WO2019035452A1 - マーカ生成装置、立体媒体、情報処理システム、マーカ生成方法及び記録媒体 - Google Patents

マーカ生成装置、立体媒体、情報処理システム、マーカ生成方法及び記録媒体 Download PDF

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WO2019035452A1
WO2019035452A1 PCT/JP2018/030234 JP2018030234W WO2019035452A1 WO 2019035452 A1 WO2019035452 A1 WO 2019035452A1 JP 2018030234 W JP2018030234 W JP 2018030234W WO 2019035452 A1 WO2019035452 A1 WO 2019035452A1
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WO
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marker
partial
display
data
pattern
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PCT/JP2018/030234
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English (en)
French (fr)
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一郎 椎尾
瑞希 奥山
Original Assignee
国立大学法人お茶の水女子大学
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K1/00—Methods or arrangements for marking the record carrier in digital fashion
    • G06K1/12—Methods or arrangements for marking the record carrier in digital fashion otherwise than by punching
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/14—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation using light without selection of wavelength, e.g. sensing reflected white light

Definitions

  • the present invention relates to a marker generation device, a three-dimensional medium, an information processing system, a marker generation method, and a recording medium.
  • M sequence Maximum length sequence, linear maximum periodic sequence or maximum length sequence
  • a one-dimensional barcode (barcode) is generated in the x direction so as to indicate the bits constituting the M sequence.
  • a similar one-dimensional barcode is generated in the y direction, and the projector superimposes and displays the generated two-direction barcodes.
  • there is known a method in which two-dimensional coordinates of the read position can be specified with respect to the entire area in which the barcode is displayed by reading a certain position of the displayed barcode see, for example, Patent Document 1) ).
  • Patent Document 2 a method of arranging a plurality of identical codes is known (see, for example, Patent Document 2).
  • the conventional method since the conventional method must recognize and read the entire information code for a marker such as a bar code, it is necessary to read the information code from any angle in order to be able to read from any direction of the solid object. It is necessary to arrange a plurality so that one part can all be recognized. For example, when the information code is distorted or partially hidden by the curved surface of a solid object, the marker may not be recognized with high accuracy in the recognition processing etc. is there.
  • an embodiment according to the present invention aims to generate a marker that is accurately recognized.
  • a marker generation device for generating a display marker to be displayed on a three-dimensional object according to an embodiment of the present invention
  • a data generation unit that generates data to be an M-sequence
  • a partial marker generation unit which generates a partial marker by arranging patterns of first and second colors according to bits constituting the data
  • a display marker generation unit configured to generate the display marker by combining the partial marker and an inversion marker obtained by inverting the first color and the second color in the partial marker.
  • FIG. 1 is a system diagram showing an example of the entire configuration.
  • the marker generation system 1 first generates a marker MK. That is, AR system 100 which is an example of an information processing system is a system which has marker generating device 10 and an information processing device. Details of the marker generation method for generating the marker MK will be described later. Then, after the marker MK is formed on the medium MD in the marker generation system 1, the medium MD is attached to the subject TG and used as a three-dimensional medium in the recognition system 2. Hereinafter, an example of a three-dimensional medium will be described using medium MD.
  • the recognition system 2 the subject TG on which the medium MD is attached is photographed. Specifically, when the subject TG on which the marker MK is displayed is photographed by the photographing device 21 included in the recognition system 2, an image (hereinafter, referred to as “pre-processing image IMG1”) including the marker MK is generated. .
  • the recognition system 2 performs so-called AR processing of replacing the position where the marker MK is displayed in the unprocessed image IMG1 with another image. In this way, the recognition system 2 can generate and output an image in which a part of the unprocessed image IMG1 is replaced with another image, that is, a so-called AR image (hereinafter referred to as “processed image IMG2”).
  • the system configuration using the marker generation device is not limited to the illustrated system configuration.
  • the illustrated AR system 100 will be described as an example.
  • a configuration example on the marker generation side in the AR system 100 that is, the marker generation system 1 will be described.
  • a configuration example on the recognition side that is, the recognition system 2 will be described later.
  • the marker generation system 1 includes a PC (Personal Computer) 10 which is an example of a marker generation device, and a printer 11 which is an example of an output device. Then, in the illustrated marker generation system 1, first, the PC 10 generates the marker MK, and sends data for printing indicating the marker MK to the printer 11. Next, the printer 11 forms an image on the medium MD based on the printing data sent from the PC 10, and creates the medium MD indicating the marker MK. Note that the marker MK may not be formed on the medium MD by image formation. For example, materials of different two colors may be attached to the medium MD so as to have the same pattern as the marker MK generated by the PC 10, and the marker MK may be formed on the medium MD.
  • PC Personal Computer
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the marker generation device.
  • the PC 10 is an information processing apparatus.
  • the PC 10 may be an information processing apparatus of a type other than the PC.
  • the PC 10 is a device having the following hardware configuration.
  • the PC 10 has a hardware configuration including a central processing unit (CPU) 10H1, a storage device 10H2, a communication device 10H3, an interface 10H4, an input device 10H5, and an output device 10H6.
  • CPU central processing unit
  • the CPU 10H1 is an example of an arithmetic device and a control device. Therefore, the CPU 10H1 performs operations, hardware control, and the like to realize the process.
  • the storage device 10H2 is, for example, a main storage device such as a memory. Further, the storage device 10H2 may further include an auxiliary storage device such as a hard disk or a solid state drive (SSD).
  • SSD solid state drive
  • the communication device 10H3 is a device that transmits and receives data to and from an external device via a network such as the Internet or a LAN (Local Area Network).
  • the communication device 10H3 is a connector, a processing IC (Integrated Circuit), or the like.
  • the interface 10H4 is a device that transmits and receives data to and from an external device.
  • the interface 10H4 is a connector, a processing IC or the like.
  • the input device 10H5 is, for example, a keyboard, a mouse, or a combination thereof. That is, the input device 10H5 is a device for inputting an operation by the user.
  • the output device 10H6 is, for example, a display or the like. That is, the output device 10H6 is a device that outputs processing results and the like to the user.
  • the hardware configuration is not limited to the illustrated configuration.
  • the PC 10 may further have an arithmetic unit, a control unit, a storage unit, etc. externally or internally.
  • the information processing apparatus may be a server or the like. Furthermore, the information processing apparatus may not be one, and may be configured by a plurality of apparatuses.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of processing by the marker generation device.
  • Step S101 the PC 10 generates M-sequence data.
  • the PC 10 performs the following process in step S101 to generate data indicating an M sequence.
  • FIG. 4 is an example of data to be an M sequence.
  • the PC 10 generates an M sequence and generates data based on the M sequence as illustrated (hereinafter referred to as “M sequence data DM”).
  • the PC 10 can calculate the bits constituting the M-sequence data DM by calculating the M-sequence formula SQM.
  • M-sequence formula SQM “Xn” indicates bits constituting the M-sequence data DM.
  • the PC 10 can generate the M-sequence data DM based on the M-sequence equation SQM.
  • the M-sequence data DM is not limited to 7 bits.
  • Step S102 the PC 10 generates a partial marker.
  • FIG. 5 is an example of a partial marker generated based on data that is an M-sequence.
  • the PC 10 Based on the M-sequence data DM generated in step S101, the PC 10 generates a marker (hereinafter, referred to as a “partial marker MKP”) obtained by bar-coding the M-sequence data DM as illustrated.
  • a marker hereinafter, referred to as a “partial marker MKP”
  • the partial marker MKP is generated by arranging a black pattern which is an example of the first color and a white pattern which is an example of the second color.
  • the first pattern PTN1 to the seventh pattern PTN7 that is, seven bits are sequentially arranged from the left to the right to generate the partial marker MKP.
  • the following description will be made by taking the M-sequence data DM shown in FIG. 4 as an example. Furthermore, in this example, it is assumed that the first pattern of the partial marker MKP, that is, the first pattern PTN1 is black. The next pattern, that is, the second pattern PTN2 is white. Thus, the patterns are configured to alternate in color. That is, it is assumed that adjacent patterns have different colors, and each pattern can be distinguished by color.
  • the bit “1” is indicated by a thick pattern, while the bit “0” is indicated as a thin pattern.
  • the first pattern PTN1, the fourth pattern PTN4, the fifth pattern PTN5 and the sixth pattern PTN6 are, as illustrated, a first bit M1 which is a bit of "1", a fourth bit M4, a fifth It corresponds to the bit M5 and the sixth bit M6.
  • the second pattern PTN2, the third pattern PTN3 and the seventh pattern PTN7 correspond to the second bit M2, the third bit M3 and the seventh bit M7 which are bits of "0" as shown in the figure.
  • the first pattern PTN1, the fourth pattern PTN4, the fifth pattern PTN5 and the sixth pattern PTN6 are thicker than the second pattern PTN2, the third pattern PTN3 and the seventh pattern PTN7 (in the horizontal direction It is a long example.) It becomes a pattern.
  • the second pattern PTN2, the third pattern PTN3 and the seventh pattern PTN7 have a length of "1"
  • the first pattern PTN1, the fourth pattern PTN4, the fifth pattern PTN5 and the sixth pattern PTN6 have "4".
  • the partial marker MKP have a blank portion (hereinafter simply referred to as "blank") as shown in the drawing.
  • blank a blank portion
  • the blanks are the first space SP1 and the second space SP2.
  • the information processing apparatus can accurately recognize a portion where each pattern is displayed.
  • the present invention is not limited to a combination in which the “1” bit is a thick pattern and the “0” bit is a thin pattern. That is, the combination may be reversed to make the bit of "0" a thick pattern and make the bit of "1" a thin pattern.
  • the first and second colors are not limited to the combination of black and white. That is, the first color and the second color may be any colors that can be distinguished, and may be other than black and white. However, the first and second colors are desirably black and white. If the color is black and white, the information processing apparatus can easily recognize the color even if the environment such as the light source changes.
  • the ratio of the length of the thick pattern to the length of the thin pattern is not limited to “4: 1”. That is, the ratio may be such that the information processing apparatus can distinguish each pattern according to the length. For example, if the length of the thick pattern and the length of the thin pattern are largely different from each other, the information processing apparatus can accurately distinguish the thick pattern and the thin pattern. On the other hand, if the difference between the length of the thick pattern and the length of the thin pattern is small, the amount of information that can be encoded by the marker can be increased.
  • Step S103 the PC 10 generates a display marker.
  • FIG. 6 is an example of a display marker generated based on a partial marker.
  • the partial marker MKP1 generated in step S102 and the marker obtained by inverting the color of each pattern of the partial marker generated in step S102 (hereinafter referred to as "inversion marker MKP2") are combined.
  • inversion marker MKP2 the marker obtained by inverting the color of each pattern of the partial marker generated in step S102
  • the illustrated example is an example in which the partial marker MKP1 is disposed on the left side in the drawing. Furthermore, this example is an example in which the inversion marker MKP2 is disposed on the right side of the partial marker MKP1.
  • the partial marker MKP1 and the inversion marker MKP2 both have patterns representing the same M-sequence data DM. Specifically, since both the first pattern PTN1 and the twenty-first pattern PTN21 indicate “1” of the first bit M1, both are thick patterns. On the other hand, the first pattern PTN1 and the twenty-first pattern PTN21 have different colors. Similarly, since both the second pattern PTN2 and the twenty-second pattern PTN22 indicate “0” of the second bit M2, both are thin patterns, but the colors are different. Furthermore, the patterns of the third to seventh patterns PTN3 to PTN7 and the twenty-third pattern PTN23 to the twenty-seventh pattern PTN27 are also identical in length and different in color.
  • the M-sequence data DM for two cycles are displayed by the partial marker MKP1 and the inversion marker MKP2.
  • the partial marker MKP1 indicates the first cycle
  • the inversion marker MKP2 indicates the second cycle.
  • the display marker may be configured for four cycles, using two colors that are combinations of colors different from the two colors used in the first cycle and the second cycle in the third cycle and the fourth cycle.
