JPH11196329A - Superimposing device and display system - Google Patents

Superimposing device and display system

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Publication number
JPH11196329A
JPH11196329A JP9369422A JP36942297A JPH11196329A JP H11196329 A JPH11196329 A JP H11196329A JP 9369422 A JP9369422 A JP 9369422A JP 36942297 A JP36942297 A JP 36942297A JP H11196329 A JPH11196329 A JP H11196329A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
monitor
video
signal
superimposing
Prior art date
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Pending
Application number
JP9369422A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kato
浩 加藤
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP9369422A priority Critical patent/JPH11196329A/en
Publication of JPH11196329A publication Critical patent/JPH11196329A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To generate a superimposed image from an image of an object and its background image in a state that the object exists under a background to be virtual reality. SOLUTION: The superimposing device to be disclosed consists of a video monitor 1 for displaying an input image signal, a video camera 2 for photographing an image displayed on the monitor 1 together with an object 100 arranged in compositing front of the monitor 1 and a video image compositing 3. The device 3 consists of a difference image generating means 13 for finding out the difference between an output image signal and an input image signal from/to the camera 2, a contour extraction means 14 for extracting a black area in the difference signal as a mark image and an image superimposing means 15 for superimposing an image obtained by masking the output image from the camera 2 by the mask image to an image corresponding to the mask image for an image formed from the input image signal and outputting the superposed image.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、スーパーインポ
ーズ装置及び映像表示システムに係り、詳しくは、ビデ
オ画像の一部をくり抜いて他の画像を嵌め込むスーパー
インポーズ装置及び該スーパーインポーズ装置を用いた
映像表示システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a superimpose apparatus and a video display system, and more particularly, to a superimpose apparatus which cuts out a part of a video image and inserts another image, and a superimpose apparatus. The present invention relates to a video display system used.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種のスーパーインポーズ技術
としては、クロマキー合成によるものが知られている。
クロマキー合成においては、特定色を背景とする画像を
作成した後、背景色を透明化して、この部分に他の画像
を重ね合わせることによって、はじめの画像と、別の画
像とをスーパーインポーズする方法が一般的である(テ
レビジョン画像情報工学ハンドブック、テレビジョン学
会編、pp.704-705)。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this kind of superimposing technique, a technique using chroma key synthesis is known.
In chroma keying, after creating an image with a specific color as the background, the background color is made transparent, and another image is superimposed on this part to superimpose the first image and another image. The method is general (Television Image Information Engineering Handbook, edited by The Institute of Television Engineers of Japan, pp.704-705).

【0003】また、偏光フィルタを用いて背景を消去す
る方法も知られている。この場合は、モニタ画面上の消
去したい部分に偏光フィルタを貼りつけると共に、この
偏光フィルタと偏光面が直交する偏光フィルタをカメラ
に装着してモニタ画面を撮影することによって、モニタ
画面における偏光フィルタを貼りつけた領域を消去する
(Videodraw :A video interface for collaborative
drawing,John C.Tangand Scott L. Minneman, CHI'90 P
roceedings, 1990 pp.313-320)。
There is also known a method of eliminating a background using a polarizing filter. In this case, a polarizing filter is attached to a portion of the monitor screen to be erased, and a polarizing filter having a polarizing plane perpendicular to the polarizing filter is attached to a camera, and the monitor screen is photographed. Erase the pasted area (Videodraw: A video interface for collaborative
drawing, John C. Tangand Scott L. Minneman, CHI'90 P
roceedings, 1990 pp.313-320).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のクロマキー合成によるスーパーインポーズ技術で
は、例えば指示を行なう人(指示者)が、ある対象物を
指さして指示を行なう場面の画像を、指示者の画像と対
象物を含む背景の画像とをクロマキー合成して作成する
場合には、指示者の画像として、特定色(通常は青)一
色のスクリーン等を背景として、指さしの演技を行なう
状態の画像を作成する必要がある。この場合は、背景が
実際と異なるので演技がやりにくく、したがって、動作
が不自然になりがちである、という問題がある。また、
偏光フィルタを使用する合成の場合は、偏光フィルタを
透過させて撮影を行なうため、画面が暗くなると共に、
画質が劣化しやすい、という問題もある。
However, in the above-described conventional superimposition technique using chroma key synthesis, for example, a person who gives an instruction (instructor) points to a certain object and displays an image of a scene in which the instruction is given by the instructor. When the image of the pointer and the background image including the target object are created by chroma-key synthesis, the pointing image is performed in the state where the pointing performance is performed with the screen of a specific color (usually blue) as a background. You need to create an image. In this case, there is a problem that it is difficult to perform the performance because the background is different from the actual situation, and therefore the operation tends to be unnatural. Also,
In the case of synthesis using a polarizing filter, the image is transmitted through the polarizing filter and the image is taken.
There is also a problem that the image quality tends to deteriorate.

【0005】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
ものであって、被写体となる演技者が自然な動作で演技
を行なことができ、しかも、画面が暗くなることがな
く、画質の劣化も少ないスーパーインポーズ装置、及び
このようなスーパーインポーズ装置を用いた映像表示シ
ステムを提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and enables an actor to be a subject to perform with a natural motion, and furthermore, the screen is not darkened, and the image quality is improved. It is an object of the present invention to provide a superimposing device with little deterioration and a video display system using such a superimposing device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明に係るスーパーインポーズ装置
は、入力画像信号を表示するモニタ手段と、該モニタ手
段の表示画面をその前方に置かれた被写体と共に撮影す
るための撮像手段と、上記入力画像信号による画像に上
記撮像手段によって撮影された被写体の画像を嵌め込ん
で合成する映像合成手段とを備えてなることを特徴とし
ている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a superimposing apparatus comprising: a monitor for displaying an input image signal; and a display screen of the monitor for displaying an input image signal in front of the monitor. Image capturing means for capturing an image of the subject together with the subject placed in the camera, and video combining means for combining an image of the subject captured by the image capturing means into an image based on the input image signal and combining the images. .

