JPH08179875A - 指示位置検出方法及び装置 - Google Patents
指示位置検出方法及び装置Info
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Abstract
用いることを不要とし、大画面でありながら可搬性に優
れた指示位置検出方法及び装置を提供する。 【構成】画像出力部3は画像を可視的に表示し、その表
示された可視画像は画像入力部1により入力され、元画
像として記憶部4に記憶される。また、当該可視画像
は、レーザポインタや指示棒等の画像変化手段5により
部分的に変更され、この変更後の可視画像が画像入力部
1より入力される。制御部2は、このようにして入力さ
れた可視画像について、変更された部分を抽出し、その
変更部分に基づいて指示位置を検出する。このように、
画像に対する使用者の行為が画像の変化として現れる現
像を利用して、変化の対象となる部分の座標や動作が検
出される。
Description
が指示する位置を検出する指示位置検出方法及び装置に
関する。
ために、画像を投射する投射面としてデジタイザを用い
た方法がある。これは、大きなデジタイザに画像を投射
し、投射された画像(即ちデジタイザ)に直接指示棒を
接触または接近させて、デジタイザによって指示された
座標を読み取り、投射装置にこの指示を反映させるとい
うものである。
来例では、 (1)デジタイザ(タブレット)自身が画像を投射する
ためのスクリーンとなるため、大きなデジタイザが必要
となり、可搬性が悪い. (2)デジタイザ自身に電磁誘導検出や圧力検出等の手
段が必要となり、大きなデジタイザを作成する場合、経
済性が悪い. (3)デジタイザの大きさで投射面の大きさが決定され
るため、会場の規模に対応した設置ができず、汎用性に
乏しい. といった問題があった。
のであり、デジタイザ(タブレット)をスクリーンとし
て用いることを不要とし、大画面でありながら可搬性に
優れた指示位置検出方法及び装置を提供することを目的
とする。
能を備えたスクリーンを必要とせず、大きな投射面にお
いても経済性に優れた指示位置検出方法及び装置を提供
することにある。
より投射面の大きさを容易に変更しうる指示位置検出方
法及び装置を提供することにある。
ザポインタや指示棒などにより画像を変化させた場合
に、変化した画像の状態と座標に基づいて操作者の指示
を判断し、操作者の意図した動作を反映させることを可
能とする指示位置検出方法及び装置を提供することにあ
る。
めの本発明による指示位置検出装置は以下の構成を備え
る。即ち、画像を可視的に表示する表示手段と、前記表
示手段によって表示された可視画像を入力する入力手段
と、前記可視画像を部分的に変更する変更手段と、前記
入力手段で入力される可視画像について前記変更手段に
よって変更された部分に基づいて指示位置を検出する検
出手段とを備える。
式の画像表示を行う。可視画像の大画面化が可能となる
からである。また、当該装置を駆動する場所に応じた画
面の大きさへの変更が容易だからである。
示された可視画像中に可視光を付加する。例えば、レー
ザポインタ等を用いることで可視画像の変更操作が容易
に行え、更に、表示画面より離れた位置からでも可視画
像に対する指示が行えるからである。
変更手段によって前記可視画像中に付加された可視光の
ほぼ中心の位置を、指示位置として検出する。
棒を用いて前記可視画像中の所望の位置を指すことで可
視画像を変更する。レーザポインタ等の特殊な装置を用
いることなく、指示棒を用いることで容易に可視画像上
への指示が可能となるからである。
変更手段によって可視画像中に加えられた指示棒の先端
部の位置を指示位置として検出する。指示棒の先端部の
位置を検出するので、指示位置を、より正確に検出でき
るからである。
視画像の変化状態を更に変化させる変化手段と、前記検
出手段によって検出された位置において、前記変化手段
による変化が生じたか否かに基づいて、操作指示か否か
を判断する判断手段とを更に備える。例えば可視光の付
加や指示棒により可視画像が変更された場合に、それが
操作指示を意図するものか否かを容易に判定でき、操作
性が向上するからである。
され、その表示された可視画像が入力される。また、当
該可視画像は、レーザポインタや指示棒等により部分的
に変更され、この変更後の可視画像も入力される。この
ようにして入力された可視画像について、変更された部
分を抽出し、その変更部分に基づいて指示位置が検出さ
れる。このように、本発明によれば、画像に対する使用
者の行為が画像の変化として現れる現像を利用して、変