  • the color to be assigned to each bit is selected so as not to be the combination already used in each of the cycles that appeared earlier. In this way, the frequency constituting the display marker can be increased by two cycles.
  • priority is given to taking means for increasing the number of bits of the M series.
  • FIG. 7 shows an example (No. 1) of the effect using the display marker. As shown in FIG. 4, assuming that the number of bits of the M-sequence data DM is “2 p ⁇ 1”, the number of bits is an odd number.
  • the display marker MKV when the number of bits is an odd number, as shown in FIG. 6, in the display marker MKV, when the partial marker MKP1 starts in black, it ends in black. That is, the first pattern PTN1 and the seventh pattern PTN7 have the same color.
  • the first pattern of the inversion marker MKP2 that is, the twenty-first pattern PTN21 is white since it is a color obtained by inverting the first pattern PTN1. Therefore, as shown in FIG. 7, the seventh pattern PTN7 and the twenty-first pattern PTN21 are different even if there is a portion where the partial marker MKP1 and the inversion marker MKP2 are connected (hereinafter referred to as "continuous portion CON"). Distinguish because it becomes a color. That is, assuming that the number of bits is “2 p ⁇ 1”, there is no case where the same color is lined up in the continuous portion CON, and the patterns can be distinguished.
  • FIG. 8 is an example (part 2) of the effect using the display marker.
  • the first pattern of the partial marker MKP1, ie, the first pattern PTN1, and the last pattern of the reverse marker MKP2, ie, the 27th pattern PTN27 The connection point is the connection part P0.
  • the first pattern PTN1 constituting the connecting portion P0 and the 27th pattern PTN27 always have different numbers of bits because the display marker MKV has the bit number of “2 (2 p ⁇ 1)” which is an even number. Become.
  • connection portion P0 the left end of the display marker MKV and the right end of the display marker MKV are connected to each other to form a connection portion P0.
  • the connecting portion P0 is at the position of “0 °” of the angle ⁇
  • the medium MD on which the display marker MKV is formed is attached so as to be wound around the subject TG as illustrated. Therefore, “0 °” to “180 °” become the partial marker MKP1, while “180 °” to “360 °” become the inversion marker MKP2.
  • partial number sequence the number sequence of bits determined by the variable p (hereinafter referred to as “partial number sequence”) is unique as follows.
  • FIG. 9 shows an example (No. 3) of the effect using the display marker.
  • the first number sequence SQ1 is “1 0 0”.
  • the first number sequence SQ1 is a different number sequence because the second number sequence SQ2 is “0 0 1”.
  • the first number sequence SQ1 is a number sequence different from the third number sequence SQ3 “0 1 1”, the fourth number sequence SQ 4 “1 1 1”, and the fifth number sequence SQ 5 “1 1 0”.
  • the second number sequence SQ2 is also a number sequence different from the third number sequence SQ3 to the fifth number sequence SQ5. Furthermore, the same applies to the third number sequence SQ3 to the fifth number sequence SQ5.
  • 3-bit number sequences do not overlap. Therefore, in the example of this M-sequence data DM, specifying a 3-bit partial number sequence makes it possible to identify where the specified partial number sequence is located in the M-sequence data DM.
  • the partial marker MKP1 and the reverse marker MKP2 are in a relation of color reversal, so even if they are the same partial number sequence, they belong to either cycle. It is possible to distinguish.
  • the first number sequence SQ1 “1 0 0” corresponds to the combination of the first pattern PTN1, the second pattern PTN2 and the third pattern PTN3, the 21st pattern PTN21, the 22nd pattern PTN22 and the It appears twice with the combination of the 23 patterns PTN23.
  • the first time that is, the first number sequence SQ1 appearing in the partial marker MKP1 is a combination of “black”, “white” and “black”.
  • the second time that is, the first number sequence SQ1 appearing in the inversion marker MKP2 is a combination of “white”, “black” and “white”. Therefore, even if the partial sequence is the same for the first time and the second time, the combination of colors is different, so the information processing apparatus identifies the first cycle or the second cycle based on the color combination. Can.
  • the subject TG can recognize the number of bits corresponding to the partial sequence determined by the variable p. You can see which angle you are facing.
  • the AR system shown in FIG. 1 can be applied to, for example, a system that supports the try-on of a band in Japanese clothes.
  • the medium MD on which the marker MK generated by the marker generation system 1 is formed is attached to the waist portion of the human body along the waistline.
  • the recognition system 2 as follows picks up a human body including the marker MK indicated by the pasted medium MD as a subject TG, and displays the processed image IMG2 subjected to AR processing.
  • FIG. 10 is a system diagram showing a configuration example of a band fitting system in Japanese clothes.
  • the recognition system 2 includes an imaging device 21 and a recognition device 22.
  • the configuration of the photographing device 21 will be described later.
  • the recognition device 22 is, for example, an information processing device such as a PC, and more specifically, a device having a hardware configuration as shown in FIG. 2 or the like.
  • the recognition system 2 is used by a user who is the subject TG as follows when trying on. First, the user actually wears a kimono, and fixes the kimono to the human body with a string or a date clamp. Furthermore, the user mounts a medium MD indicating a marker MK which is a band dummy.
  • the recognition device 22 displays the processed image IMG2 to the user via an output device such as a liquid crystal display DIP.
  • the processed image IMG2 is displayed by replacing a CG (Computer Graphics) band (hereinafter referred to as “virtual band VA”) modeled by 3D scanning of a real band in advance with a marker MK portion.
  • the virtual band VA is displayed in accordance with the size, the position, and the direction based on the marker MK.
  • the imaging device 21 has a configuration including an infrared light projector 21C that emits infrared light LIR, an infrared camera 21B that detects infrared light LIR, and a visible light camera 21A that detects visible light LV. By doing this, marker recognition can be easily performed.
  • the visible light camera 21A captures an image of the user, that is, the user's face and Japanese clothes.
  • An image captured by the visible light camera 21A is an unprocessed image IMG1.
  • the marker MK is recognized by the recognition device 22 based on the infrared image IMGIR captured by the infrared camera 21B.
  • the half mirror HM in the case of using two cameras, it is desirable that the half mirror HM be used.
  • the half mirror HM can provide a user with a high quality image by using a member having a high transmittance in the straight direction such as a transparent glass plate.
  • the visible light camera 21A and the infrared camera 21B can be arranged to be orthogonal to each other.
  • the optical axes of the visible light camera 21A and the infrared camera 21B coincide with each other via the half mirror HM.
  • the angle of view of each of the visible light camera 21A and the infrared camera 21B is set to match.
  • work and processing such as coordinate conversion and calibration are easy in generating the processed image IMG2. become.
  • the recognition device 22 can generate the processed image IMG2.
  • FIG. 11 is a view showing an example of a medium on which a display marker is formed, which is used in a band fitting system for Japanese clothes.
  • the display marker MKV is used for the medium MD in which the display marker MKV is made cylindrical as shown in FIG. 11B by connecting the connection portion P0 shown in FIG. 8
  • the position of the cylindrical medium MD in the circumferential direction is indicated by “angle ⁇ ”.
  • the optical axis be the "Z axis”.
  • the vertical axis be "Y axis”
  • the horizontal axis be "X axis”.
  • the medium MD has, for example, a configuration as shown in FIG. Specifically, the medium MD has a width corresponding to the second color pattern, in the retroreflective material MT, the material MS that prevents the reflection of light having a width corresponding to the first color pattern in the display marker MKV. Paste at intervals.
  • the portion where the retroreflective member MT is exposed is recognized as white.
  • the portion in which the retroreflective material MT is covered with the material MS is recognized as black.
  • the imaging device 21 can clearly capture the display marker MKV portion.
  • the medium MD may have a vinyl chloride plate CH or the like as illustrated. With such a configuration, the medium MD is stabilized in the shape of a band. That is, a vinyl chloride plate CH and an adhesive core AD may be attached to the back side of the retroreflective member MT to reinforce the same.
  • the material constituting the first color and the second color of the display marker MKV is not limited to the retroreflective material MT or the material MS, and may be, for example, a material such as paper.
  • FIG. 12 is a view showing an example of an infrared image and a display image to be displayed which are photographed by the fitting system of a band in Japanese clothes.
  • FIG. 12A shows a first infrared image IMGIR1 as an example of the infrared image IMGIR captured by the infrared camera 21B.
  • the first infrared image IMGIR1 is an image subjected to the binarization process.
  • the medium MD shown in FIG. 11 is photographed so as to be clearly recognized as the location of the first display marker MKV1.
  • the recognition device 22 superimposes an image of the virtual band VA modeled by 3D scanning in advance on the pre-processing image IMG1 captured by the visible light camera 21A, and generates and displays the processed image IMG2. For example, a first processed image IMG21 as shown in FIG. 12 (B) is generated and displayed.
  • the recognition system 2 can also determine which part of the display marker MKV is captured, that is, which part of the entire circumference of the display marker MKV is captured. Therefore, the following effects are achieved.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example (No. 1) of the effect of the band fitting system in Japanese clothes. 13 is different from FIG. 12 in the direction in which the user who is the subject is facing. Specifically, in FIG. 12 (B), the user is in an attitude facing the front, whereas in FIG. 13 (B), the user is in a backward attitude.
  • the display marker MKV is the second display marker MKV2 in the second infrared image IMGIR2, but in the first infrared image IMGIR1.
  • the first display marker MKV1 that is, when the pattern indicated by the display marker MKV is analyzed from the display marker MKV captured by the infrared image IMGIR, the recognition system 2 can determine the posture of the user.
  • the recognition system 2 when the recognition system 2 recognizes that it is a posture facing the front of the user, a first virtual band image to be a front portion in the virtual band VA The first processed image IMG21 is generated and displayed by overlapping VA1.
  • the second processed image IMG22 shown in FIG. 13B when the recognition system 2 recognizes that the user is in a posture facing back, a second virtual band image that is a back surface portion in the virtual band VA A second processed image IMG22 is generated and displayed by overlapping VA2.
  • the recognition system 2 can perform AR processing to superimpose an image according to the posture of the subject, and can generate a processed image according to the posture of the subject.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of processing performed by the band fitting system in Japanese clothes. For example, after capturing an object on which the display marker MKV generated by the marker generation system 1 is attached, the recognition system 2 performs processing as illustrated to recognize the display marker MKV.
  • the recognition system 2 recognizes an infrared image IMGIR obtained by copying a part of the display marker MKV as a marker. Therefore, the recognition system 2 sets a rectangular image area indicating the marker MK as shown in FIG.
  • the ratio of the length of the thick pattern to the length of the thin pattern determined in step S102 of the marker generation processing example is the ratio of “r 1 : r 2 ”. At this time, r 1 indicates a thick pattern and r 2 indicates a thin pattern.
  • step S200 the recognition system 2 extracts a line to be processed from an image obtained by capturing a part of the display marker MKV from a certain direction.
  • the line of the “i” th line is a processing target in a direction orthogonal to the direction in which the patterns are arranged (in the figure, the vertical direction) will be described.
  • step S201 the recognition system 2 first performs processing for scanning in the direction in which the patterns are arranged (in the illustrated example, from the left to the right). Then, the recognition system 2 determines whether each pixel is black or white based on the pixel value and the like. Next, the recognition system 2 counts the number of pixels (hereinafter referred to as “run length”) in which the same color is continuously obtained. Then, the recognition system 2 formulates each run length to generate, for example, numerical sequence data SQW such as “a numerical sequence W”.
  • each element in “sequence W”, that is, each run length is a numerical value obtained by counting one or more black pixels or white pixels. Therefore, the numerical value is a value larger than "0".
  • “L” is the number of elements in “sequence W”, which is the total number of times a black pattern and a white pattern appear.
  • ME1 first mathematical expression
  • step S202 when a pattern of a predetermined bit number or more is recognized, the recognition system 2 proceeds to step S202.
  • the predetermined number of bits may be equal to or greater than the variable p, and the process is to avoid misrecognition as it is increased, and the process to enhance the recognizability as it is reduced.
  • step S202 the recognition system 2 calculates the total value "S” of each element in the "sequence sequence W" and the average value "A 1 " of each element in the "sequence sequence W".
  • step S203 the recognition system 2 determines whether each element in the “sequence sequence W” is greater than or less than the average value “A 1 ”. This determination can be expressed, for example, as a third mathematical expression ME3.