【0007】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載のスーパーインポーズ装置に係り、上記映像合成手段
が、上記撮像手段の出力画像信号と上記入力画像信号と
の差分を求める演算手段と、該差分信号における黒領域
をマスク画像として抽出するマスク画像生成手段と、上
記撮像手段の出力画像を上記マスク画像によってマスク
した画像と、上記入力画像信号による画像における上記
マスク画像に対応する画像とを重ね合わせて出力する画
像重ね合わせ手段とからなることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the superimposing apparatus according to the first aspect, wherein the video synthesizing means calculates a difference between an output image signal of the imaging means and the input image signal. A mask image generating means for extracting a black area in the difference signal as a mask image; an image obtained by masking an output image of the imaging means with the mask image; and an image corresponding to the mask image in the image based on the input image signal And an image superimposing means for superimposing and outputting the images.

【0008】また、請求項3記載の発明は、請求項2記
載のスーパーインポーズ装置に係り、上記演算手段が、
上記撮像手段の出力画像信号と、上記入力画像信号を上
記モニタ手段と撮像手段とにおける画像のゆがみと色調
の変化とに応じて補正した画像信号との差分を求め、上
記画像重ね合わせ手段が、上記撮像手段の出力画像を上
記マスク画像によってマスクした画像と、上記入力画像
信号を上記モニタ手段と撮像手段とにおける画像のゆが
みに応じて補正した信号による画像における上記マスク
画像に対応する画像とを重ね合わせて出力することを特
徴としている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the superimposing apparatus according to the second aspect, wherein the arithmetic means comprises:
The output image signal of the imaging means, the difference between the input image signal and the image signal corrected according to the image distortion and color tone change in the monitor means and the imaging means, the image superimposing means, An image obtained by masking the output image of the imaging unit with the mask image and an image corresponding to the mask image in an image obtained by correcting the input image signal according to the distortion of the image in the monitor unit and the imaging unit. It is characterized by being superimposed and output.

【0009】また、請求項4記載の発明は、請求項1,
2又は3記載のスーパーインポーズ装置に係り、上記モ
ニタ手段が、入力画像信号を表示器の画面上に表示する
ビデオモニタであることを特徴としている。
[0009] The invention described in claim 4 is the first invention.
4. The superimposing apparatus according to item 2 or 3, wherein the monitor means is a video monitor that displays an input image signal on a screen of a display.

【0010】また、請求項5記載の発明は、請求項1,
2又は3記載のスーパーインポーズ装置に係り、上記モ
ニタ手段が、入力画像信号をスクリーン上に投影するビ
デオプロジェクタであることを特徴としている。
[0010] The invention according to claim 5 is based on claim 1,
4. The superimposing apparatus according to item 2 or 3, wherein the monitor means is a video projector that projects an input image signal on a screen.

【0011】さらに、請求項6記載の発明に係る映像表
示システムは、第1の被写体を撮影するための第1の撮
像手段と、該第1の撮像手段の画像を表示する第1のモ
ニタ手段と、該第1のモニタ手段の画面をその前方に置
かれた第2の被写体と共に撮影するための第2の撮像手
段と、該第2の撮像手段の出力画像信号と上記第1の撮
像手段の出力画像信号との差分を求め、該差分信号にお
ける黒領域をマスク画像として抽出し、該第2の撮像手
段の出力画像を該マスク画像によってマスクした画像
と、上記第1の撮像手段の出力画像信号による画像にお
ける上記マスク画像に対応する領域の画像とを重ね合わ
せて出力する映像合成手段と、映像合成手段の出力画像
信号を上記第1の被写体の側において表示する第2のモ
ニタ手段とを備えたことを特徴としている。
Further, the video display system according to the invention of claim 6 is a first imaging means for photographing a first subject, and a first monitor means for displaying an image of the first imaging means. Second imaging means for photographing the screen of the first monitoring means together with a second object placed in front thereof; output image signals of the second imaging means; and the first imaging means And a black area in the difference signal is extracted as a mask image, and an image obtained by masking the output image of the second imaging unit with the mask image and the output of the first imaging unit Video synthesizing means for superimposing and outputting an image of an area corresponding to the mask image in an image based on an image signal, and second monitoring means for displaying an output image signal of the video synthesizing means on the side of the first subject With It is characterized by a door.

【0012】また、請求項7記載の発明は、請求項6記
載の映像表示システムに係り、上記第2の被写体が属す
る第3の被写体を撮影するための第3の撮像手段と、該
第3の撮像手段の出力画像信号を上記第1の被写体の側
において表示する第3のモニタ手段とを設けたことを特
徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the image display system according to the sixth aspect, wherein a third imaging means for photographing a third subject to which the second subject belongs, and And a third monitor for displaying the output image signal of the imaging means on the side of the first subject.

