(57)【要約】【課題】  物体の画像を指示サイズで投影する。【解決手段】  原画像に含まれる物体画像の指示サイズを入力し(S16)、画像投影装置の特性を入力し(S18)、画像投影装置と投影面の間の投影距離を入力する(S17)。原画像のサイズ、指示サイズ、画像投影装置の特性および投影距離に基づき原画像をサイズ変換して、画像投影装置によって指示サイズに相当する物体画像を投影面に投影するための画像を生成する(S19)。【選択図】  図3
2010252270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原画像に含まれる物体画像の指示サイズ、画像投影装置の特性、および、前記画像投影装置と投影面の間の投影距離を入力する入力手段と、
前記原画像のサイズ、前記指示サイズ、前記特性および前記投影距離に基づき前記原画像をサイズ変換して、前記画像投影装置によって前記指示サイズに相当する物体画像を投影面に投影するための画像を生成する生成手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記画像投影装置の特性は、前記画像投影装置の、光学部の焦点距離と光の通過を制御するデバイスの素子サイズを含むことを特徴とする請求項1に記載された画像処理装置。
【請求項３】
さらに、前記原画像を表示し、ユーザが前記物体画像の部位を指定し、前記部位の長さを前記指示サイズとして入力するためのユーザインタフェイスをモニタに表示させる表示手段を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載された画像処理装置。
【請求項４】
前記ユーザインタフェイスは前記投影面に少なくも投影すべき前記原画像上の投影領域をユーザが指定する機能を有し、前記生成手段は、前記投影面に投影される画像において、前記投影領域が欠損する場合は警告を発することを特徴とする請求項3に記載された画像処理装置。
【請求項５】
前記生成手段は、前記原画像のサイズ、前記部位に相当する画素数、前記指示サイズ、前記焦点距離、前記投影距離、および、前記素子サイズに基づき前記原画像を解像度変換し、前記解像度変換後の画像のサイズを前記原画像のサイズに一致させた画像を生成することを特徴とする請求項3に記載された画像処理装置。
【請求項６】
原画像に含まれる物体画像の指示サイズ、画像投影装置の特性、および、前記画像投影装置と投影面の間の投影距離を入力し、
前記原画像のサイズ、前記指示サイズ、前記特性および前記投影距離に基づき前記原画像をサイズ変換して、前記画像投影装置によって前記指示サイズに相当する物体画像を投影面に投影するための画像を生成することを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
コンピュータ装置を制御して、請求項1から請求項5の何れか一項に記載された画像処理装置の各手段として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項８】
請求項7に記載されたプログラムが記録されたことを特徴とするコンピュータが読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を投影する際の画像処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータの普及により、三次元コンピュータ支援設計(3DCAD)などを用いて、商品などがデザインされるようになった。3DCADを用いて商品をデザインし、コンピュータグラフィックス(CG)表示によってデザインを確認するためには、商品の形状や色だけはでなく、商品の大きさも正確に再現することが望まれる。
【０００３】
物体の大きさをプロジェクタで正確に再現する技術としては、特許文献1に開示された技術がある。この技術は、被写体を撮影した際の撮影情報であるカメラと被写体の距離、カメラの焦点距離などと、プロジェクタの投影距離に基づいて画像サイズを変換し、被写体をリアルサイズで投影する。
【０００４】
しかし、特許文献1の技術は、リアルサイズで再現可能な対象物が、カメラで撮影した被写体に限定され、3DCADでデザインした商品のような物体のサイズを再現することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2005-107215公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、物体の画像を指示サイズで投影することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記の目的を達成する一手段として、以下の構成を備える。