  • the recognition system 2 generates numerical sequence data SQX1 indicating "a numerical sequence X" which is a collection of results obtained by judging each element in the "susical sequence W".
  • a numerical sequence X which is a collection of results obtained by judging each element in the "susical sequence W.
  • the recognition system 2 generates numerical sequence data SQX1 indicating "a numerical sequence X" which is a collection of results obtained by judging each element in the "susical sequence W”.
  • the judgment result of the “j” th element in “sequence W” is element “x i, j ” in “sequence X”
  • x i, j ” indicates each element in “sequence W”. If "w i, j " is a value equal to or greater than the average value "A 1 ", it is set to "1".
  • “x i, j ” is set to “0” when each element “w i, j ” in “sequence sequence W” is a value smaller than the average value “A 1 ”. That is, “A 1 ” is a reference value for determining whether each pattern is a thin pattern or a thick pattern, that is, a pattern indicating “0” or a pattern indicating “1”. Get the sequence X.
  • step S204 the recognition system 2 calculates the line width “A 2 ” corresponding to “0” of “sequencing sequence X” in the ratio “r 1 : r 2 ”. Specifically, the recognition system 2 calculates the line width “A 2 ” from the weighted average of the total value “S”. This calculation can be expressed as the fourth expression ME4 in the equation.
  • the line width “A 2 ” calculated as described above is, in the next step S 205, whether each pattern is a pattern indicating “1”, a pattern indicating “0”, or both of them. It is a reference value that generates a threshold for determining whether it can not be determined.
  • step S205 the recognition system 2 makes a determination again based on the “sequence sequence W” based on the result of step S204, and generates the sequence data SQX2. Specifically, when the line width “A 2 ” is multiplied by “r 1 ”, the length of the pattern indicating “1” is determined. Similarly, when the line width “A 2 ” is multiplied by “r 2 ”, the length of the pattern indicating “0” is determined.
  • an equation for generating the numerical sequence data SQX2 can be expressed as a fifth equation ME5.
  • the recognition system 2 recognizes that each element in the “sequence W” is a value equal to or higher than the lower limit “3.0 ⁇ A 2 ” and equal to or lower than the upper limit “5.5 ⁇ A 2 ”. It is determined that the pattern indicates "1".
  • the recognition system 2 determines “0 It is determined that the pattern indicates “.” Furthermore, when each element in the “sequence sequence W” is another value, the recognition system 2 determines that the corresponding element in the “sequence sequence W” is an error, and sets “ ⁇ 1”. At this time, the number given to the error element may be other than “1” and “0”, and may not be “ ⁇ 1”. Also, the number by which “A 2 ” is multiplied to determine the above-mentioned lower limit value and upper limit value, which are threshold values, does not depend on this example.
  • each element in the “several sequence W” may be affected by noise, distortion, and the like. Therefore, the values of the respective elements in the "sequence sequence W" are likely to vary. Therefore, if the line width “A 2 ” is calculated as in step S 204 and the determination is performed as in step S 205, the recognition system 2 can accurately determine the type of pattern even if there is variation.
  • step S206 the recognition system 2 determines whether or not there is a number sequence having a predetermined number of bits or more excluding the error portion.
  • the illustrated sequence data SQX2 is an example in which seven consecutive bits exist except for the element which is "-1".
  • the predetermined number of bits is set to a number greater than or equal to the variable p.
  • step S207 the recognition system 2 extracts a partial number sequence of a predetermined number of bits from the bit determined in step S206 from the sequence data SQX2. Specifically, in this example, the recognition system 2 sets a first partial sequence SQP1 and a second partial sequence SQP2 to be partial sequence when 5 bits are set to a predetermined number of bits from 7 consecutive bits determined in step S206. And extract three partial sequences of the third partial sequence SQP3.
  • the recognition system 2 can determine that the posture is such that the subject TG can see at least a portion of the first portion SQN1 and the second portion SQN2 in the M-sequence number sequence SQN.
  • the recognition system 2 can specify the angle ⁇ corresponding to the matched portion, and output the virtual band VA corresponding to the angle ⁇ .
  • the recognition system 2 can perform AR processing to superimpose an image according to the posture of the subject TG, that is, the angle ⁇ determined based on the display marker MKV. . Then, the recognition system 2 can display the image subjected to the AR processing.
  • infrared light LIR is projected, and as shown in FIG. 11, the configuration that the recognition system 2 can accurately recognize the marker MK if it is configured to use the retroreflective material MT. I was able to.
  • the recognition system 2 used an image obtained by binarizing the infrared image IMGIR captured by the infrared camera 21B with the binarization function in OpenCV (registered trademark).
  • the recognition system 2 was made to perform a labeling (connected component extraction) process. Then, based on the result of the labeling process, the recognition system 2 is set to discard the area having an area of 3000 pixels or less.
  • the set area value is a setting value on the assumption that the user stands within 3 [m] of the photographing device 21. In this way, the recognition system 2 was able to remove the noise appearing as a small area.
  • the setting is made such that the area having the aspect ratio different from the aspect ratio of the marker MK is discarded.
  • the aspect ratio ⁇ was set to “0.65 ⁇ ⁇ ⁇ 1.1”. In such a setting, the area out of the range of the aspect ratio ⁇ is discarded. That is, an area recognized to be longer or longer than the display marker MKV is determined as noise and discarded.
  • the recognition system 2 can recognize the marker MK with high accuracy.
  • central coordinates of a rectangular area including the marker MK are calculated to be central coordinates for displaying the virtual band VA. Furthermore, in the recognition system 2, the virtual band VA is displayed based on the size of the rectangular area including the marker MK.
  • the probability that the recognition system 2 fails to recognize the marker MK from the infrared image IMGIR is about 2.2 [%].
  • a person who has never experienced wearing a kimono can try on a kimono even if a person without knowledge of kimono and a kimono is not nearby.
  • the kimono band often requires time and skill to wear. Therefore, it is often difficult to try on many types, especially for people who have never worn Japanese clothes.
  • wrinkles tend to remain in the band. Therefore, if it is tied, the product value will drop, so even when trying on a real thing, the try-on of the obi is often carried out so as to apply to the body without tying up the obi.
  • the marker MK is generated, and the marker MK is used for the recognition system.
  • the recognition system can accurately recognize even a cylindrical three-dimensional object such as a torso portion of a human body. Therefore, as shown in FIG. 12B, it is possible to display to the user a state where the band is virtually tried on.
  • the clothing to be tried on is not limited to the band. That is, a type other than the band may be a target of try-on.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example (No. 2) of the effect of the band fitting system in Japanese clothes. As illustrated, the recognition system 2 can recognize the marker and display the processed image IMG2 even if a part of the marker is hidden by a hand or the like.
  • the third display marker MKV3 to be recognized is an image showing a state in which a part of the marker MKV3P is hidden by the user's hand. . Even in such a state, the recognition system 2 can display the third processed image IMG23 as shown in FIG. 15 (B).
  • the recognition system 2 can calculate the angle ⁇ if at least three bits can be recognized. That is, if the marker MK according to the present invention is used, the recognition system 2 recognizes the marker MK and calculates the angle ⁇ if a pattern equal to or larger than the number of bits determined by the variable p is not hidden. An image subjected to AR processing can be displayed.
  • FIG. 16 is a view showing a modified example of the medium on which the display marker is formed.
  • the marker MK may indicate information other than the angle ⁇ , for example, as illustrated.
  • the marker MK may be a marker having an angle pattern PAG indicating the angle ⁇ and an ID pattern PID indicating ID (Identification) data SQID (hereinafter referred to as “marker with ID MK ID”).
  • the recognition system 2 can specify the angle ⁇ from the angle pattern PAG. Furthermore, when the marker MKID with ID is used, the recognition system 2 can specify the ID data SQID. If the ID data SQID is present, for example, the recognition system 2 can identify the marker by the ID even if two or more markers appear in one image. Therefore, the recognition system 2 can, for example, properly use the image to be superimposed in the AR processing according to the ID, or specify the type of the subject.
  • the information to be added is not limited to the ID, and may be other types of data.
  • FIG. 17 is a functional block diagram showing an example of a functional configuration of the marker generation device.
  • the marker generation device 10 is a functional configuration including a data generation unit 10F1, a partial marker generation unit 10F2, and a display marker generation unit 10F3.
  • the illustrated functional configuration will be described as an example.
  • the data generation unit 10F1 performs a data generation procedure to generate data to be M series.
  • the data generation unit 10F1 is realized by the CPU 10H1 or the like.
  • the partial marker generation unit 10F2 performs a partial marker generation procedure of generating the partial marker MKP by arranging the patterns of the first color and the second color according to the bits constituting the data generated by the data generation unit 10F1.
  • the partial marker generation unit 10F2 is realized by the CPU 10H1 or the like.
  • the display marker generation unit 10F3 performs a display marker generation procedure of generating the display marker MKV by combining the partial marker MKP generated by the partial marker generation unit 10F2 and the inversion marker MKP2 obtained by inverting the partial marker MKP1.
  • the display marker generation unit 10F3 is realized by the CPU 10H1 or the like.
  • the marker generation device 10 can generate M-sequence data DM as shown in FIG. 4 by the data generation unit 10F1. Then, when patterns having lengths corresponding to “1” and “0” are arranged, the marker generation device 10 causes the partial marker generation unit 10F2 to display a portion as shown in FIG. A marker MKP can be generated. Next, as shown in FIG. 6, the marker generation device 10 combines the partial marker MKP1 and the inversion marker MKP2 by the display marker generation unit 10F3 to generate a display marker MKV indicating M cycle data DM of two cycles. .
  • the recognition system 2 can accurately recognize.
  • the recognition system 2 can also recognize the posture of the subject, that is, the angle ⁇ , from the pattern of the display marker MKV.
  • the conventional method since the conventional method must recognize and read the entire information code for a marker such as a bar code, the information code can be read from any angle in order to be read from any direction of the three-dimensional object. There must be multiple placements so that every one of them can be recognized. Therefore, if the information code is distorted or partially hidden by the curved surface of the three-dimensional object, in the conventional method, the marker may not be recognized with high accuracy in the recognition process or the like.
  • a single marker can generate a marker for accurately recognizing a three-dimensional object.
  • the display marker according to an embodiment of the present invention does not necessarily recognize the whole in the reading, and recognizes at least only a pattern portion corresponding to a number sequence of bits determined by the M sequence variable p. If it can be read, it is possible to know the orientation of the solid object to which the display marker is attached.
  • the three-dimensional object is preferably a rotating body.
  • the three-dimensional object may be a sphere, a cone, a prism, a cube or the like. More preferably, the rotating body is cylindrical.
  • it may be a subject that recognizes a subject such as a mug, a flowerpot, a wine bottle, or a vase.
  • the three-dimensional medium is not limited as long as it is an object to be attached to a three-dimensional object.
  • the three-dimensional medium may be part of the subject. That is, the three-dimensional medium and the subject may be integrated.
  • display markers are not limited to being used in AR systems. That is, the display marker may be used for recognition processing such as detection or tracking of an object.
  • Each device may not be realized by one device. That is, each device may be configured by a plurality of devices. For example, an information processing system having a plurality of devices may perform each processing in a distributed, parallel or redundant manner.
  • each process according to the present invention may be described by a low-level language such as an assembler or a high-level language such as an object-oriented language and realized by a program for causing a computer to execute a marker generation method.
  • the program is a computer program for causing a computer such as an information processing apparatus or an information processing system having a plurality of information processing apparatuses to execute each process.
  • the computing device and the control device of the computer perform computation and control based on the program in order to execute each process.
  • a storage device included in the computer stores data used for processing based on a program in order to execute each processing.
  • the program can be recorded and distributed in a computer readable recording medium.
  • the recording medium is a medium such as an auxiliary storage device, a magnetic tape, a flash memory, an optical disc, a magneto-optical disc or a magnetic disc.
  • the program can be distributed via telecommunication lines.