化の対象となる部分の座標や動作が検出される。
実施例を説明する。
タイザの機能構成を表すブロック図であり、本実施例の
特徴を最もよく表している。同図において、1は画像入
力部、2は制御部、3は画像出力部、4は記憶部であ
る。また、5は画像変化部である。
画像入力部1から獲得して画像出力部3へ出力する。ま
た、これと同時に、出力する画像を記憶部4へ記憶させ
る。画像出力部3から出力された画像は、画像変化部5
によって変化させられ、画像入力部1に入力される。制
御部2は、入力された画像と記憶部4に記憶された画像
とを比較することにより、画像の変化を検出する。そし
て、制御部2は、検出された変化に応じて制御部2が記
憶部4や画像出力部3を制御する。画像入力部1がその
機能を失うまで入力が続くため連続した動作の検出が可
能となる。
体や光線等の可視化された対象が介在することが可能で
あるため、従来例では想定されていなかった、動作の検
出による制御が可能となる。さらに、将来は人物や人物
の動作を認識する手段や音声認識手段を備えることによ
り、画像を通して機械と直接的に自然な対話をすること
が可能となる。
表すブロック図である。11はTVカメラであり、画像
入力部1として機能する。12はCPUであり、本デジ
タイザにおける各種の制御を実行する。CPU12は、
制御部2として機能する。13は投射型ディスプレイで
あり、画像出力部3として機能する。14は主記憶装置
であり、記憶部4として投射型ディスプレイによって出
力される画像を記憶したり、CPU12が処理する各種
制御プログラムを格納する。後述のフローチャートで示
される制御を実現するための制御プログラムもこの主記
憶装置14に格納される。15はレーザポインタであ
り、レーザ光をスクリーン16上に照射することで、投
射型ディスプレイ13よりスクリーン16上に投射され
た画像を変化させる。16は画像が投射されるスクリー
ンである。
る。図3では、表示中の資料を次のページの資料へ切替
える場合の動作を表わしている。
している。発表者30は予め作成した資料等を主記憶装
置14に記憶させておく。記憶された資料の画像は、C
PU12の制御により、投射型ディスプレイ13よりス
クリーン16に投射される。発表者30は、投射された
画像(資料)に対して説明をする。投射された画像は直
ちにTVカメラ11を通してCPU12の制御により主
記憶装置14へ記憶される。発表に即してレーザポイン
タ15を操作してスクリーン16上にレーザ光を照射す
ることにより投射された資料の画像が変化し、TVカメ
ラ11は変化後の画像を取り込むことになる。CPU1
2は、主記憶装置14に記憶された直前の画像と新たに
TVカメラ11より取り込まれた画像とを比較すること
により画像の変化を検出し、検出結果に即した制御を行
う。
ラベルのついたファンクションボタン161にレーザポ
インタ15のレーザ光を照射し、点滅(あるいは変色)
させる。イベント検出ルーチンでは、点滅(あるいは変
色)した位置(座標)を検出し、図4のようなファンク
ションテーブルを参照して、レーザポインタの座標がど
のボタンに含まれているかを検索する。検索に成功した
場合は検索されたボタンに対応するファンクションを呼
び出す。ここでは「ページ1」の「NEXT」というボ
タンが検索され、「PageNext」が呼び出され次
のページへと表示が切り替わる。図4は、投影画面上の
ファンクションボタンを定義するファンクションテーブ
ルのデータ構成例を表す図であり、このようなファンク
ションテーブルは主記憶装置14に各投影画面毎に対応
して格納されている。
実施例の処理について説明する。図5から図13は、本
実施例における、画像の変化した位置を検出する処理の
手順を表すフローチャートである。なお、図5のフロー
チャートの実行に先立って(例えば本システムの立上げ
時に)、入力座標系と出力座標系のズレを補正してお
く。即ち、TVカメラの角度、距離、拡大率などを調整
し、投射型ディスプレイの画面全体を入力できるように
する。解像度や画素数などは装置によって決められた値
があるため、入力座標系と出力座標系のズレをあらかじ
めX軸,Y軸方向の拡大係数として求め、これを図4に
示したファンクションテーブルに乗じておく。
処理におけるメインルーチンである。最初に、ステップ
S41において、TVカメラ11よりスクリーン16上
に投射された画像を取り込み、この入力された画像をI
1とする。つぎに、ステップS42において、画像I1
を取り込んだ後の、TVカメラ11より引き続き入力さ