【0013】[0013]

【作用】この発明の構成では、背景となるべき入力画像
信号をモニタ上に表示しておき、このモニタの表示画面
をその前方に置かれた被写体と共に撮影した画像から、
別に作成されたモニタ上に表示される画像と同様の画像
を引き算することによって、被写体以外の部分が黒領域
となるので、この黒領域によってマスク画像を生成す
る。そして、このマスク画像を用いて、モニタを撮影し
た画像から被写体の画像を抽出し、別に作成された画像
から被写体以外の部分を抽出して重ね合わせることによ
ってスーパーインポーズするので、被写体が仮想現実と
してあるべき背景の下にある状態で、スーパーインポー
ズ画像を得ることができる。
According to the structure of the present invention, an input image signal to be used as a background is displayed on a monitor, and the display screen of the monitor is obtained from an image taken together with a subject placed in front of the monitor.
By subtracting an image similar to the image displayed on the monitor created separately, a portion other than the subject becomes a black region. Therefore, a mask image is generated using the black region. Then, using the mask image, an image of the subject is extracted from the image captured by the monitor, and a portion other than the subject is extracted from the separately created image and superimposed by superimposing. A superimposed image can be obtained in a state where the image should be under the background.

【0014】また、この発明の別の構成では、被指示者
(生徒)の側の状況を撮影した画像を指示者(教師)の
側のモニタに表示し、このモニタの画像の前で被写体を
撮影して、上記の方法でスーパーインポーズ画像を作成
して被指示者の側へ送って表示するので、被指示者の側
では、被指示者の側の状況と被写体の状態との関連状況
を確実に認識できると共に、指示者の側でも、被指示者
の側の状況を確認することができる。
Further, in another configuration of the present invention, an image of the situation of the instructed person (student) is displayed on a monitor of the instructor (teacher), and the subject is positioned in front of the image of the monitor. The image is taken, a superimposed image is created by the above-described method, and sent to the instructed person for display. Can be reliably recognized, and the instructor can also confirm the situation of the instructed person.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行なう。 ◇第1実施例 図1は、この発明の第1実施例であるスーパーインポー
ズ装置の電気的構成を示すブロック図、図2は、同装置
の使用方法の説明図、また、図3は、同装置の動作を示
すフローチャートである。この例のスーパーインポーズ
装置は、同図に示すように、入力ビデオ信号を画像表示
するビデオモニタ1と、被写体を撮影するためのビデオ
カメラ2と、入力ビデオ信号による画面に対して、被写
体100の画像をスーパーインポーズした出力ビデオ信
号を発生するビデオ画像合成装置3とから概略構成され
ている。なお、この例では、上記ビデオカメラ2は、被
写体100と共に、被写体100の後方に背景として置
かれたビデオモニタ1の画面を撮影するために用いられ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The description will be made specifically using an embodiment. First Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing an electric configuration of a superimposing apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of a method of using the apparatus, and FIG. It is a flowchart which shows the operation | movement of the same apparatus. As shown in FIG. 1, the superimposing apparatus of this example includes a video monitor 1 for displaying an input video signal as an image, a video camera 2 for photographing a subject, and a subject 100 And a video image synthesizing device 3 for generating an output video signal obtained by superimposing the above image. In this example, the video camera 2 is used to capture the subject 100 and the screen of the video monitor 1 placed as a background behind the subject 100.

【0016】上記ビデオ画像合成装置3は、ゆがみ補正
回路11と、色調補正回路12と、差分画像生成回路1
3と、輪郭抽出回路14と、画像重ね合わせ回路15と
から構成されている。ゆがみ補正回路11は、ビデオ信
号入力に対して、予め求められているゆがみ情報に基づ
いて、画像にゆがみ補正を行なった信号を出力する。色
調補正回路12は、ビデオ信号入力に対して、予め求め
られている色調変化情報に基づいて、画像に色調補正を
行なった信号を出力する。差分画像生成回路13は、一
方のビデオ信号入力から、他方のビデオ信号入力を減算
して出力信号を発生する。輪郭抽出回路14は、ビデオ
信号入力における、画像が存在しない黒領域を抽出し
て、これに対応するマスク画像データを出力する。画像
重ね合わせ回路15は、一方のビデオ信号入力をマスク
画像でマスクしたときのマスクされなかった領域の出力
と、他方のビデオ信号入力におけるマスク画像に対応す
る領域の出力とを重ね合わせて出力する。
The video image synthesizing device 3 includes a distortion correction circuit 11, a color tone correction circuit 12, and a difference image generation circuit 1.
3, an outline extraction circuit 14, and an image superposition circuit 15. The distortion correction circuit 11 outputs a signal obtained by performing distortion correction on an image based on distortion information obtained in advance with respect to a video signal input. The color tone correction circuit 12 outputs a signal obtained by performing color tone correction on an image based on color tone change information obtained in advance in response to a video signal input. The difference image generating circuit 13 generates an output signal by subtracting one video signal input from the other video signal input. The contour extraction circuit 14 extracts a black area in the video signal input where no image exists, and outputs mask image data corresponding to the black area. The image superimposing circuit 15 superimposes the output of the unmasked area when one video signal input is masked with the mask image and the output of the area corresponding to the mask image in the other video signal input, and outputs the resultant. .