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Abstract

立体物に表示する表示マーカを生成するマーカ生成装置は、Ｍ系列となるデータを生成するデータ生成部と、前記データを構成するビットに応じた第１色及び第２色のパターンを配置して部分マーカを生成する部分マーカ生成部と、前記部分マーカと、前記部分マーカにおける前記第１色及び前記第２色を反転させた反転マーカとを組み合わせて前記表示マーカを生成する表示マーカ生成部とを含む。

Description

マーカ生成装置、立体媒体、情報処理システム、マーカ生成方法及び記録媒体
　本発明は、マーカ生成装置、立体媒体、情報処理システム、マーカ生成方法及び記録媒体に関する。
　いわゆるＭ系列（Ｍａｘｉｍｕｍ　ｌｅｎｇｔｈ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ、線形最大周期列又は最大長系列）に基づいて、物体の位置検出に利用するためのマーカを生成する技術が知られている。
　例えば、まず、Ｍ系列を構成するビット（ｂｉｔ）を示すように、ｘ方向に１次元バーコード（ｂａｒｃｏｄｅ）が生成される。次に、ｙ方向に同様の１次元バーコードを生成し、プロジェクタが、生成された２方向のバーコードを重ねて表示する。そして、表示されたバーコードのある位置を読み取ると、バーコードが表示されている全領域に対して読み取った位置の２次元座標が特定できる方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
　また、立体物をバーコードで認識するために、同一のコードを複数個配置する方法が知られている（例えば、特許文献２を参照）。
米国特許出願公開第２０１６／００８４９６０号明細書 特開２０１７－９１０５０号公報
　しかしながら、従来の方法は、バーコード等のマーカについてその情報コードの全体を認識し、読まなければならないため、立体物のどの方向からでも読めるようにするためにはどの角度からでもその情報コードの一つ分がすべて認識できるように複数配置しなければならず、例えば、立体物の曲面によって情報コードが歪んだり、一部が隠れたりすると、認識処理等において、マーカが精度良く認識されない場合がある。
　そこで、本発明に係る一実施形態は、精度良く認識されるマーカを生成することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る、立体物に表示する表示マーカを生成するマーカ生成装置は、
　Ｍ系列となるデータを生成するデータ生成部と、
　前記データを構成するビットに応じた第１色及び第２色のパターンを配置して部分マーカを生成する部分マーカ生成部と、
　前記部分マーカと、前記部分マーカにおける前記第１色及び前記第２色を反転させた反転マーカとを組み合わせて前記表示マーカを生成する表示マーカ生成部と
を含む。
　上記構成により、精度良く認識されるマーカを生成することができる。
全体構成の一例を示すシステム図である。 マーカ生成装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。 マーカ生成装置による処理例を示すフローチャートである。 Ｍ系列となるデータの一例である。 Ｍ系列となるデータに基づいて生成される部分マーカの一例である。 部分マーカに基づいて生成される表示マーカの一例である。 表示マーカを用いる効果の一例（その１）である。 表示マーカを用いる効果の一例（その２）である。 表示マーカを用いる効果の一例（その３）である。 和服における帯の試着システムの構成例を示すシステム図である。 和服における帯の試着システムで使用される表示マーカが形成された媒体の一例を示す図である。 和服における帯の試着システムで撮影される赤外線画像及び表示される表示画像の一例を示す図である。 和服における帯の試着システムによる効果の一例（その１）を示す図である。 和服における帯の試着システムが行う処理の一例を示す図である。 和服における帯の試着システムによる効果の一例（その２）を示す図である。 表示マーカが形成された媒体の変形例を示す図である。 マーカ生成装置の機能構成例を示す機能ブロック図である。
　以下、本発明に係る最適な実施形態について、添付する図面を参照して具体例を説明する。
　＜マーカ生成装置を使用したシステム構成例＞
　図１は、全体構成の一例を示すシステム図である。
　例えば、マーカ生成システム１と、認識システム２とを有するＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ　Ｒｅａｌｉｔｙ、拡張現実）システム１００では、まず、マーカ生成システム１によって、マーカＭＫが生成される。すなわち、情報処理システムの例であるＡＲシステム１００は、マーカ生成装置１０と、情報処理装置とを有するシステムである。マーカＭＫを生成するためのマーカ生成方法の詳細は、後述する。そして、マーカ生成システム１でマーカＭＫが媒体ＭＤに形成された後、媒体ＭＤは、被写体ＴＧに貼り付けられて認識システム２で立体媒体として使用される。以下、立体媒体の例を媒体ＭＤで説明する。
　まず、認識システム２では、媒体ＭＤが貼り付けられた被写体ＴＧが撮影される。具体的には、マーカＭＫが表示された被写体ＴＧが、認識システム２が有する撮影装置２１によって撮影されると、マーカＭＫが写った画像（以下「処理前画像ＩＭＧ１」という。）が生成される。次に、認識システム２は、処理前画像ＩＭＧ１におけるマーカＭＫが表示される箇所を他の画像に置換する、いわゆるＡＲ処理を行う。このようにすると、認識システム２は、処理前画像ＩＭＧ１の一部を他の画像に置き換えた画像、いわゆるＡＲ画像（以下「処理後画像ＩＭＧ２」という。）を生成し、出力できる。
　なお、マーカ生成装置を使用したシステム構成は、図示するシステム構成に限られない。以下、図示するＡＲシステム１００を例に説明する。まず、ＡＲシステム１００におけるマーカ生成側となる構成例、すなわち、マーカ生成システム１を説明する。一方で、認識側となる構成例、すなわち、認識システム２については後述する。
　＜マーカ生成システムの構成例＞
　例えば、マーカ生成システム１は、図示するように、マーカ生成装置の例であるＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）１０と、出力装置の例であるプリンタ１１とを有する。そして、図示するマーカ生成システム１では、まず、ＰＣ１０がマーカＭＫを生成し、プリンタ１１にマーカＭＫを示す印刷用のデータを送る。次に、プリンタ１１は、ＰＣ１０から送られてくる印刷用のデータに基づいて、媒体ＭＤに対して画像形成を行い、マーカＭＫを示す媒体ＭＤを作成する。なお、媒体ＭＤには、画像形成によってマーカＭＫが形成されなくともよい。例えば、媒体ＭＤには、ＰＣ１０が生成したマーカＭＫと同じパターンとなるように、異なる２色の素材等が貼り付けられて、媒体ＭＤ上にマーカＭＫが形成されてもよい。
　＜マーカ生成装置のハードウェア構成例＞
　図２は、マーカ生成装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。
　ＰＣ１０は、情報処理装置である。なお、ＰＣ１０は、ＰＣ以外の種類の情報処理装置でもよい。例えば、ＰＣ１０は、以下のようなハードウェア構成の装置である。
　ＰＣ１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）１０Ｈ１と、記憶装置１０Ｈ２と、通信装置１０Ｈ３と、インタフェース（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１０Ｈ４と、入力装置１０Ｈ５と、出力装置１０Ｈ６とを有するハードウェア構成である。
　ＣＰＵ１０Ｈ１は、演算装置及び制御装置の例である。したがって、ＣＰＵ１０Ｈ１は、処理を実現するため、演算及びハードウェアの制御等を行う。
　記憶装置１０Ｈ２は、例えば、メモリ等の主記憶装置である。また、記憶装置１０Ｈ２は、ハードディスク又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）等の補助記憶装置を更に有してもよい。
　通信装置１０Ｈ３は、インターネット又はＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークを介して外部装置とデータを送受信する装置である。例えば、通信装置１０Ｈ３は、コネクタ及び処理ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）等である。
　インタフェース１０Ｈ４は、外部装置とデータを送受信する装置である。例えば、インタフェース１０Ｈ４は、コネクタ及び処理ＩＣ等である。
　入力装置１０Ｈ５は、例えば、キーボード、マウス又はこれらの組み合わせ等である。すなわち、入力装置１０Ｈ５は、ユーザによる操作を入力する装置である。
　出力装置１０Ｈ６は、例えば、ディスプレイ等である。すなわち、出力装置１０Ｈ６は、ユーザに対して処理結果等を出力する装置である。
　なお、ハードウェア構成は、図示する構成に限られない。例えば、ＰＣ１０は、更に演算装置、制御装置又は記憶装置等を外部又は内部に有してもよい。
　また、情報処理装置は、サーバ等でもよい。さらに、情報処理装置は、１台でなくともよく、複数の装置で構成されてもよい。
　＜マーカ生成装置による処理例＞
　図３は、マーカ生成装置による処理例を示すフローチャートである。
　＜Ｍ系列のデータの生成例＞（ステップＳ１０１）
　ステップＳ１０１では、ＰＣ１０は、Ｍ系列のデータを生成する。例えば、ＰＣ１０は、ステップＳ１０１で以下のような処理を行ってＭ系列を示すデータを生成する。
　図４は、Ｍ系列となるデータの一例である。例えば、ＰＣ１０は、図示するように、Ｍ系列を生成して、図示するようなＭ系列に基づくデータ（以下「Ｍ系列データＤＭ」という。）を生成する。
　ＰＣ１０は、Ｍ系列数式ＳＱＭを計算すると、Ｍ系列データＤＭを構成するビットを計算できる。Ｍ系列数式ＳＱＭでは、「Ｘｎ」は、Ｍ系列データＤＭを構成するビットを示す。以下、初期数例ＤＩを「１　０　０」とし、変数ｐを「ｐ＝３」、変数ｑを「ｑ＝１」とする例で説明する。
　例えば、Ｍ系列数式ＳＱＭにおいて、「ｎ＝４」、すなわち、Ｍ系列データＤＭにおける左から４つ目のビットは、「Ｘ４＝Ｘ４－３（ＸＯＲ）Ｘ４－１」で計算される。したがって、「Ｘ１」及び「Ｘ３」は、初期数例ＤＩより、「１」及び「０」である。ゆえに、「ｎ＝４」は、「Ｘ４＝Ｘ１（ＸＯＲ）Ｘ３＝１（ＸＯＲ）０＝１」となり、「１」となる。以降、「ｎ＝５」（Ｘ５）、「ｎ＝６」（Ｘ６）及び「ｎ＝７」（Ｘ７）も、同様にＭ系列数式ＳＱＭによって計算できる。
　以上のように、初期数例ＤＩ及び変数ｐ等が設定されると、ＰＣ１０は、Ｍ系列数式ＳＱＭに基づいて、Ｍ系列データＤＭを生成できる。
　なお、Ｍ系列データＤＭは、７ビットに限られない。Ｍ系列データＤＭのビット数、すなわち、１周期は、「２ｐ－１」である。具体的には、「ｐ＝４」と設定する場合には、１周期は、「２４－１＝１５」となる。したがって、Ｍ系列データＤＭは、７ビット以上のビット数でもよく、変数ｐによって定まる奇数である。
　＜部分マーカの生成例＞（ステップＳ１０２）
　図３に戻り、ステップＳ１０２では、ＰＣ１０は、部分マーカを生成する。
　図５は、Ｍ系列となるデータに基づいて生成される部分マーカの一例である。例えば、ステップＳ１０１で生成されるＭ系列データＤＭに基づいて、ＰＣ１０は、図示するように、Ｍ系列データＤＭをバーコード化したマーカ（以下「部分マーカＭＫＰ」という。）を生成する。
　以下、部分マーカＭＫＰが、第１色の例である黒色と、第２色の例である白色のパターンを配置して生成される例で説明する。なお、この例は、第１パターンＰＴＮ１乃至第７パターンＰＴＮ７、すなわち、７ビット分が、左側から右側に向かって順に並べられて部分マーカＭＫＰが生成される例である。
　また、以下の説明は、図４に示すＭ系列データＤＭを例に説明する。さらに、この例では、部分マーカＭＫＰの最初のパターン、すなわち、第１パターンＰＴＮ１は、黒色であるとする。そして、この次のパターン、すなわち、第２パターンＰＴＮ２は、白色であるとする。このように、パターンは、色が交互となる構成とする。すなわち、隣り合うパターンは、異なる色となり、各パターンが色によって区別できる配色であるとする。