れる画像をI2とする。ステップS43では、I1とI
2とを比較するサブルーチンを呼び出し、画像の変化し
た領域を検出する。ステップS44では検出された領域
からその中心位置を解析するサブルーチンを呼び出し、
変化した領域の中心座標を獲得する。更に、ステップS
45では解析された座標を色変化(または点滅)検出ル
ーチン(図12または図13により後述)へ受け渡し、
指定された関数を実行する。
作(例えば頁の切り替え等)で元の画像I1が変えられ
た場合は、ステップS46よりステップS41へ戻り、
初期画面I1として切替後の画面を入力する。ステップ
S47ではユーザによる終了操作やエラーなどによるト
ラブルがあった場合に本処理を終了するか否かの判断を
行い、終了でなければステップS42に戻り、次の画像
の入力が行われ、上述の処理が繰り返される。
る部分の領域のX座標最小値と最大値、Y座標最小値と
最大値を検出するサブルーチンである。即ち、ステップ
S43において呼び出されるサブルーチンを示す。ステ
ップS51ではX座標最小値を検出するサブルーチン
(図8)を呼び出している。以下、ステップS52では
Y座標最小値を検出するサブルーチン(図9)、ステッ
プS53ではX座標最大値を検出するサブルーチン(図
10)、ステップS54ではY座標最大値を検出するサ
ブルーチン(図11)を夫々呼び出している。それぞれ
の処理はXとY、最大と最小で対称性があるため、ここ
では、X座標の最小値を検出するサブルーチン(図8)
について説明する。
ンである。Xmin,Yminは入力された画像における最小
座標であり、トリミング(ユーザによる領域の指定)な
どを行わない限り、通常は画像入力部1から画像I1へ
代入する際に自動的に決定される。図9から図11にお
けるXmax,Ymaxも最大座標であることのほかはXmi
n、Yminと同様である。
びYminを用いて、XとYの初期値を設定する。ステッ
プS71では画像I1の座標(X,Y)の画素をP1に
代入する。ステップS72では画像I2の座標(X,
Y)の画素をP2に代入する。ステップS73でP1と
P2を比較し、比較した結果をPへ代入する。比較には
排他的論理和(XOR)を使用する。ステップS74で
比較の結果を判断し、Pが0すなわち画素P1と画素P
2が同一のものであれば次の画素を調べるべくステップ
S75へ進む。一方、画素P1と画素P2が異なるもの
であればP≠0となり、ステップS79へ進む。ステッ
プS79では、この時のXの値をX最小値として保持
し、本処理を終了する。
S75でY座標に1を加え、ステップS76でY座標が
調べる画像の範囲を越えるかどうかを判断し、越えない
場合はステップS71へ戻る。Y座標が範囲を越えた場
合は、ステップS77へ行き、Y座標を初期値に戻し、
X座標に1を加える。X座標が範囲を越えていないかど
うかをステップS78にて調べ、越えていなければステ
ップS71へ戻り、越えていた場合はステップS79へ
行き、そのときのXの値をXminとして終了する。
で示される制御により、画像が変化した領域のX最小値
が求められる。同様に、図9〜図11のフローチャート
で示される制御により、変化した領域のY最小値、X最
大値及びY最大値が得られる。
域の中心座標を求めるサブルーチンである。即ち、図5
のステップS44で起動されるサブルーチンを表わして
いる。図6のサブルーチンで求められたX最小値、X最
大値、Y最小値、Y最大値の値を基に、中心座標を求
め、これを(X,Y)として返す。
チャートである。ステップS111では変化した画像の
座標と、その座標における画素の状態を画像I2よりが
取り込む。ステップS112では、画素の状態に変化が
あったかどうかを調べ、変化があった場合(ここでは色
変化があった場合)はステップS113へ、変化がなけ
れば処理を継続するためステップS111へ戻る。ステ
ップS113では、図4に示されたファンクションテー
ブルを参照して、検出された座標に対応するボタンを検
索する。そして、ステップS114で、検索結果に対応
した関数を呼び出す。以上の手順により、例えばOHP
などのページ切替えといった操作が実現される。
ャートである。ステップS121では、ステップS11
1と同様に、変化した画像の座標と、その座標における
画素の状態を画像I2より取り込む。ステップS122
では画素の状態に変化があったかどうかを調べ、変化
(ここでは消灯を意味する)があった場合はステップS
123へ、変化がなければ(点灯したままであれば)処
理を継続するためステップS121へ戻る。ステップS
123では、再び変化した画像の座標と画素の状態を取