【0017】次に、図1乃至図3を参照して、この例の
スーパーインポーズ装置の動作を説明する。まず、事前
処理として、実際に使用するものと同じ機材配置と照明
とによって、テストパターンを入力信号として、それを
ビデオモニタ1において表示した画面を、ビデオカメラ
2によって撮影する。そして得られた画像と元のテスト
パターンとを比較したときの、ゆがみの情報と、色調の
変化の情報とを求めておく(ステップS1)。装置の実
際の使用時には、まず、入力ビデオ信号をビデオモニタ
1に表示する(ステップS3)。そしてこの状態で、図
2に示すように、ビデオモニタ1の表示画像と被写体1
00とをビデオカメラ2で撮影して、その画像データを
ビデオ画像合成装置3に取り込む(ステップS4)。被
写体100は、例えば、ビデオモニタ1の画面のある部
分を指示する演技者の手(指)である。
Next, the operation of the superimposing apparatus of this embodiment will be described with reference to FIGS. First, as a preliminary process, a screen displaying the test pattern as an input signal on the video monitor 1 is photographed by the video camera 2 with the same equipment arrangement and lighting as those actually used. Then, distortion information and color tone change information when the obtained image is compared with the original test pattern are obtained (step S1). When the apparatus is actually used, first, the input video signal is displayed on the video monitor 1 (step S3). Then, in this state, as shown in FIG.
00 is captured by the video camera 2, and the image data is taken into the video image synthesizing device 3 (step S4). The subject 100 is, for example, a hand (finger) of an actor who points to a certain part of the screen of the video monitor 1.

【0018】一方、同じ入力ビデオ信号をビデオ画像合
成装置3に1画面分取り込み(ステップS5)、ゆがみ
補正回路11によって、このビデオ画像に対して、ステ
ップS1で事前に求めたゆがみ情報によってゆがみ補正
を行ない(ステップS6)、さらにゆがみ補正を行なっ
たビデオ画像に対して、色調補正回路12によって、ス
テップS1で事前に求めた色調変化情報によって色調補
正を行なう(ステップS7)。その後、差分画像生成回
路13によって、ステップS4で求めたビデオカメラ2
の撮影画像から、ステップS7で求めたゆがみ,色調補
正画像を引き算して差分画像を生成する(ステップS
8)。この差分画像は、ビデオカメラ2の撮影画像にお
ける、ビデオモニタ1の画面の背景部分が黒く抜けて、
被写体部分のみが表示された画像となるので、輪郭抽出
回路14によって、この画像の黒領域を抽出して、被写
体の輪郭を示すマスク画像を生成する(ステップS
9)。
On the other hand, the same input video signal is captured by the video image synthesizing device 3 for one screen (step S5), and the distortion correction circuit 11 corrects the video image by using the distortion information obtained in advance in step S1. (Step S6), and the color tone correction circuit 12 performs color tone correction on the video image subjected to the distortion correction by using the color tone change information obtained in advance in Step S1 (Step S7). Thereafter, the video camera 2 calculated in step S4 by the difference image generation circuit 13
The difference image is generated by subtracting the distortion and color tone correction image obtained in step S7 from the photographed image (step S7).
8). In the difference image, the background portion of the screen of the video monitor 1 in the image captured by the video camera 2 is blackened out,
Since only the subject portion is displayed, the contour extracting circuit 14 extracts the black area of the image and generates a mask image showing the contour of the subject (step S).
9).

【0019】次に、画像重ね合わせ回路15によって、
ビデオカメラ2からのビデオ画像に対して、輪郭抽出回
路14からのマスク画像によって背景をマスクすること
によって得られた、被写体100のみに対応する画像
と、ゆがみ補正回路11からの入力ビデオ信号にゆがみ
補正を行なった画像からマスク画像に対応する領域を抽
出して得られた、背景のみに対応する画像とを重ね合わ
せて、出力ビデオ信号を生成する(ステップS10)。
以上の操作を、終了命令があるまで繰り返して行なう
(ステップS2)。
Next, the image superimposing circuit 15
The image corresponding to only the subject 100 obtained by masking the background of the video image from the video camera 2 with the mask image from the contour extraction circuit 14 and the input video signal from the distortion correction circuit 11 are distorted. An output video signal is generated by superimposing an image corresponding to only the background obtained by extracting a region corresponding to the mask image from the corrected image (step S10).
The above operation is repeated until there is an end command (step S2).

【0020】このように、この例の構成によれば、ビデ
オモニタ1の画面上に背景となる画像が表示されている
ので、指示者は、この背景画像上における、被写体であ
る手(指)の挙動を見ながら、これを動かす演技を行な
って、そのときの入力ビデオ信号による画像から被写体
の部分をくり抜いた背景の画像に、ビデオカメラ2から
の被写体の画像を嵌め込む重ね合わせ処理を行なうこと
によって、スーパーインポーズ画像信号を生成すること
ができる。
As described above, according to the configuration of this example, since the image serving as the background is displayed on the screen of the video monitor 1, the instructor can use the hand (finger) as the subject on the background image. Is performed while observing the behavior of the video camera 2, and a superimposition process of fitting the image of the subject from the video camera 2 to the background image obtained by cutting out the subject from the image based on the input video signal at that time is performed. Thus, a superimposed image signal can be generated.