　また、図示する例では、ビットが「１」であるのを太いパターンで示し、一方で、ビットが「０」であるのを細いパターンとして示す。具体的には、第１パターンＰＴＮ１、第４パターンＰＴＮ４、第５パターンＰＴＮ５及び第６パターンＰＴＮ６は、図示するように、「１」のビットである第１ビットＭ１、第４ビットＭ４、第５ビットＭ５及び第６ビットＭ６に対応する。一方で、第２パターンＰＴＮ２、第３パターンＰＴＮ３及び第７パターンＰＴＮ７は、図示するように、「０」のビットである第２ビットＭ２、第３ビットＭ３及び第７ビットＭ７に対応する。
　したがって、図示するように、第１パターンＰＴＮ１、第４パターンＰＴＮ４、第５パターンＰＴＮ５及び第６パターンＰＴＮ６は、第２パターンＰＴＮ２、第３パターンＰＴＮ３及び第７パターンＰＴＮ７より太い（図は、横方向に長い例である。）パターンとなる。
　この例では、第２パターンＰＴＮ２、第３パターンＰＴＮ３及び第７パターンＰＴＮ７を「１」の長さとし、第１パターンＰＴＮ１、第４パターンＰＴＮ４、第５パターンＰＴＮ５及び第６パターンＰＴＮ６を「４」の長さとする例である。すなわち、太いパターンの長さと、細いパターンの長さとの比は、「４：１」となる例である。
　なお、部分マーカＭＫＰには、図示するように、空白となる部分（以下単に「空白」という。）があるのが望ましい。図示する例では、パターンが配置される方向（図では、横方向となる。）に対して、直交する方向（図では、上下方向となる。）に空白があるのが望ましい。具体的には、空白は、第１スペースＳＰ１と、第２スペースＳＰ２とである。このように、第１スペースＳＰ１及び第２スペースＳＰ２のような空白があると、情報処理装置が、各パターンが表示されている箇所を精度良く認識できる。
　なお、「１」のビットを太いパターンとし、かつ、「０」のビットを細いパターンとする組み合わせに限られない。すなわち、組み合わせを逆にして、「０」のビットを太いパターンとし、かつ、「１」のビットを細いパターンとしてもよい。
　なお、第１色及び第２色は、黒色及び白色の組み合わせに限られない。すなわち、第１色と、第２色とは、区別できる色であればよく、黒色及び白色以外でもよい。ただし、第１色及び第２色は、黒色及び白色が望ましい。黒色及び白色であると、光源等の環境が変化しても情報処理装置が色を認識しやすい。
　なお、太いパターンの長さと、細いパターンの長さとの比は、「４：１」に限られない。すなわち、比率は、情報処理装置が長さによって各パターンを区別できる程度であればよい。例えば、太いパターンの長さと、細いパターンの長さとが大きく異なる比率とすると、情報処理装置が、太いパターンと、細いパターンとを精度良く区別できる。一方で、太いパターンの長さと、細いパターンの長さとの違いが小さい比率とすると、マーカによって符号化できる情報量を多くできる。
　＜表示マーカの生成例＞（ステップＳ１０３）
　図３に戻り、ステップＳ１０３では、ＰＣ１０は、表示マーカを生成する。
　図６は、部分マーカに基づいて生成される表示マーカの一例である。以下、図示するように、ステップＳ１０２で生成される部分マーカＭＫＰ１と、ステップＳ１０２で生成される部分マーカが有する各パターンの色を反転させたマーカ（以下「反転マーカＭＫＰ２」という。）とを組み合わせて表示マーカＭＫＶを生成する例で説明する。
　図示する例は、図における左側に、部分マーカＭＫＰ１を配置した例である。さらに、この例は、部分マーカＭＫＰ１の右側に、反転マーカＭＫＰ２を配置した例である。
　図示するように、部分マーカＭＫＰ１と、反転マーカＭＫＰ２とは、どちらも同じＭ系列データＤＭを示すパターンを有する。具体的には、第１パターンＰＴＮ１と、第２１パターンＰＴＮ２１とは、どちらも第１ビットＭ１の「１」を示すため、どちらも太いパターンである。一方で、第１パターンＰＴＮ１と、第２１パターンＰＴＮ２１とは、色が異なる。同様に、第２パターンＰＴＮ２と、第２２パターンＰＴＮ２２とは、どちらも第２ビットＭ２の「０」を示すため、どちらも細いパターンであるが、色は、異なる。さらに、第３パターンＰＴＮ３乃至第７パターンＰＴＮ７及び第２３パターンＰＴＮ２３乃至第２７パターンＰＴＮ２７のそれぞれのパターンも、長さが同一であって、色が異なる。
　以上のように、表示マーカＭＫＶでは、２周期分のＭ系列データＤＭが、部分マーカＭＫＰ１及び反転マーカＭＫＰ２によって表示される。この例では、部分マーカＭＫＰ１が１周期目を示し、反転マーカＭＫＰ２が２周期目を示す。
　また、第１周期と、第２周期で使用した２色とは異なる色の組み合わせとなる２色を第３周期及び第４周期に使用し、表示マーカを４周期分で構成してもよい。同様に、各ビットに割り当てる色をそれ以前に出現した各周期で既に使用されている組み合わせにならないように選択する。このようにすると、表示マーカを構成する周波数を２周期分ずつ増やすことができる。ただし、より精度よく認識するためには、２色で２周期分で実施するのが良く、長さを伸長させる場合には、Ｍ系列のビット数を増やす手段をとることが優先される。
　＜効果例＞
　図７は、表示マーカを用いる効果の一例（その１）である。図４に示すように、Ｍ系列データＤＭのビット数を「２ｐ－１」とすると、ビット数は、奇数となる。
　このように、ビット数が奇数であると、図６のように、表示マーカＭＫＶでは、部分マーカＭＫＰ１が黒色で始まる場合には、黒色で終わるようになる。つまり、第１パターンＰＴＮ１と、第７パターンＰＴＮ７とは同じ色となる。
　一方で、反転マーカＭＫＰ２の最初のパターン、すなわち、第２１パターンＰＴＮ２１は、第１パターンＰＴＮ１を反転した色であるため、白色となる。そのため、図７に示すように、部分マーカＭＫＰ１と、反転マーカＭＫＰ２とがつながる部分（以下「連続部分ＣＯＮ」という。）があっても、第７パターンＰＴＮ７と、第２１パターンＰＴＮ２１とは、異なる色となるため、区別がつく。つまり、ビット数を「２ｐ－１」とすると、連続部分ＣＯＮで、同じ色が並ぶ場合がなく、各パターンが区別できる構成となる。
　図８は、表示マーカを用いる効果の一例（その２）である。図示するような表示マーカＭＫＶを立体物に貼り付ける場合には、部分マーカＭＫＰ１が有する最初のパターン、すなわち、第１パターンＰＴＮ１と、反転マーカＭＫＰ２が有する最後のパターン、すなわち、第２７パターンＰＴＮ２７とがつながる箇所が、接続部Ｐ０となる。このとき、接続部Ｐ０を構成する第１パターンＰＴＮ１と、第２７パターンＰＴＮ２７とは、表示マーカＭＫＶが偶数である「２（２ｐ－１）」のビット数を持つことから、必ず異なる色となる。
　図示する例では、表示マーカＭＫＶの左端と、表示マーカＭＫＶの右端とがつながり、接続部Ｐ０となる。接続部Ｐ０を角度θの「０°」の位置とすると、表示マーカＭＫＶが形成された媒体ＭＤは、図示するように、被写体ＴＧに巻きつけるように貼り付けられる。そのため、「０°」乃至「１８０°」が部分マーカＭＫＰ１となり、一方で、「１８０°」乃至「３６０°」が反転マーカＭＫＰ２となる。
　そして、Ｍ系列データＤＭにおいて、変数ｐで定まるビットの数列（以下「部分数列」という。）は、以下のように唯一である。
　図９は、表示マーカを用いる効果の一例（その３）である。具体的には、Ｍ系列データＤＭのうち、第１数列ＳＱ１は、「１　０　０」である。図示するように、第１数列ＳＱ１は、第２数列ＳＱ２が「０　０　１」であるため、異なる数列である。同様に、第１数列ＳＱ１は、第３数列ＳＱ３「０　１　１」、第４数列ＳＱ４「１　１　１」及び第５数列ＳＱ５「１　１　０」とも異なる数列である。
　さらに、第２数列ＳＱ２も、第３数列ＳＱ３乃至第５数列ＳＱ５と異なる数列である。さらにまた、第３数列ＳＱ３乃至第５数列ＳＱ５も同様である。このように、Ｍ系列データＤＭでは、３ビットの数列が重複して存在しない。したがって、このＭ系列データＤＭの例では、３ビットの部分数列を指定すると、指定した部分数列がＭ系列データＤＭにおいて、どこに位置するか特定できる。
　また、表示マーカＭＫＶのように２周期用いる場合では、部分マーカＭＫＰ１と、反転マーカＭＫＰ２とは、色が反転している関係であるため、同一の部分数列であっても、どちらの周期に属するか区別することが可能である。具体的には、第１数列ＳＱ１「１　０　０」は、表示マーカＭＫＶでは、第１パターンＰＴＮ１、第２パターンＰＴＮ２及び第３パターンＰＴＮ３の組み合わせと、第２１パターンＰＴＮ２１、第２２パターンＰＴＮ２２及び第２３パターンＰＴＮ２３の組み合わせとで２回出現する。
　そこで、第１パターンＰＴＮ１に黒色が割り当てられると、１回目、すなわち、部分マーカＭＫＰ１に出現する第１数列ＳＱ１は、「黒色」、「白色」及び「黒色」の組み合わせとなる。一方で、２回目、すなわち、反転マーカＭＫＰ２に出現する第１数列ＳＱ１は、「白色」、「黒色」及び「白色」の組み合わせとなる。したがって、１回目と、２回目とでは、同じ部分数列であっても、色の組み合わせが異なるため、色の組み合わせに基づいて、情報処理装置は、１周期目か２周期目かを識別することができる。
　つまり、図８のように表示マーカＭＫＶを立体物の円周を形成するように配したとき、少なくとも変数ｐで決まる部分数列分のビット数を認識することで、被写体ＴＧが撮影装置に対してどの角度を向いているのかがわかる。
　＜和服における帯の試着システム例＞
　図１に示すＡＲシステムは、例えば、和服における帯の試着を支援するシステムに適用できる。
　以下、女性用の和服における帯をＡＲ環境下で試着するシステムを例に説明する。具体的には、図１に示すＡＲシステム１００において、マーカ生成システム１が生成したマーカＭＫが形成された媒体ＭＤを人体のウエスト部分に胴囲に沿って貼り付けるとする。そして、貼り付けられた媒体ＭＤが示すマーカＭＫを含む人体を被写体ＴＧとして、以下のような認識システム２が撮像し、ＡＲ処理を行った処理後画像ＩＭＧ２を表示する。
　図１０は、和服における帯の試着システムの構成例を示すシステム図である。図示するように、認識システム２は、撮影装置２１と、認識装置２２とを有する。撮影装置２１の構成は、後述する。一方で、認識装置２２は、例えば、ＰＣ等の情報処理装置であり、具体的には、図２に示すようなハードウェア構成の装置等である。
　認識システム２は、被写体ＴＧとなるユーザが、試着の際に以下のように用いる。まず、ユーザは、和服を実際に着用し、和服を紐又は伊達締め等で人体に固定する。その上に、ユーザは、帯のダミーとなるマーカＭＫを示す媒体ＭＤを装着する。
　そして、ユーザが撮影装置２１によって撮影されると、認識装置２２は、液晶ディスプレイＤＩＰ等の出力装置を介して、ユーザに、処理後画像ＩＭＧ２を表示する。
　処理後画像ＩＭＧ２は、あらかじめ実物の帯を３Ｄスキャンしてモデル化したＣＧ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｇｒａｐｈｉｃｓ）の帯（以下「仮想帯ＶＡ」という。）をマーカＭＫ部分に置き換えて表示する。なお、仮想帯ＶＡは、マーカＭＫに基づいて、サイズ、位置及び向きに合わせて表示される。
　また、図示するように、撮影装置２１は、赤外線光ＬＩＲを投光する赤外線投光器２１Ｃと、赤外線光ＬＩＲを感知する赤外線カメラ２１Ｂと、可視光ＬＶを感知する可視光カメラ２１Ａとを有する構成にすることで、マーカ認識を容易に行うことができる。
　この構成では、ユーザに関する画像、すなわち、ユーザの顔及び和服等は、可視光カメラ２１Ａが撮影する。この可視光カメラ２１Ａによって撮影される画像が、処理前画像ＩＭＧ１となる。
　一方で、マーカＭＫは、赤外線カメラ２１Ｂが撮影する赤外線画像ＩＭＧＩＲに基づいて、認識装置２２によって認識される。
　また、図示する構成のように、カメラを二台使用する場合にはハーフミラーＨＭを用いる構成であるのが望ましい。ハーフミラーＨＭは、透明ガラス板のような直進方向に透過率の高い部材を用いると高品位な画像をユーザに提供できる。
　ハーフミラーＨＭがあると、可視光カメラ２１Ａと、赤外線カメラ２１Ｂとが直交するように配置できる。そして、可視光カメラ２１Ａと、赤外線カメラ２１Ｂとが直交すると、ハーフミラーＨＭを介して、可視光カメラ２１Ａと、赤外線カメラ２１Ｂのそれぞれの光軸が一致する。さらに、可視光カメラ２１Ａと、赤外線カメラ２１Ｂのそれぞれの画角を一致させる設定とする。このように、可視光カメラ２１Ａと、赤外線カメラ２１Ｂとの光軸及び画角を一致させる設定であると、処理後画像ＩＭＧ２を生成する上で、座標変換及びキャリブレーション等の作業及び処理が容易になる。
　つまり、処理後画像ＩＭＧ２を生成するＡＲ処理上で、処理前画像ＩＭＧ１に仮想帯ＶＡの画像を重畳させる処理において、赤外線画像ＩＭＧＩＲに基づいて検出されたマーカＭＫとほぼ同じ位置及びほぼ大きさに仮想帯ＶＡの画像を重畳させると、認識装置２２は、処理後画像ＩＭＧ２を生成できる。
　＜和服における帯の試着システムで使用される表示マーカが形成された媒体例＞