り込み、ステップS124で画素の状態を調べる。変化
があれば(再び点灯したならば)画素の状態はもとの画
像とは異なるため変化ありと判断され、ステップS12
5以下を実行する。変化がない(消灯したまま)ならば
ステップS123へ戻り、変化するまでステップS12
3及びステップS124の処理を繰り返す。ステップS
125とステップS126はそれぞれ、図12のステッ
プS113とステップS114と同様である。以上の処
理により、レーザポインタの点滅による指示が可能とな
る。
タブレットを用いずに表示画面上の位置を指示すること
が可能となるので、大画面の座標入力装置を容易に構成
することができる。また、レーザポインタの色変化や、
点滅等を検出して使用者が指示を意図していることを認
識するので、正確に使用者の意図を反映できる。
化を提供するためにレーザポインタを用いた。本実施例
2では、指示方法の他の例として、レーザポインタ15
の代わりに指示棒を使用する。即ち、実施例2では、C
PU12において、変化部分の端点を検出し、その座標
を指示位置とする。
示棒141によって指した状態を表す図である。この場
合、変化した画像の領域は点Qと点Rを対角線とする長
方形として検出される(上述の図6の処理による)。こ
こで、指定された座標を得るために、指示棒141の端
点を求める必要がある。図15は実施例2における端点
検出の手順を表すフローチャートである。図15は、図
7で示した領域座標の検出手順を実施例2ように書き換
えたものである。
ちらが端点であるかを画面の辺に接していているか否か
で判断する。ここで、点Qには変化した領域の(Xmi
n',Ymin')が、点Rには(Xmax',Ymax')が与えら
れている。Xmax',Ymax',Xmin',Ymin'は夫々上述
の図6のフローチャートで得られるところの、変化領域
におけるX最大値、最大値、X最少値、Y最少値であ
る。ここで、点Qが画面の辺に接している場合は、ステ
ップS132へ進み、点Qと点Rの座標値を交換する。
ていた場合は指示している点が点Sとなる。このため点
Qを端点としてそのまま返すことはできない。そこで、
ステップS133で、画像I1と画像I2の間で、点Q
において画素の状態が変化したかを調べる。点Qにおい
て画素の状態が変化した場合は、点Qが端点であるの
で、点Qの座標を返す(ステップS134、ステップS
136)。一方、点Qにおいて画素の状態が変化してい
ない場合は、点Sが端点となるので、点Sの座標を返す
(ステップS135、ステップS136)ことで指示棒
の座標検出ができる。
ン領域において点滅(又は変色)することで発表者の意
図を認識できるが、指示棒は点滅(又は変色)させるこ
とができないので、発表者の意図する操作のタイミング
及びそのときの座標を検出できない。従って、指示棒に
よって画面上のファンクションボタンを操作する場合
は、指示棒をファンクションボタンの上で一定時間静止
させることで行う。静止時のファンクションボタンは、
指示棒が静止する直前の座標を採用することで判断す
る。
レーザポインタのような特殊な操作媒体が不要となる。
システムに適用しても1つの機器からなる装置に適用し
ても良い。また、本発明はシステム或いは装置に本発明
により規定される処理を実行させるプログラムを供給す
ることによって達成される場合にも適用できることはい
うまでもない。
ではデジタイザ)を必要とせず、大きな投射面を持ち運
ぶ必要もないため、可搬性に優れる。
を必要としないため、大きな投射面を想定した場合に、
大きな検出面を持ったデジタイザを作成する必要があっ
た従来技術に比べて、経済性に優れる。
適応させようとした場合、従来はスクリーンの大きさが
決まっているため、会場の規模に適応させるのが困難だ
ったが、本発明では画像出力手段と画像入力手段の調整
により適応可能であるため、汎用性に優れる。
いう光学的検出手段を用いるため、レーザポインタ等の
光学的指示手段を操作者が使用した場合、指示棒では届
かない位置からの遠隔操作指示が可能となる。
ロック図である。
ク図である。
ファンクションテーブルのデータ構成例を表す図であ
る。
ローチャートである。
領域を検出する手順を表すフローチャートである。
心座標を求める手順を表すフローチャートである。
ートである。
ートである。
ャートである。
ャートである。
である。
ある。
よって指した状態を表す図である。
ーチャートである。
Claims (14)
- 【請求項1】 画像を可視的に表示する表示手段と、 前記表示手段によって表示された可視画像を入力する入