【0021】◇第2実施例 次に、この発明の第2実施例について説明する。図4
は、この発明の第2実施例であるスーパーインポーズ装
置の使用方法を説明するための説明図である。この例の
スーパーインポーズ装置は、第1実施例のスーパーイン
ポーズ装置(図1)と略同様な構成を有しているが、ビ
デオモニタ1に代えて、ビデオプロジェクタ4を備える
ようにした点で、第1実施例と異なっている。ビデオプ
ロジェクタ4は、大型のスクリーンを有し、入力ビデオ
信号をこのスクリーン上に投射して表示することができ
る。そこで、被写体200である指示者は、ビデオプロ
ジェクタ4の画面の前に立って、スクリーン上の背景画
像を見ながら、例えば手(指)によってその一部を指さ
しする演技を行ない、この際、ビデオプロジェクタ4に
表示された背景画像と被写体200とをビデオカメラ2
Aによって撮影することによって、第1実施例の場合と
同様な、スーパーインポーズ画像を生成することができ
る。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a method of using a superimposing apparatus according to a second embodiment of the present invention. The superimposing device of this example has substantially the same configuration as the superimposing device (FIG. 1) of the first embodiment, except that a video projector 4 is provided instead of the video monitor 1. This is different from the first embodiment. The video projector 4 has a large screen, and can project an input video signal onto the screen and display it. Therefore, the instructor who is the subject 200 stands while standing in front of the screen of the video projector 4 and performs an action of pointing a part of the background image on the screen with, for example, a hand (finger). The background image displayed on the projector 4 and the subject 200 are
By photographing with A, a superimposed image similar to that of the first embodiment can be generated.

【0022】このように、この例の構成によれば、ビデ
オプロジェクタ4の画面上に背景となる画像が表示され
ているので、指示者は、この背景画像上における、被写
体である手(指)の挙動を見ながら、これを動かす演技
を行なって、第1実施例の場合と同様のスーパーインポ
ーズ画像信号を生成することができる。第2実施例で
は、背景画像を表示するためにビデオプロジェクタを使
用したので、指示者は、より大きな背景画像上において
演技を行なって、スーパーインポーズ画像信号を生成す
ることができる。
As described above, according to the configuration of this example, since the image serving as the background is displayed on the screen of the video projector 4, the instructor can use the hand (finger) as the subject on the background image. While observing the behavior of (1), an act of moving this can be performed, and a superimposed image signal similar to that of the first embodiment can be generated. In the second embodiment, since the video projector is used to display the background image, the instructor can perform on a larger background image and generate a superimposed image signal.

【0023】◇第3実施例 次に、この発明の第3実施例について説明する。図5
は、この発明の第3実施例である映像表示システムの構
成の説明図である。この例の映像表示システムは、図5
に示すように、遠隔操作ビデオカメラ21と、指示画面
用モニタ22と、指さし撮影用ビデオカメラ23と、ビ
デオ画像合成装置24と、指さし画面表示用モニタ25
と、顔撮影用ビデオカメラ26と、顔画面表示用モニタ
27とから概略構成されている。また、300は教師、
400は被写体である教師300の手(指)、500は
生徒、600は生徒側に置かれた教材である。この際、
指示画面用モニタ22と、指さし撮影用ビデオカメラ2
3と、顔撮影用ビデオカメラ26とは教師側にあり、遠
隔操作ビデオカメラ21と、指さし画面表示用モニタ2
5と、顔画面表示用モニタ27とは生徒側にあるものと
し、ビデオ画像合成装置24と教師側と生徒側とは相互
に通信回線(不図示)によって接続されている。
Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a configuration of a video display system according to a third embodiment of the present invention. The image display system of this example is shown in FIG.
As shown in the figure, a remote control video camera 21, an instruction screen monitor 22, a pointing and shooting video camera 23, a video image synthesizing device 24, and a pointing screen display monitor 25
, A video camera 26 for photographing a face, and a monitor 27 for displaying a face screen. 300 is a teacher,
Reference numeral 400 denotes a hand (finger) of the teacher 300 as a subject, 500 denotes a student, and 600 denotes a teaching material placed on the student side. On this occasion,
Instruction screen monitor 22 and pointing camera 2
3 and the face video camera 26 are on the teacher side, and the remote control video camera 21 and the pointing screen display monitor 2
5 and the face screen display monitor 27 are on the student side, and the video image synthesizing device 24 and the teacher side and the student side are mutually connected by a communication line (not shown).

【0024】遠隔操作ビデオカメラ21は、教師側から
の遠隔操作によって、生徒側の状況を撮影する。指示画
面用モニタ22は、遠隔操作ビデオカメラ21によって
得られた生徒側の状況を示す背景を表示する。指さし撮
影用ビデオカメラ23は、指示画面用モニタ22に表示
された背景上において、被写体400である教師の手
(指)を撮影する。ビデオ画像合成装置24は、図1に
示されたビデオ画像合成装置3と同様の機能を有し、遠
隔操作ビデオカメラ21からの背景画像に対して、指さ
し撮影用ビデオカメラ23からの被写体の画像を嵌め込
んだスーパーインポーズ画像を生成する。指さし画面表
示用モニタ25は、ビデオ画像合成装置24で生成され
たスーパーインポーズ画像を表示する。顔撮影用ビデオ
カメラ26は、教師300の顔を撮影する。顔画面表示
用モニタ27は、顔撮影用ビデオカメラ26によって撮
影された、教師300の顔を表示する。
The remote control video camera 21 captures a student's situation by remote control from the teacher. The instruction screen monitor 22 displays a background indicating the student's situation obtained by the remote control video camera 21. The pointing and shooting video camera 23 shoots the teacher's hand (finger) as the subject 400 on the background displayed on the instruction screen monitor 22. The video image synthesizing device 24 has a function similar to that of the video image synthesizing device 3 shown in FIG. Generate a superimposed image in which is embedded. The pointing screen display monitor 25 displays the superimposed image generated by the video image synthesizing device 24. The face photographing video camera 26 photographs the face of the teacher 300. The face screen display monitor 27 displays the face of the teacher 300 photographed by the face photographing video camera 26.