　図１１は、和服における帯の試着システムで使用される表示マーカが形成された媒体の一例を示す図である。以下、図８に示す接続部Ｐ０をつないで、表示マーカＭＫＶを図１１（Ｂ）に示すように円筒状にした媒体ＭＤに使用する例で説明する。なお、以下の説明では、円筒状となった媒体ＭＤの円周方向における位置を「角度θ」で示す。また、光軸を「Ｚ軸」とする。そして、垂直軸を「Ｙ軸」とし、水平軸を「Ｘ軸」とする。
　媒体ＭＤは、例えば、図１１（Ａ）に示すような構成である。具体的には、媒体ＭＤは、再帰性反射材ＭＴに、表示マーカＭＫＶにおける第１色のパターンに相当する幅を持つ光の反射を妨げる素材ＭＳを、第２色のパターンに相当する幅の間隔で貼り付けて構成される。このような媒体ＭＤを用いる場合における赤外線画像ＩＭＧＩＲを２値化処理した画像では、再帰性反射材ＭＴが露出している部分が白色と認識される。一方で、再帰性反射材ＭＴが素材ＭＳで覆われている部分は、黒色と認識される。このように、再帰性反射材ＭＴを用いると、撮影装置２１は、表示マーカＭＫＶ部分を明瞭に撮影できる。
　なお、媒体ＭＤは、図示するように、塩化ビニル板ＣＨ等があってもよい。このような構成であると、媒体ＭＤが帯の形状に安定する。すなわち、再帰性反射材ＭＴの裏側に、塩化ビニル板ＣＨと、接着芯ＡＤとを貼り付け、補強がされてもよい。
　なお、表示マーカＭＫＶの第１色と第２色を構成する素材は、再帰性反射材ＭＴや素材ＭＳに限られず、例えば、紙等の素材でもよい。
　＜和服における帯の試着システムで撮影される赤外線画像及び表示画像の例＞
　図１２は、和服における帯の試着システムで撮影される赤外線画像及び表示される表示画像の一例を示す図である。図示する例では、図１２（Ａ）は、赤外線カメラ２１Ｂが撮影する赤外線画像ＩＭＧＩＲの例となる第１赤外線画像ＩＭＧＩＲ１を示す。なお、第１赤外線画像ＩＭＧＩＲ１は、２値化の処理がされた画像である。図示する例において、第１赤外線画像ＩＭＧＩＲ１では、図１１に示す媒体ＭＤが、第１表示マーカＭＫＶ１の箇所であると明瞭に認識できるように撮影されている。
　そして、認識装置２２は、可視光カメラ２１Ａが撮影する処理前画像ＩＭＧ１に、あらかじめ３Ｄスキャンによってモデル化される仮想帯ＶＡの画像を重ねて処理後画像ＩＭＧ２を生成し、表示する。例えば、図１２（Ｂ）に示すような第１処理後画像ＩＭＧ２１が生成及び表示される。
　また、認識システム２は、表示マーカＭＫＶのどの部分が写っているか、すなわち、表示マーカＭＫＶの全周のうち、どの部分が写っているかを判断できる。そのため、以下のような効果を奏する。
　図１３は、和服における帯の試着システムによる効果の一例（その１）を示す図である。図１３は、図１２と比較すると、被写体となるユーザが向いている向きが異なる。具体的には、図１２（Ｂ）では、ユーザは、正面を向く姿勢であるのに対して、図１３（Ｂ）では、ユーザは、後ろ向きの姿勢である点が異なる。
　第２赤外線画像ＩＭＧＩＲ２に示すように、第１赤外線画像ＩＭＧＩＲ１と比較して、表示マーカＭＫＶが、第２赤外線画像ＩＭＧＩＲ２では、第２表示マーカＭＫＶ２であるのに対して、第１赤外線画像ＩＭＧＩＲ１では、第１表示マーカＭＫＶ１である。すなわち、赤外線画像ＩＭＧＩＲで撮影される表示マーカＭＫＶから、表示マーカＭＫＶが示すパターンを解析すると、認識システム２は、ユーザの姿勢を判断することができる。
　この例では、図１２（Ｂ）に示す第１処理後画像ＩＭＧ２１のように、認識システム２は、ユーザ正面を向く姿勢であると認識すると、仮想帯ＶＡにおける正面部分となる第１仮想帯画像ＶＡ１を重ねて第１処理後画像ＩＭＧ２１を生成し、表示する。一方で、図１３（Ｂ）に示す第２処理後画像ＩＭＧ２２のように、認識システム２は、ユーザが後ろを向く姿勢であると認識すると、仮想帯ＶＡにおける背面部分となる第２仮想帯画像ＶＡ２を重ねて第２処理後画像ＩＭＧ２２を生成し、表示する。このように、認識システム２は、被写体の姿勢に合わせて、画像を重畳させるＡＲ処理ができ、被写体の姿勢に合わせた処理後画像を生成することができる。
　＜認識システムにおける処理例＞
　図１４は、和服における帯の試着システムが行う処理の一例を示す図である。例えば、認識システム２は、マーカ生成システム１が生成した表示マーカＭＫＶを貼り付けた被写体を撮影した後、図示するような処理を行って、表示マーカＭＫＶを認識する。
　以下、認識システム２が、表示マーカＭＫＶの一部を写した赤外線画像ＩＭＧＩＲからそれをマーカと認識する例で説明する。したがって、認識システム２は、図示するようなマーカＭＫを示す矩形画像領域を処理対象とする。
　また、この例では、マーカ生成処理例のステップＳ１０２で決定された、太いパターンと細いパターンとの長さの比が、「ｒ１：ｒ２」の比であるとする。このときｒ１が太いパターンを、ｒ２が細いパターンを示す。
　まず、ステップＳ２００では、認識システム２は、ある方向から表示マーカＭＫＶの一部を撮影した画像から、処理対象となるラインを抽出する。以下、パターンが並べられる方向に対して直交する方向（図では、上下方向となる。）において、「ｉ」行目のラインが処理対象となる例で説明する。
　ステップＳ２０１では、認識システム２は、まず、パターンが並べられる方向（図示する例では、左側から右側とする。）に走査する処理を行う。そして、認識システム２は、画素値等に基づいて、各画素が黒色であるか白色であるかを判断する。次に、認識システム２は、連続して同じ色となる画素数（以下「ランレングス」という。）をカウントする。そして、認識システム２は、各ランレングスを数式化して、例えば、「数列Ｗ」のような数列データＳＱＷを生成する。
　「数列Ｗ」における各要素、すなわち、各ランレングスは、黒色の画素又は白色の画素を１画素以上カウントした数値である。したがって、数値は、「０」より大きい値となる。また、図示する例では、「Ｌ」は、「数列Ｗ」における要素数であり、黒色のパターン及び白色のパターンが現れる総回数となる。この例では、「数列Ｗ」は、「Ｌ＝９」となる。さらに、「数列Ｗ」を一般化すると、第１数式ＭＥ１のように示せる。
　なお、表示マーカＭＫＶの画像に基づいて、変数ｐに対して「ｐ＋１」を所定ビット数とし、所定ビット数以上のパターンが認識された場合には、認識システム２は、ステップＳ２０２に進む。一方で、所定ビット数未満のパターンしか認識されない場合には、例えば、認識システム２は、「ｉ＝ｉ＋１」とし、別のラインでステップＳ２０１以下の処理を行うようにしてもよい。この場合、所定ビット数は変数ｐ以上であればよく、増やすほど誤認識を避ける処理になり、減らすほど認識可能性を高める処理になる。
　ステップＳ２０２では、認識システム２は、「数列Ｗ」における各要素の合計値「Ｓ」と、「数列Ｗ」における各要素の平均値「Ａ１」とを計算する。まず、合計値「Ｓ」の計算式は、第２１数式ＭＥ２１のように示せる。具体的には、図示する例では、認識システム２は、「Ｓ＝４０＋３８＋７＋９＋８＋４１＋３７＋２＋３９＝２２１」を計算する。
　一方で、平均値「Ａ１」の計算式は、第２２数式ＭＥ２２のように示せる。具体的には、図示する例では、認識システム２は、「Ａ１＝２２１÷９＝２４．５５・・・」を計算する。なお、平均値「Ａ１」は、パターンの長さの平均に相当する。
　ステップＳ２０３では、認識システム２は、「数列Ｗ」における各要素が平均値「Ａ１」以上であるか未満であるかを判断する。この判断は、例えば、第３数式ＭＥ３のように示せる。
　そして、認識システム２は、「数列Ｗ」における各要素を判断した結果の集まりとなる「数列Ｘ」を示す数列データＳＱＸ１を生成する。図示するように、「数列Ｗ」における「ｊ」番目の要素の判断結果を「数列Ｘ」における要素「ｘｉ，ｊ」とすると、「ｘｉ，ｊ」は、「数列Ｗ」における各要素「ｗｉ，ｊ」が平均値「Ａ１」以上の値であると「１」とされる。一方で、「ｘｉ，ｊ」は、「数列Ｗ」における各要素「ｗｉ，ｊ」が平均値「Ａ１」未満の値であると「０」とされる。つまり「Ａ１」は、各パターンが細いパターンであるか太いパターンであるか、すなわち、「０」を示すパターンであるか「１」を示すパターンであるかを判断する基準値とし、これによって数列Ｘを得る。
　以下、「数列Ｘ」における「１」の要素の数を「ｎ」個とし、「数列Ｘ」における「０」の要素の数を「ｍ」個とする。図示する例では、「ｎ＝５」及び「ｍ＝４」となる。また、「ｎ＋ｍ＝Ｌ」の関係となる。
　ステップＳ２０４では、認識システム２は、「ｒ１：ｒ２」の比における「数列Ｘ」の「０」に相当する線幅「Ａ２」を計算する。具体的には、認識システム２は、線幅「Ａ２」を合計値「Ｓ」の加重平均から計算する。この計算を数式に示すと、第４数式ＭＥ４のように示せる。
　以上のようにして計算される線幅「Ａ２」は、次のステップＳ２０５において、各パターンが「１」を示すパターンであるか、「０」を示すパターンであるか、又は、そのどちらとも確定できないかを判断するための閾値を生成する基準値になる。
　ステップＳ２０５では、認識システム２は、ステップＳ２０４の結果に基づいて、「数列Ｗ」に基づいて再度判断を行い、数列データＳＱＸ２を生成する。具体的には、線幅「Ａ２」を「ｒ１」倍すると、「１」を示すパターンの長さが定まる。同様に、線幅「Ａ２」を「ｒ２」倍すると、「０」を示すパターンの長さが定まる。
　例えば、数列データＳＱＸ２を生成するための数式は、第５数式ＭＥ５のように示せる。図示する例では、「数列Ｗ」における各要素が、下限値「３．０×Ａ２」以上、かつ、上限値「５．５×Ａ２」以下の値であると、認識システム２は、「１」を示すパターンであると判断する。一方で、「数列Ｗ」における各要素が、下限値「０．４×Ａ２」以上、かつ、上限値「１．５×Ａ２」未満の値であると、認識システム２は、「０」を示すパターンであると判断する。さらに、「数列Ｗ」における各要素が、それ以外の値である場合には、認識システム２は、「数列Ｗ」における当該の要素をエラーと判断し、「－１」とする。このときエラーの要素に与える数は「１」および「０」以外であればよく、「－１」でなくともよい。また閾値である上記の各下限値および上限値を決定するために「Ａ２」に乗ずる数はこの例に寄らない。
　「数列Ｗ」における各要素は、ノイズ及び歪み等が影響する場合がある。そのため、「数列Ｗ」における各要素の値は、ばらつきやすい。そこで、ステップＳ２０４のように線幅「Ａ２」を計算し、ステップＳ２０５のような判断を行うと、認識システム２は、ばらつきがあっても、パターンの種類を精度良く判断できる。
　ステップＳ２０６では、認識システム２は、エラー部分を除いて、所定ビット数以上となる数列があるか否か判断する。図示する数列データＳＱＸ２では、「－１」となる要素を除いて連続する７つのビットが存在する例である。なお、エラーによって、所定ビット数以上となる部分数列が抽出できない場合には、例えば、認識システム２は、「ｉ＝ｉ＋１」とし、ステップＳ２０１に戻ってもよい。また、所定ビット数は、変数ｐ以上の数で設定する。
　ステップＳ２０７では、認識システム２は、数列データＳＱＸ２から、ステップＳ２０６で判定したビットから、所定ビット数の部分数列を抽出する。具体的には、この例では、認識システム２は、ステップＳ２０６で判定した連続する７ビットから、５ビットを所定ビット数とした場合の部分数列となる第１部分数列ＳＱＰ１、第２部分数列ＳＱＰ２及び第３部分数列ＳＱＰ３の３つの部分数列を抽出する。
　ステップＳ２０８では、認識システム２は、あらかじめ認識システム２に記憶されるＭ系列数列ＳＱＮと、ステップＳ２０７で抽出される第１部分数列ＳＱＰ１、第２部分数列ＳＱＰ２及び第３部分数列ＳＱＰ３とを照合して同一のビット数列がないか否か判断する。具体的には、ステップＳ２０７で抽出される第２部分数列ＳＱＰ２は、Ｍ系列数列ＳＱＮにおける第１部分ＳＱＮ１と一致する。同様に、ステップＳ２０７で抽出される第３部分数列ＳＱＰ３は、Ｍ系列数列ＳＱＮにおける第２部分ＳＱＮ２と一致する。なお、該当する部分がない場合には、例えば、認識システム２は、「ｉ＝ｉ＋１」とし、ステップＳ２０１に戻ってもよい。
　そして、Ｍ系列数列ＳＱＮのある部分数列が角度θのどこに該当するかはあらかじめ定まる。そのため、図示する例では、認識システム２は、被写体ＴＧが少なくともＭ系列数列ＳＱＮにおける第１部分ＳＱＮ１及び第２部分ＳＱＮ２の部分が見える姿勢であると判断できる。
　したがって、ステップＳ２０８によって、認識システム２は、一致した部分に該当する角度θを特定し、角度θに対応する仮想帯ＶＡを出力できる。このようにすると、認識システム２は、図１２及び図１３等のように、被写体ＴＧの姿勢、すなわち、表示マーカＭＫＶに基づいて定まる角度θに合わせた画像を重畳させるＡＲ処理を行うことができる。そして、認識システム２は、ＡＲ処理を行った画像を表示することができる。
　＜実験結果＞
　以下、下記のような実験条件で行った実験結果を示す。
 