力手段と、 前記可視画像を部分的に変更する変更手段と、 前記入力手段で入力される可視画像について前記変更手
段によって変更された部分に基づいて指示位置を検出す
る検出手段とを備えることを特徴とする指示位置検出装
置。 - 【請求項2】 前記表示手段は、投射式の画像表示を行
うことを特徴とする請求項1に記載の指示位置検出装
置。 - 【請求項3】 前記変更手段は、前記表示手段によって
表示された可視画像中に可視光を付加することを特徴と
する請求項1に記載の指示位置検出装置。 - 【請求項4】 前記可視画像中への可視光の付加はレー
ザポインタを用いて行われることを特徴とする請求項3
に記載の指示位置検出装置。 - 【請求項5】 前記検出手段は、前記変更手段によって
前記可視画像中に付加された可視光のほぼ中心の位置
を、指示位置として検出することを特徴とする請求項3
に記載の指示位置検出装置。 - 【請求項6】 前記変更手段は、指示棒を用いて前記可
視画像中の所望の位置を指すことで可視画像を変更する
ことを特徴とする請求項1に記載の指示位置検出装置。 - 【請求項7】 前記検出手段は、前記変更手段によって
可視画像中に加えられた指示棒の先端部の位置を指示位
置として検出することを特徴とする請求項6に記載の指
示位置検出装置。 - 【請求項8】 前記表示手段により表示された可視画像
を前記入力手段によって入力し、これを元画像として記
憶する記憶手段を更に備え、 前記検出手段は、前記入力手段で入力される可視画像と
前記元画像とを比較することにより前記変更手段によっ
て変更された部分を抽出し、抽出結果に基づいて指示位
置を検出することを特徴とする請求項1に記載の指示位
置検出装置。 - 【請求項9】 前記変更手段による可視画像の変化状態
を更に変化させる変化手段と、 前記検出手段によって検出された位置において、前記変
化手段による変化が生じたか否かに基づいて、操作指示
か否かを判断する判断手段とを更に備えることを特徴と
する請求項1に記載の指示位置検出装置。 - 【請求項10】 前記変更手段は前記可視画像に可視光
を付加するものであり、前記変化手段は該可視光の色を
変化するものであることを特徴とする請求項9に記載の
指示位置検出装置。 - 【請求項11】 前記変更手段は前記可視画像に可視光
を付加するものであり、前記変化手段は該可視光を点滅
するものであることを特徴とする請求項9に記載の指示
位置検出装置。 - 【請求項12】 画像を可視的に表示する表示工程と、 前記表示工程によって表示された可視画像を入力する入
力工程と、 前記可視画像を部分的に変更する変更工程と、 前記入力工程で入力される可視画像について前記変更工
程によって変更された部分に基づいて指示位置を検出す
る検出工程とを備えることを特徴とする指示位置検出方
法。 - 【請求項13】 前記表示工程により表示された可視画
像を前記入力工程によって入力し、これを元画像として
記憶する記憶工程を更に備え、 前記検出工程は、前記入力工程で入力される可視画像と
前記元画像とを比較することにより前記変更工程によっ
て変更された部分を抽出し、抽出結果に基づいて指示位
置を検出することを特徴とする請求項12に記載の指示
位置検出方法。 - 【請求項14】 前記変更工程による可視画像の変化状
態を更に変化させる変化工程と、 前記検出工程によって検出された位置において、前記変
化工程による変化が生じたか否かに基づいて、操作指示
か否かを判断する判断工程とを更に備えることを特徴と
する請求項1に記載の指示位置検出方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32094694A JP3270643B2 (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 指示位置検出方法及び装置 |
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EP95120241A EP0718748B1 (en) | 1994-12-22 | 1995-12-21 | Pointed-position detecting apparatus and method |
US08/968,794 US6323839B1 (en) | 1994-12-22 | 1997-11-06 | Pointed-position detecting apparatus and method |
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