【0025】次に、図5を参照して、この例の映像表示
システムの動作を説明する。教師300は、遠隔操作に
よって、遠隔操作ビデオカメラ21を操作して生徒50
0の側を撮影することによって、教材600を含む生徒
側の状況を撮影して、指示画面用モニタ22の画面上に
表示する。さらに教師300は、被写体400であるそ
の手(指)によって、指示画面用モニタ22の画面上に
おける、例えば教材600を指示する。この状況は、指
さし撮影用ビデオカメラ23によって撮影され、指示画
面用モニタ22の画面を背景とする被写体400の画像
は、ビデオ画像合成装置24に送られる。ビデオ画像合
成装置24は、遠隔操作ビデオカメラ21からの信号に
基づく生徒側を表示する背景画像に対して、指さし撮影
用ビデオカメラ23によって撮影された被写体400の
画像を嵌め込んだスーパーインポーズ画像を生成し、こ
の画像は、生徒側の指さし画面表示用モニタ25におい
て表示される。したがって、生徒は、指さし画面表示用
モニタ25を見ることによって、教材600に対する教
師300の手(指)の挙動(指示状態)を確認すること
ができる。
Next, the operation of the video display system of this example will be described with reference to FIG. The teacher 300 operates the remote control video camera 21 to remotely control the student 50 by remote control.
By photographing the 0 side, the situation on the student side including the teaching material 600 is photographed and displayed on the screen of the instruction screen monitor 22. Further, the teacher 300 indicates, for example, the teaching material 600 on the screen of the instruction screen monitor 22 with the hand (finger) as the subject 400. This situation is photographed by the pointing and photographing video camera 23, and the image of the subject 400 with the screen of the instruction screen monitor 22 as a background is sent to the video image synthesizing device 24. The video image synthesizing device 24 is a superimposed image in which the image of the subject 400 captured by the pointing and shooting video camera 23 is fitted to the background image that displays the student based on the signal from the remote operation video camera 21. This image is displayed on the pointing screen display monitor 25 on the student side. Therefore, the student can confirm the behavior (instruction state) of the hand (finger) of the teacher 300 with respect to the teaching material 600 by looking at the pointing screen display monitor 25.

【0026】なお、この指さし画面表示用モニタ25
は、遠隔操作ビデオカメラ21の視野内にあるので、教
師側で遠隔操作することによって、指さし画面表示用モ
ニタ25の画面を見ている生徒側の状況を、教師側で確
認することができる。一方、顔撮影用ビデオカメラ26
によって撮影された教師300の顔の画像は、生徒側に
おいて顔画面表示用モニタ27において表示されるの
で、生徒側では、顔画面表示用モニタ27の画像によっ
て、教師の表情を見ることができる。
The pointing screen display monitor 25
Is in the field of view of the remote-controlled video camera 21, so that the teacher can remotely confirm the situation of the student who is looking at the screen of the pointing screen display monitor 25 by remotely operating the teacher. On the other hand, the face photographing video camera 26
The image of the face of the teacher 300 taken by the teacher is displayed on the face screen display monitor 27 on the student side, so that the student can see the teacher's facial expression on the image on the face screen display monitor 27.

【0027】このように、この例の構成によれば、生徒
は、指さし画面表示用モニタ25によって、教材600
に対する教師の手(指)の指さしの状態を見ることがで
きるので、教材600に対する教師の指示を確認しなが
ら学習することができ、教師の説明の理解を確実にする
ことができる。一方、教師は、生徒が教師の指示を確認
しながら学習する状況を見ることができるので、生徒の
理解状態を把握し易くなる。
As described above, according to the configuration of this example, the student can use the pointing screen display monitor 25 to display the teaching material 600.
Of the teacher's hand (finger) can be seen, so that learning can be performed while checking the teacher's instruction to the teaching material 600, and the teacher's understanding of the explanation can be ensured. On the other hand, the teacher can see the situation in which the student learns while checking the instruction of the teacher, so that it is easy to grasp the understanding state of the student.

【0028】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、この発明
は、動画像からなるビデオ画像信号によってスーパーイ
ンポーズ画像を生成する場合に限らず、ディジタルカメ
ラ等の静止画像信号によってスーパーインポーズ画像を
生成する場合にももちろん適用できる。各種モニタにお
ける表示器は、陰極線管を用いたものでも良く、又は、
液晶表示器やEL(electro luminescence:電界発光)
表示器を用いても良い。
Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. Even this is included in the present invention. For example, the present invention can be applied not only to the case where a superimposed image is generated by a video image signal composed of a moving image but also to the case where a superimposed image is generated by a still image signal of a digital camera or the like. The display in various monitors may use a cathode ray tube, or
Liquid crystal displays and EL (electro luminescence)
A display may be used.

【0029】また、この発明のスーパーインポーズ装置
は、その全部又は一部がハードウエア構成であると、ソ
フトウエア構成であるとを問わない。例えば、この発明
のスーパーインポーズ装置を構成するビデオ画像合成装
置は、アナログ処理方式であっても良く、又はディジタ
ル処理方式でであっても良く、そのいずれであるかに従
って、入力ビデオ信号をそのまま又はアナログ信号、あ
るいはディジタル信号に変換して入力し、さらに出力側
の処理方式に従って、出力ビデオ信号をそのまま又はア
ナログ信号、あるいはディジタル信号に変換して出力す
ることで対応できる。
The superimpose apparatus of the present invention may be entirely or partially of a hardware configuration, and may be of a software configuration. For example, the video image synthesizing device constituting the superimposing device of the present invention may be of an analog processing type or of a digital processing type, and the input video signal may be used as it is according to either of them. Alternatively, it can be handled by converting the input video signal into an analog signal or a digital signal and inputting it, and further converting the output video signal as it is or into an analog signal or a digital signal according to the processing method on the output side.