　・ｐ＝５（Ｍ系列の１周期分の数列は、３１ビットとなる。）
　・太いパターンと、短いパターンの長さの比　４：１
　・媒体の全周囲　８２．５［ｃｍ］
　・仮想帯のスキャンデータ　頂点数５０００点程度
　・表示するフレーム数　１３［ｆｐｓ（フレーム毎秒）］
 
　上記のように、比が「４：１」とすると、「２：１」及び「３：１」等と比較して、認識システム２がパターンの長短を安定して認識できる結果となった。また、媒体の全周囲が７０［ｃｍ］乃至８０［ｃｍ］程度であると、ユーザが装着時に圧迫感又は緩み等を感じない大きさとすることができた。
　さらに、図１０に示すように、赤外線光ＬＩＲが投光され、かつ、図１１に示すように、再帰性反射材ＭＴを用いる構成であると、認識システム２がマーカＭＫを精度良く認識できる構成とすることができた。
　また、あらかじめ３Ｄスキャンで仮想帯のデータを生成する際に、ＣＧの元データから頂点数を０．０２［％］程度に削減し、上記の値となった仮想帯のデータを使用した。頂点数が多いと、リアルタイムにＡＲ処理を行った画像を出力することが難しくなる。そこで、実験では、頂点数を減らす調整をあらかじめ行った仮想帯のスキャンデータを使用した。
　さらに、実験では、認識システム２は、赤外線カメラ２１Ｂが撮影した赤外線画像ＩＭＧＩＲをＯｐｅｎＣＶ（登録商標）における２値化機能で２値化した画像を使用した。
　次に、実験では、２値化した画像に点状のノイズが現れたので、認識システム２に、ラベリング（連結成分抽出）処理を行わせた。そして、認識システム２に、ラベリング処理の結果から、３０００画素以下の面積となる領域を破棄させる設定とした。なお、設定した面積値は、ユーザが撮影装置２１に対して３［ｍ］以内に立つ条件を想定した設定値である。このようにすると、認識システム２は、小さな領域となって現れるノイズを除去することができた。
　また、認識システム２では、マーカＭＫの縦横比と、縦横比が異なる領域が破棄されるような設定とした。この実験では、縦横比αを「０．６５≦α≦１．１」と設定した。このような設定であると、上記の縦横比αの範囲から外れる領域は、破棄される。すなわち、表示マーカＭＫＶより大きく縦長又は横長に認識された領域は、ノイズと判断され、破棄される。
　以上のような設定とし、ノイズを除去すると、認識システム２では、マーカＭＫを精度良く認識できた。
　また、認識システム２では、マーカＭＫを含む矩形の領域の中心座標を計算して、仮想帯ＶＡを表示する中心座標とした。さらに、認識システム２では、マーカＭＫを含む矩形の領域のサイズから、仮想帯ＶＡを表示するサイズとした。
　以上のような条件の実験では、認識システム２が、赤外線画像ＩＭＧＩＲからマーカＭＫを認識するのを失敗する確率、いわゆる誤認識率は、約２．２［％］となった。
　また、実験では、４名（２０歳乃至２４歳の女性である。）の被験者に和服における帯の試着システムを利用してもらった。４名のうち、和服を週１回程度着る人は、３名であって、和服を全く着ない人は、１名であった。なお、和服を週１回程度着る３名は、和服の購入経験がある者であった。一方で、残りの１名は、和服の購入経験がない者であった。また、和服を週１回程度着る３名は、帯の購入において重視する項目は、「自分が所有する和服の色に帯の色及び柄が合うか」であった。
　被験者４名には、実験において、５分程度の説明を行った後、約１０分程度、和服における帯の試着システムによって試着を行ってもらった。試着では、被験者は、自身の体を回転させる、腕を上げる、及び、腕を下げる等の動作を行った。
　試着後、被験者からは、下記のような回答が得られた。
 
　・簡単に疑似的な試着を行うことができた。特に、複数の種類の帯を試着する場合は有用である。
　・仮想帯ＶＡが帯結びをした状態で表示されるため、実際に帯結びをした場面をイメージしやすい。
　・和服を着用する経験がない人は、和服及び帯についての知識がない人が近くにいなくても帯の試着を行うことができる。
 
