部は、前記第1予測画像情報を生成する際に、前記視線検知部が検知した視線領域以外の解像度を低下させる処理を行うことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮像表示装置。 - 前記処理部は、前記第1予測画像情報を生成する際に、前記第2時刻の視線領域を予測することを特徴とする請求項6に記載の撮像表示装置。
- ある時刻に前記撮像部が取得する画像情報と、前記ある時刻に前記表示部が表示する予測画像情報との時間的な差分ΔAは、前記表示部が1秒あたりに表示する画像の枚数をDFRとすると、-2/DFR≦ΔA≦2/DFRを満たすことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の撮像表示装置。
- 前記差分ΔAは、-4×10-3≦ΔA≦4×10-3を満たすことを特徴とする請求項8に記載の撮像表示装置。
- 前記処理部は、AI部を有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の撮像表示装置。
- 前記AI部はディープラーニング機能を備えることを特徴とする請求項10に記載の撮像表示装置。
- 前記AI部は学習済モデルを有し、前記学習済モデルは、専門家から取得したデータに基づき構築されていることを特徴とする請求項10に記載の撮像表示装置。
- 前記処理部において、前記第1予測画像情報に基づく画像の一部分について拡大処理した部分画像情報を生成し、前記部分画像情報に基づく画像を前記表示部に表示することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の撮像表示装置。
- 前記処理部は、前記部分画像情報を生成する際に、前記一部分に対して解像度を向上させる処理を施すことを特徴とする請求項13に記載の撮像表示装置。
- 更に、前記第1画像情報を保持する記録部を有することを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の撮像表示装置。
- 前記複数の光電変換素子は、可視光領域と近赤外光領域の光が検出可能であり、
前記処理部は、前記第1画像情報の前記近赤外光領域の画像情報を可視光領域の画像情報に変換する処理を行うことを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の撮像表示装置。 - 前記処理部は、前記第1画像情報の輝度よりも前記第1予測画像情報の輝度を高くする処理を行うことを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記載の撮像表示装置。
- 前記撮像部は撮像が行われる撮像領域を有し、
前記表示部は表示が行われる表示領域を有し、
前記撮像領域の重心と、前記表示領域の重心とが一致していることを特徴とする請求項1乃至17のいずれか1項に記載の撮像表示装置。 - 前記表示部は、有機LEDまたは無機LEDを発光素子として有することを特徴とする請求項1乃至18のいずれか1項に記載の撮像表示装置。
- 前記撮像部は、裏面照射型のCMOSイメージセンサを含むことを特徴とする請求項1乃至19のいずれか1項に記載の撮像表示装置。
- 前記撮像部は、前記複数の光電変換素子が配された基板と、前記複数の光電変換素子からの信号を処理する回路が配された基板とが積層されていることを特徴とする請求項1乃至20のいずれか1項に記載の撮像表示装置。
- 前記撮像部が設けられた第1チップと、前記表示部が設けられた第2チップと、前記処理部が設けられた第3チップとの少なくとも3つのチップが積層されていることを特徴とする請求項1乃至21のいずれか1項に記載の撮像表示装置。
- 前記第3チップは前記第1チップと前記第2チップの間に設けられていることを特徴とする請求項22に記載の撮像表示装置。
- 請求項1乃至23のいずれか1項に記載の撮像表示装置と、
前記撮像表示装置に電力を供給する電源部と、を備えることを特徴とするウェアラブルデバイス。 - 前記電源部は、外部との接続を無線で行うインターフェースを備えることを特徴とする請求項24に記載のウェアラブルデバイス。
- 複数の、請求項1乃至23のいずれか1項に記載の撮像表示装置と、
前記複数の撮像表示装置を制御するための制御装置と、を有する撮像表示システム。 - 前記制御装置は、前記複数の撮像表示装置における前記第1時刻と前記第2時刻の間隔が異なるように制御することを特徴とする請求項26に記載の撮像表示システム。
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