【０００８】
本発明にかかる画像処理は、原画像に含まれる物体画像の指示サイズ、画像投影装置の特性、および、前記画像投影装置と投影面の間の投影距離を入力し、前記原画像のサイズ、前記指示サイズ、前記特性および前記投影距離に基づき前記原画像をサイズ変換して、前記画像投影装置によって前記指示サイズに相当する物体画像を投影面に投影するための画像を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、物体の画像を指示サイズで投影することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例の画像処理装置の構成例を示すブロック図、
【図２】画像処理装置の機能構成例を示すブロック図、
【図３】画像処理装置が実行する画像処理を説明するフローチャート、
【図４】UIの一例を示す図、
【図５】プロジェクタの構造の概略を示す図、
【図６】サイズ変換部の処理を説明するフローチャート、
【図７】指示サイズ、投影距離、焦点距離、素子サイズの関係を示す図、
【図８】原画像を拡大した場合の処理を示す図、
【図９】原画像を縮小した場合の処理を示す図、
【図１０】実施例2の機能構成例を示すブロック図、
【図１１】実施例2の画像処理を説明するフローチャート、
【図１２】実施例2のUIの一例を示す図、
【図１３】警告を示すUIの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明にかかる実施例の画像処理を図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
［装置の構成］
図1は実施例の画像処理装置11の構成例を示すブロック図である。
【００１３】
CPU401は、ランダムアクセスメモリ(RAM)403をワークメモリとして、リードオンリメモリ(ROM)402およびハードディスクドライブ(HDD)408に格納されたプログラムを実行する。そして、システムバス404を介して、後述する各構成を制御することで、後述する画像処理を含む様々な処理を実行する。
【００１４】
入力インタフェイス(I/F)405は、キーボードやマウス、ディジタルカメラ、スキャナ、三次元レーザスキャナなどの入力デバイス406を接続する例えばUSBやIEEE1394などのシリアルバスインタフェイスである。CPU401は、入力I/F405を介して、入力デバイス406からデータを読み込むことが可能である。
【００１５】
HDD I/F407は、HDD408や光ディスクドライブなどの二次記憶装置を接続する例えばシリアルATA(SATA)などのインタフェイスである。CPU401は、HDD I/F407を介して、HDD408からデータを読み出し、HDD408にデータを書き込むことが可能である。さらに、CPU401は、HDD408に格納されたデータをRAM403にロードし、同様に、RAM403が記憶するデータをHDD408に保存することができる。そして、CPU401は、RAM403にロードしたデータをプログラムと見做して実行することが可能である。
【００１６】
ビデオI/F409は、モニタ410を接続するインタフェイスである。CPU401は、ビデオI/F409を制御して、任意の文字列、画像、ユーザインタフェイス(UI)をモニタ410に表示することができる。
【００１７】
出力I/F411は、プリンタ、プロッタ、フィルムレコーダ、プロジェクタなどの出力デバイス412を接続するシリアルバスインタフェイスである。CPU401は、出力I/F411を介して、出力デバイス412にデータを送り、印刷、記録、投影などを実行させることができる。なお、USBなどの双方向通信インタフェイスを利用する場合、入力I/F405と出力I/F411は一つにまとめることができる。
【００１８】
ネットワークインタフェイスカード(NIC)413は、ネットワーク414に接続するためにインタフェイスである。
【００１９】
［機能構成］