【0030】ビデオ画像合成装置がディジタル処理方式
である場合は、CPU(中央処理装置)と、ROMやR
AM等の内部記憶装置と、FDD(フレキシブルディス
クドライバ)、HDD(ハードディスクドライバ)、C
D−ROMドライバ等の外部記憶装置と、キーボードや
マウス等の入力装置と、表示装置とを有するコンピュー
タによって構成されている態様が好ましく、この場合、
FDD(フレキシブルディスク)、HDD(ハードディ
スク)、CD−ROM等の記録媒体には、上述の機能を
実現する処理をコンピュータによって実行させるビデオ
画像合成プログラムが記録されている態様が好ましい。
記録媒体は、半導体メモリその他の記録媒体でも良い。
このような構成におて、ビデオ画像合成プログラムは、
記録媒体からコンピュータに読み込まれ、コンピュータ
の動作を制御する。コンピュータは、ビデオ画像合成プ
ログラムが稼動すると、前述のビデオ画像合成装置の機
能を実現する。
When the video image synthesizing apparatus is a digital processing system, a CPU (central processing unit), a ROM and
Internal storage such as AM, FDD (flexible disk driver), HDD (hard disk driver), C
It is preferable that the computer is configured by a computer having an external storage device such as a D-ROM driver, an input device such as a keyboard and a mouse, and a display device.
It is preferable that a recording medium, such as an FDD (flexible disk), an HDD (hard disk), or a CD-ROM, record a video image synthesizing program that causes a computer to execute processing for realizing the above-described functions.
The recording medium may be a semiconductor memory or another recording medium.
In such a configuration, the video image synthesizing program
It is read by a computer from a recording medium and controls the operation of the computer. When the video image synthesizing program runs, the computer realizes the functions of the video image synthesizing apparatus described above.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、この発明のスーパ
ーインポーズ装置によれば、被写体が仮想現実としてあ
るべき背景の下にある状態で、映像合成を行なうので、
背景とのかかわり合いを保った状態で、被写体の状況を
とらえてスーパーインポーズを行なうことができる。し
たがって、単一色の背景を用いる従来のクロマキー方式
の場合のように、被写体の演技が不自然な状態に陥るこ
とがない。加えて、スーパーインポーズされる背景に
は、入力ビデオ信号をそのまま用いるので、画質が劣化
することはない。また、従来の偏光フィルタを用いる場
合のように、画面が暗くなる虞もなくなる。また、この
発明の映像表示システムによれば、被指示者は、指示者
が被指示者側にある対象を例えば指さしする状況を見る
ことができるので、指示者の指示を確実に理解できるよ
うになる。さらに、指示者は、被指示者が指示者の指示
を見ている状況を確認できるので、被指示者の理解状態
を容易に把握できる。
As described above, according to the superimposing apparatus of the present invention, the image is synthesized in a state where the subject is under the background which should be the virtual reality.
The superimposition can be performed while capturing the situation of the subject while maintaining the relationship with the background. Therefore, the performance of the subject does not fall into an unnatural state as in the case of the conventional chroma key system using a single color background. In addition, since the input video signal is used as it is for the background to be superimposed, the image quality does not deteriorate. Further, unlike the case where a conventional polarizing filter is used, there is no possibility that the screen becomes dark. Also, according to the video display system of the present invention, the instructed person can see, for example, a situation in which the instructor points to an object on the instructed person side, so that the instructor can surely understand the instruction of the instructor. Become. Further, since the instructor can confirm the situation where the instructed person is watching the instructor's instruction, the instructor can easily grasp the instructed state of the instructed person.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1実施例であるスーパーインポー
ズ装置の電気的構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a superimposing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同スーパーインポーズ装置の使用方法を説明す
るための説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a method of using the superimpose apparatus.

【図3】同スーパーインポーズ装置の動作処理手順を示
すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation processing procedure of the superimposing apparatus.

【図4】この発明の第2実施例であるスーパーインポー
ズ装置の使用方法を説明するための説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method of using a superimposing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図5】この発明の第3実施例である映像表示システム
の構成の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a configuration of a video display system according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ビデオモニタ(モニタ手段) 2,2A ビデオカメラ(撮像手段) 3,24 ビデオ画像合成装置(映像合成手段) 4 ビデオプロジェクタ 11 ゆがみ補正回路(ゆがみ補正手段) 12 色調補正回路(色調補正手段) 13 差分画像生成回路(演算手段) 14 輪郭抽出回路(マスク画像生成手段) 15 画像重ね合わせ回路(画像重ね合わせ手段) 21 遠隔操作ビデオカメラ(第1の撮像手段) 22 指示画面用モニタ(第1のモニタ手段) 23 指さし撮影用ビデオカメラ(第2の撮像手
段) 25 指さし画面表示用モニタ(第2のモニタ手
段) 26 顔撮影用ビデオカメラ(第3の撮像手段) 27 顔画面表示用モニタ(第3のモニタ手段) 100,200,400 被写体 300 教師 500 生徒 600 教材
Reference Signs List 1 video monitor (monitor means) 2, 2A video camera (imaging means) 3, 24 video image synthesizing device (video synthesizing means) 4 video projector 11 distortion correcting circuit (distortion correcting means) 12 color tone correcting circuit (color tone correcting means) 13 Difference image generation circuit (arithmetic means) 14 Contour extraction circuit (mask image generation means) 15 Image superposition circuit (Image superposition means) 21 Remotely operated video camera (First imaging means) 22 Monitor for instruction screen (First) Monitor means 23 pointing video camera (second imaging means) 25 pointing screen display monitor (second monitoring means) 26 face video camera (third imaging means) 27 face screen display monitor (second 3 monitor means) 100, 200, 400 Subject 300 Teacher 500 Student 600 Teaching material