　和服における帯は、装着するのに時間と技術が必要となる場合が多い。そのため、特に和服の着用経験がない人にとって、多数の種類を試着することは、困難な場合が多い。また、帯は、結ぶと、帯にシワが残りやすい。そのため、結んでしまうと商品価値が下がってしまうため、実物の試着でも、帯の試着は、帯を結ばず、体にあてがうようにして試着する場合が多い。
　そこで、本発明に係るＡＲシステム１００のように、まず、マーカＭＫを生成して、マーカＭＫを認識システムに用いる。図６に示すような表示マーカＭＫＶであると、人体の胴部分のような円筒形の立体物であっても、認識システムが精度良く認識することができる。そのため、図１２（Ｂ）のように、仮想的に帯を試着した様子をユーザに表示することができる。
　なお、試着の対象となる衣類は、帯に限られない。すなわち、帯以外の種類が試着の対象となってもよい。
　＜その他の効果＞
　図１５は、和服における帯の試着システムによる効果の一例（その２）を示す図である。図示するように、認識システム２は、マーカの一部が手等によって隠されても、マーカを認識して処理後画像ＩＭＧ２を表示できる。
　具体的には、図１５（Ａ）に示す第３赤外線画像ＩＭＧＩＲ３は、認識対象となる第３表示マーカＭＫＶ３は、ユーザの手によって、マーカの一部分ＭＫＶ３Ｐが隠されている状態を示す画像である。このような状態であっても、認識システム２は、図１５（Ｂ）に示すような第３処理後画像ＩＭＧ２３を表示できる。
　例えば、図９に示すように、「ｐ＝３」である場合には、少なくとも３ビット分が認識できれば、認識システム２は、角度θを計算できる。すなわち、本発明に係るマーカＭＫを用いれば、変数ｐで定まるビット数以上のパターンが隠れずにいれば、認識システム２は、マーカＭＫを認識し、かつ、角度θを計算し、マーカＭＫ部分に対してＡＲ処理を行った画像を表示することができる。
　＜マーカを示す媒体の変形例＞
　図１６は、表示マーカが形成された媒体の変形例を示す図である。マーカＭＫは、例えば、図示するように、角度θ以外の情報を示してもよい。例えば、マーカＭＫは、角度θを示す角度パターンＰＡＧと、ＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）データＳＱＩＤを示すＩＤパターンＰＩＤとを有するマーカ（以下「ＩＤ付マーカＭＫＩＤ」という。）でもよい。
　図示するように、ＩＤ付マーカＭＫＩＤを使用すると、認識システム２は、角度パターンＰＡＧから角度θを特定できる。さらに、ＩＤ付マーカＭＫＩＤを使用すると、認識システム２は、ＩＤデータＳＱＩＤを特定できる。ＩＤデータＳＱＩＤがあると、例えば、認識システム２は、１つの画像内に、マーカが２つ以上写った場合であっても、ＩＤによって、マーカを識別できる。ゆえに、認識システム２は、例えば、ＡＲ処理で重畳させる画像をＩＤによって使い分けたり、被写体の種類を特定したりすることができる。なお、追加する情報は、ＩＤに限られず、他の種類のデータでもよい。
　＜マーカ生成装置の機能構成例＞
　図１７は、マーカ生成装置の機能構成例を示す機能ブロック図である。例えば、マーカ生成装置１０は、データ生成部１０Ｆ１と、部分マーカ生成部１０Ｆ２と、表示マーカ生成部１０Ｆ３とを含む機能構成である。以下、図示する機能構成を例に説明する。
　データ生成部１０Ｆ１は、Ｍ系列となるデータを生成するデータ生成手順を行う。例えば、データ生成部１０Ｆ１は、ＣＰＵ１０Ｈ１等によって実現される。
　部分マーカ生成部１０Ｆ２は、データ生成部１０Ｆ１が生成するデータを構成するビットに応じた第１色及び第２色のパターンを配置して部分マーカＭＫＰを生成する部分マーカ生成手順を行う。例えば、部分マーカ生成部１０Ｆ２は、ＣＰＵ１０Ｈ１等によって実現される。
　表示マーカ生成部１０Ｆ３は、部分マーカ生成部１０Ｆ２が生成する部分マーカＭＫＰと、部分マーカＭＫＰ１を反転させた反転マーカＭＫＰ２とを組み合わせて、表示マーカＭＫＶを生成する表示マーカ生成手順を行う。例えば、表示マーカ生成部１０Ｆ３は、ＣＰＵ１０Ｈ１等によって実現される。
　以上のような構成であると、マーカ生成装置１０は、データ生成部１０Ｆ１によって図４に示すようなＭ系列データＤＭを生成できる。そして、「１」及び「０」に対応する長さのパターンを配置すると、マーカ生成装置１０は、部分マーカ生成部１０Ｆ２によって、１周期分のＭ系列データＤＭを示す図５に示すような部分マーカＭＫＰを生成できる。次に、マーカ生成装置１０は、表示マーカ生成部１０Ｆ３によって、図６に示すように、部分マーカＭＫＰ１と、反転マーカＭＫＰ２と組み合わせて、２周期のＭ系列データＤＭを示す表示マーカＭＫＶを生成する。
　以上のように生成された表示マーカＭＫＶが使用されると、認識させたい被写体が立体物であっても、図８のように巻き付けて取り付けることができる。そのため、被写体が様々な角度から撮影されたり、一部が隠されたりしても、認識システム２が、精度良く認識することができる。また、認識システム２は、表示マーカＭＫＶが有するパターンから、被写体の姿勢、すなわち、角度θを認識することができる。
　また、従来の方法は、バーコード等のマーカについてその情報コードの全体を認識し、読まなければならないため、立体物のどの方向からでも読めるようにするためには、どの角度からでもその情報コードの１つ分がすべて認識できるように複数配置しなければならない。そのため、立体物の曲面によって情報コードが歪んだり、一部が隠れたりすると、従来の方法では、認識処理等において、マーカが精度良く認識されない場合がある。
　一方で、本発明に係る一実施形態では、単一のマーカで、立体物を精度良く認識するためのマーカが生成できる。
　また、本発明に係る一実施形態の表示マーカは、必ずしもその全体が読み取りにおいて認識されずともよく、データのうち、Ｍ系列の変数ｐで定まるビットによる数列に該当するパターン部分のみを少なくとも認識し、読み取ることができれば、その表示マーカが付された立体物の向きを知ることができる。
　＜その他の実施形態＞
　立体物は、回転体であるのが望ましい。例えば、立体物は、球体、錐体、角柱又は立方体等でもよい。また、回転体は、円筒形であるのがより望ましい。例えば、マグカップ、植木鉢、ワインボトル又は花瓶等の被写体を認識させる被写体としてもよい。
　なお、立体媒体は、立体物に貼り付けられる物体であれば、素材は問わない。又は、立体媒体は、被写体の一部であってもよい。すなわち、立体媒体と被写体は、一体の構成でもよい。
　また、表示マーカは、ＡＲシステムに使用されるに限られない。すなわち、表示マーカは、物体の検出又はトラッキング等の認識処理に使用されてもよい。
　なお、各装置は、１台の装置で実現されなくともよい。すなわち、各装置は、複数の装置で構成されてもよい。例えば、複数の装置を有する情報処理システムは、各処理を分散、並列又は冗長して行ってもよい。
　なお、本発明に係る各処理の全部又は一部は、アセンブラ等の低水準言語又はオブジェクト指向言語等の高水準言語で記述され、コンピュータにマーカ生成方法を実行させるためのプログラムによって実現されてもよい。すなわち、プログラムは、情報処理装置又は複数の情報処理装置を有する情報処理システム等のコンピュータに各処理を実行させるためのコンピュータプログラムである。
　したがって、プログラムに基づいて生成方法が実行されると、コンピュータが有する演算装置及び制御装置は、各処理を実行するため、プログラムに基づいて演算及び制御を行う。また、コンピュータが有する記憶装置は、各処理を実行するため、プログラムに基づいて、処理に用いられるデータを記憶する。
　また、プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されて頒布することができる。なお、記録媒体は、補助記憶装置、磁気テープ、フラッシュメモリ、光ディスク、光磁気ディスク又は磁気ディスク等のメディアである。さらに、プログラムは、電気通信回線を通じて頒布することができる。
　以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は、上記に説明した実施形態等に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、実施形態は、種々の変形又は変更が可能である。
　本国際出願は、２０１７年８月１５日に出願された日本国特許出願２０１７－１５６９５９号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容を本国際出願に援用する。
１００　ＡＲシステム
１　マーカ生成システム
１０　マーカ生成装置
１１　プリンタ
２　認識システム
２１　撮影装置
２２　認識装置
ＭＫ　マーカ
ＭＫＰ　部分マーカ
ＭＫＶ　表示マーカ
ＴＧ　被写体
ＭＤ　媒体
ＤＭ　Ｍ系列データ

Claims (9)

  1. 　立体物に表示する表示マーカを生成するマーカ生成装置であって、
    　Ｍ系列となるデータを生成するデータ生成部と、
    　前記データを構成するビットに応じた第１色及び第２色のパターンを配置して部分マーカを生成する部分マーカ生成部と、
    　前記部分マーカと、前記部分マーカにおける前記第１色及び前記第２色を反転させた反転マーカとを組み合わせて前記表示マーカを生成する表示マーカ生成部と
    を含むマーカ生成装置。
  2. 　前記立体物は、回転体である請求項１に記載のマーカ生成装置。
  3. 　前記回転体は、円筒形である請求項２に記載のマーカ生成装置。
  4. 　前記表示マーカは、前記部分マーカが有する最初のパターンと、前記反転マーカが有する最後のパターンとがつながり、
    　前記最初のパターンと、前記最後のパターンとが異なる色となる請求項１に記載のマーカ生成装置。
  5. 　前記部分マーカ及び前記反転マーカは、１周期分の前記データをそれぞれ示し、
    　前記表示マーカは、２周期分の前記データを示す請求項１に記載のマーカ生成装置。
  6. 　Ｍ系列となるデータを生成するデータを構成するビットに応じた第１色及び第２色のパターンを配置した部分マーカと、
    　前記部分マーカにおける前記第１色及び前記第２色を反転させたパターンを配置した反転マーカと
    を組み合わせた表示マーカを示す立体媒体。
  7. 　立体物に表示する表示マーカを生成するコンピュータにマーカ生成方法を実行させるためのプログラムが記録された記録媒体であって、
    　コンピュータが、Ｍ系列となるデータを生成するデータ生成手順と、
    　コンピュータが、前記データを構成するビットに応じた第１色及び第２色のパターンを配置して部分マーカを生成する部分マーカ生成手順と、
    　コンピュータが、前記部分マーカと、前記部分マーカにおける前記第１色及び前記第２色を反転させた反転マーカとを組み合わせて前記表示マーカを生成する表示マーカ生成手順と
    を実行させるためのプログラムが記録された記録媒体。
  8. 　立体物に表示する表示マーカを生成するマーカ生成装置と、前記表示マーカを認識する認識装置とを有する情報処理システムであって、
    　前記マーカ生成装置は、
    　Ｍ系列となるデータを生成するデータ生成部と、
    　前記データを構成するビットに応じた第１色及び第２色のパターンを配置して部分マーカを生成する部分マーカ生成部と、
    　前記部分マーカと、前記部分マーカにおける前記第１色及び前記第２色を反転させた反転マーカとを組み合わせて前記表示マーカを生成する表示マーカ生成部と
    を含み、
    　前記認識装置は、
    　前記表示マーカに基づいて、前記立体物の角度を計算する計算部
    を含む
    情報処理システム。
  9. 　立体物に表示する表示マーカを生成するマーカ生成装置が行うマーカ生成方法であって、
    　マーカ生成装置が、Ｍ系列となるデータを生成するデータ生成手順と、
    　マーカ生成装置が、前記データを構成するビットに応じた第１色及び第２色のパターンを配置して部分マーカを生成する部分マーカ生成手順と、
    　マーカ生成装置が、前記部分マーカと、前記部分マーカにおける前記第１色及び前記第２色を反転させた反転マーカとを組み合わせて前記表示マーカを生成する表示マーカ生成手順と
    を含むマーカ生成方法。
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WO2022177007A1 (ja) * 2021-02-22 2022-08-25 株式会社楽日 拡張現実デザイン印刷システム

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