図2は画像処理装置11の機能構成例を示すブロック図である。なお、詳細は後述するが、図3に示す処理手順を記述したコンピュータが実行可能なプログラムがROM402またはHDD408に予め格納されている。CPU401は、ユーザの指示に従い当該プログラムをRAM403にロードし、当該プログラムを実行することにより、図2に示す機能構成が実現され、図3に示す画像処理が開始される。
【００２０】
UI表示部101は、ユーザが投影する画像を指示したり、物体画像の表示サイズを指定するためのUIをモニタ410に表示する。画像取得部102は、ユーザが指示する画像を例えばHDD408から入力し、入力した画像をバッファメモリ109に格納する。サイズ取得部103は、ユーザが指定する物体画像の表示サイズ（以下、指示サイズ）を入力し、指示サイズをバッファメモリ109に格納する。
【００２１】
プロジェクタ特性取得部105は、プロジェクタ特性保持部108からプロジェクタ12の特性を取得する。投影距離取得部106は、プロジェクタ12と投影面の距離（以下、投影距離）を取得し、取得した投影距離をバッファメモリ109に格納する。
【００２２】
サイズ変換部107は、バッファメモリ109が記憶するサイズと投影距離、プロジェクタ特性取得部105が取得したプロジェクタ特性に基づき、バッファメモリ109が記憶する画像のサイズを変換する。出力部104は、サイズ変換部107が変換した画像をプロジェクタ12に出力する。
【００２３】
プロジェクタ特性保持部108は、例えばHDD408などに割り当てられる不揮発性のメモリ領域であり、プロジェクタ12の特性などを保持する。バッファメモリ109は、処理途中の演算結果を一時保存する、例えばRAM403に割り当てられるメモリである。
【００２４】
プロジェクタ12は、例えは出力I/F411を介して、画像処理装置11に接続される出力デバイス412である。
【００２５】
［画像処理］
図3は画像処理装置11が実行する画像処理を説明するフローチャートである。
【００２６】
CPU401は、UI表示部101により、ユーザが投影する画像や指示サイズを指示するためのUIをモニタ410に表示する(S11)。
【００２７】
図4はUIの一例を示す図である。ユーザは、プロジェクタ12によって投影する画像（以下、原画像）のファイル名を画像ファイル名入力部1001に入力するか、参照ボタンを利用してファイル名を選択する。また、原画像のファイル名を入力または指定した後、画像表示ボタン1002を押すと、原画像がサイズ指定部1003に表示される。
【００２８】
ユーザは、マウスを操作して、サイズ指定部1003の物体画像上に線分を描き、当該線分の長さ（投影した際の線分の長さに相当する）をサイズ入力部1006に入力する。ユーザは、例えば、サイズ指定部1003に表示された原画像が表す物体の特定の部位（例えば幅や高さ）に相当する線分を描き、当該部位の実空間におけるサイズをサイズ入力部1006に入力する。なお、線分の向きは、線分と物体のサイズの関係を表すことができれば、縦横に限らず斜めでも構わない。
【００２９】
また、ユーザは、投影距離入力部1004に、プロジェクタ12と投影面の間の投影距離を入力する。ユーザが原画像のファイル名、指示サイズ、投影距離を入力した後、画像投影ボタン1005を押すことで、CPU401は、続く処理を実行する。
【００３０】
CPU401は、画像表示ボタン1002が押されたか否かを判定する(S12)。画像表示ボタン1002が押された場合、画像取得部102により、画像ファイル名入力部1001に入力または指定されたファイル名の画像を原画像として取得し、バッファメモリ109に保存する(S13)。そして、UI表示部101により、バッファメモリ109が記憶する原画像をサイズ指定部1003に表示する(S14)。
【００３１】
次に、CPU401は、画像投影ボタン1005が押されたか否かを判定する(S15)。画像投影ボタン1005が押された場合、サイズ取得部103により、サイズ入力部1006に入力された指示サイズを取得する(S16)。具体的には、サイズ取得部103は、ユーザが描いた線分の画素数（以下、線分サイズ）と、サイズ入力部1006に入力されたサイズ（以下、指示サイズ）を取得し、それらをバッファメモリ109に保存する。なお、線分サイズは、モニタ410の解像度に基づく画素数ではなく、原画像の解像度に基づく画素数である。例えば、モニタ410の解像度が72dpiで、原画像の解像度が300dpiの場合、モニタ410上の画素数を300/72倍して線分サイズにする。
【００３２】