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力画像信号を表示するモニタ手段と、 該モニタ手段の表示画面をその前方に置かれた被写体と
共に撮影するための撮像手段と、 前記入力画像信号による画像に前記撮像手段によって撮
影された被写体の画像を嵌め込んで合成する映像合成手
段とを備えてなることを特徴とするスーパーインポーズ
装置。
1. A monitor for displaying an input image signal, an imager for photographing a display screen of the monitor together with a subject placed in front of the monitor, and an image taken by the imager on the image based on the input image signal. A video synthesizing means for inserting and synthesizing the image of the subject to be synthesized.
【請求項2】 前記映像合成手段が、 前記撮像手段の出力画像信号と前記入力画像信号との差
分を求める演算手段と、該差分信号における黒領域をマ
スク画像として抽出するマスク画像生成手段と、前記撮
像手段の出力画像を前記マスク画像によってマスクした
画像と、前記入力画像信号による画像における前記マス
ク画像に対応する画像とを重ね合わせて出力する画像重
ね合わせ手段とからなることを特徴とする請求項1記載
のスーパーインポーズ装置。
2. The image synthesizing means, an arithmetic means for calculating a difference between an output image signal of the imaging means and the input image signal, a mask image generating means for extracting a black area in the difference signal as a mask image, An image superimposing means for superimposing and outputting an image obtained by masking an output image of the imaging means with the mask image and an image corresponding to the mask image in an image based on the input image signal. Item 2. A superimposing apparatus according to Item 1.
【請求項3】 前記演算手段が、前記撮像手段の出力画
像信号と、前記入力画像信号を前記モニタ手段と撮像手
段とにおける画像のゆがみと色調の変化とに応じて補正
した画像信号との差分を求め、 前記画像重ね合わせ手段が、前記撮像手段の出力画像を
前記マスク画像によってマスクした画像と、前記入力画
像信号を前記モニタ手段と撮像手段とにおける画像のゆ
がみに応じて補正した信号による画像における前記マス
ク画像に対応する画像とを重ね合わせて出力することを
特徴とする請求項2記載のスーパーインポーズ装置。
3. A difference between an output image signal of the imaging unit and an image signal obtained by correcting the input image signal in accordance with image distortion and a change in color tone between the monitor unit and the imaging unit. Wherein the image superimposing means masks an output image of the imaging means with the mask image, and an image based on a signal obtained by correcting the input image signal according to the distortion of the image in the monitor means and the imaging means. 3. The superimposing apparatus according to claim 2, wherein an image corresponding to the mask image is superimposed and output.
【請求項4】 前記モニタ手段が、入力画像信号を表示
器の画面上に表示するビデオモニタであることを特徴と
する請求項1,2又は3記載のスーパーインポーズ装
置。
4. The superimposing apparatus according to claim 1, wherein said monitor means is a video monitor for displaying an input image signal on a screen of a display device.
【請求項5】 前記モニタ手段が、入力画像信号をスク
リーン上に投影するビデオプロジェクタであることを特
徴とする請求項1,2又は3記載のスーパーインポーズ
装置。
5. The superimposing apparatus according to claim 1, wherein said monitor means is a video projector for projecting an input image signal on a screen.
【請求項6】 第1の被写体を撮影するための第1の撮
像手段と、 該第1の撮像手段の画像を表示する第1のモニタ手段
と、 該第1のモニタ手段の画面をその前方に置かれた第2の
被写体と共に撮影するための第2の撮像手段と、 該第2の撮像手段の出力画像信号と前記第1の撮像手段
の出力画像信号との差分を求め、該差分信号における黒
領域をマスク画像として抽出し、該第2の撮像手段の出
力画像を該マスク画像によってマスクした画像と、前記
第1の撮像手段の出力画像信号による画像における前記
マスク画像に対応する領域の画像とを重ね合わせて出力
する映像合成手段と、 該映像合成手段の出力画像信号を前記第1の被写体の側
において表示する第2のモニタ手段とを備えたことを特
徴とする映像表示システム。
6. A first imaging means for photographing a first subject, a first monitoring means for displaying an image of the first imaging means, and a screen of the first monitoring means in front of the first imaging means. Second imaging means for photographing together with a second subject placed in the camera; calculating a difference between an output image signal of the second imaging means and an output image signal of the first imaging means; Is extracted as a mask image, and an image obtained by masking the output image of the second imaging unit with the mask image and a region corresponding to the mask image in the image based on the output image signal of the first imaging unit A video display system, comprising: video synthesizing means for superimposing and outputting an image; and second monitor means for displaying an output image signal of the video synthesizing means on the side of the first subject.
【請求項7】 前記第2の被写体が属する第3の被写体
を撮影するための第3の撮像手段と、 該第3の撮像手段の出力画像信号を前記第1の被写体の
側において表示する第3のモニタ手段とを設けたことを
特徴とする請求項6記載の映像表示システム。
7. A third image pickup means for photographing a third object to which the second object belongs, and a third image display means for displaying an output image signal of the third image pickup means on the side of the first object. 7. The video display system according to claim 6, further comprising: a third monitor.
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Cited By (3)

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