次に、CPU401は、投影距離取得部106により、投影距離入力部1004に入力された投影距離を取得し、投影距離をバッファメモリ109に保存する(S17)。そして、プロジェクタ特性取得部105により、プロジェクタ特性保持部108からプロジェクタ12の特性を取得する(S18)。
【００３３】
図5はプロジェクタ12の構造の概略を示す図である。
【００３４】
プロジェクタ12の発光ランプ201から射出される光は、反射ミラー202〜203によって、赤(R)、緑(G)、青(B)の三色に分離される。分離されたR光は反射ミラー205を介して、G光は直接、B光は反射ミラー206を介して、それぞれ光の通過を制御するマイクロデバイス207〜209に入射し、各色の像が形成される。そして、合成器210によって各色の像が合成され、集光器211、光学部であるレンズ212を通って投影光が射出される。
【００３５】
本実施例においてプロジェクタの特性は、集光器211とレンズ212の間の焦点距離、および、マイクロデバイス207、208、209の素子サイズである。
【００３６】
次に、CPU401は、詳細は後述するが、サイズ変換部107により、バッファメモリ109が記憶する指示サイズ、投影距離、プロジェクタ12の特性に基づき、バッファメモリ109が記憶する原画像のサイズを変換する(S19)。そして、出力部104により、サイズを変換した画像（以下、変換画像）をプロジェクタ12に出力し(S20)、プロジェクタ12に変換画像を投影させる。
【００３７】
［サイズ変換部］
図6はサイズ変換部107の処理を説明するフローチャートである。
【００３８】
サイズ変換部107は、バッファメモリ109から、原画像の画素数（幅W×高さH）を取得し(S91)、線分サイズPと指示サイズRを取得する(S92)。さらに、投影距離D1を取得し(S93)、プロジェクタ12の焦点距離D2と素子サイズLを取得する(S94)。そして、ユーザが描いた線分を指示サイズRで投影するための画素数Nを算出する(S95)。
【００３９】
図7は指示サイズR、投影距離D1、焦点距離D2、素子サイズLの関係を示す図である。マイクロデバイス207、208、209を通過した光は、集光器211に集光され、レンズ212を通過して投影面213に投影される。従って、投影面213に指示サイズRの線分を投影するために必要な線分の画素数Nは下式によって計算することができる。
N = (D2/D1)(Z×R/L)      …(1)
ここで、線分が横方向に描かれた場合はZ=W、
線分が縦方向に描かれた場合はZ=H。
【００４０】
次に、サイズ変換部107は、線分サイズP（画素数）が画素数Nになるように原画像を拡大または縮小（解像度変換）する(S96)。解像度変換には、例えばニアレストネイバ法、バイリニア法など周知の方法を用いる。解像度変換後の画像のサイズWx×Hx（画素数）は次式で表される。
Wx = W×N/P
Hx = H×N/P      …(2)
【００４１】
次に、サイズ変換部107は、原画像の画素数と、解像度変換した画像の画素数が等しくなるように、解像度変換した画像を処理して変換画像にする(S97)。
【００４２】
図8は原画像を拡大した場合の処理を示す図である。原画像を拡大した場合は、ユーザが描いた線分を中心として解像度変換した画像をクロップしてW×H画素の画像にする。また、図9は原画像を縮小した場合の処理を示す図である。原画像を縮小した場合は、ユーザが描いた線分を中心として解像度変換した画像の周囲にダミー画素を付加してW×H画素の画像にする。ダミー画素の値は、どのような値でもよいが、例えば白色を値（8ビットRGB画像であればR=255, G=255, B=255）を付加する。
【００４３】
このように原画像を変換した変換画像をプロジェクタ12によって投影すれば、ユーザが描いた線分が指示サイズRで表示される投影画像、つまり、原画像が再現する物体をユーザが指定するリアルサイズで再現する投影画像が得られる。言い換えれば、プロジェクタ特性と投影距離から原画像をサイズ変換して、ユーザが指定するサイズの物体画像を投影することができる。
【実施例２】
【００４４】
以下、本発明にかかる実施例2の画像処理を説明する。なお、実施例2において、実施例1と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００４５】
図8、9に示すように、解像度変換した画像をクロップするか、ダミー画素を追加することにより、原画像の画像サイズに一致した変換画像を生成する。原画像を拡大してクロップする場合、原画像に含まれる物体画像の一部が欠ける可能性がある。実施例2は、原画像上の投影すべき領域（以下、投影領域）をユーザに指定させることで、この問題を防ぐ。
【００４６】
［機能構成］
図10は実施例2の機能構成例を示すブロック図である。
【００４７】
画像処理装置11は、実施例1の機能構成に加えて投影領域取得部110と警告部111を有する。投影領域取得部110は、UIによってユーザが指定する投影領域を取得する。警告部111は、指定され投影領域に、原画像のサイズ変換により投影できない場合に警告を発する。
【００４８】
［画像処理］
図11は実施例2の画像処理を説明するフローチャートである。図3に示す実施例1の画像処理と異なる部分を中心に説明する。
【００４９】
CPU401は、画像投影ボタン1005が押されると(S15)、投影領域取得部110により、投影領域を取得する(S21)。その後、実施例1と同様の処理によって、原画像のサイズを変換し(S20)、警告部111により、変換画像に投影領域が含まれるか否かを判定する(S22)。そして、変換画像に投影領域が含まれる場合は変換画像を出力する(S23)。一方、変換画像において投影領域の一部が欠けるなど、変換画像に投影領域の少なくとも一部が含まれない場合は、警告部111とUI表示部101により、警告を発して(S23)、処理をステップS14に戻す。
【００５０】
図12は実施例2のUIの一例を示す図である。ユーザは、サイズ/投影領域指定部1007によって、物体のサイズの指定と投影領域の指定が可能である。つまり、投影領域指定ボタン1008を押するとサイズ/投影領域指定部1007に矩形1009が表示され、ユーザはマウス操作によって矩形1009を拡大、縮小、移動して、原画像の一部領域を投影領域に指定することができる。投影領域取得部110は、このようにユーザが指定した矩形が表す投影領域の左上および右下の座標（原画像における座標）を取得する。
【００５１】
投影領域の左上の座標がV1(x1, y1)、右下の座標がV2(x2, y2)だとすると、原画像の拡大後の投影領域の座標V1'、V2'は下式で表される。
V1' = (x1×N/P, y1×N/P)
V2' = (x2×N/P, y2×N/P)      …(3)
【００５２】
CPU401は、警告部111により、サイズ変換部107によって原画像が拡大されクロップされた場合、変換画像に座標V1'、V2'を対角頂点とする矩形領域が欠損することなく含まれるか否かを判定し、その判定結果に応じて処理を分岐する。
【００５３】
図13は警告を示すUIの一例を示す図である。CPU401は、警告部111とUI表示部101により、投影距離またはズーム倍率を変更する必要がある旨を示すUIをモニタ410に表示する。なお、ズーム倍率の変更は焦点距離D2の変更に相当し、ユーザは、プロジェクタ12の設定を変更することになる。
【００５４】
［変形例］
上記では、ユーザが物体の幅に相当する線分を描き、物体の横幅を指定する例を説明した。物体のサイズの指定は、横幅に限るものではなく、高さや、対角線のように斜めでもよい。つまり、物体の任意の部位を線分を用いて指定することができる。斜めの線分が描かれた場合、線分サイズPの縦成分または横成分と、指示サイズRの縦成分または横成分が一致するように、上述したサイズ変換を行えばよい。
【００５５】
また、プロジェクタ12の特性を予めプロジェクタ特性保持部108に保持する例を説明した。が、UIを介してユーザがプロジェクタ特性を入力してもよいし、シリアルバスを介して画像処理装置11とプロジェクタ12が通信してプロジェクタ特性を取得してもよい。勿論、投影距離も距離センサによって取得してもよい。
【００５６】
また、上記では、プロジェクタ12を液晶プロジェクタとして説明したが、例えば、ディジタル光処理表示装置（DLPD装置）など、他の方式のプロジェクタでもよい。さらに、プロジェクタに限らず、投影面に画像を投影する機器であればよい。
【００５７】
［他の実施例］
本発明は、上記実施例の機能を実現するプログラムを記録した記録媒体（または記憶媒体）を装置（またはシステム）に供給し、装置のコンピュータ（CPUやMPU）が記録媒体から読み出したプログラムを実行することでも実現される。この場合、記録媒体に格納されたプログラムが上記実施例の機能を実現し、そのプログラムと、そのプログラムを記憶するコンピュータが読み取り可能な記録媒体は本発明を構成する。
【００５８】
また、プログラムの実行により上記機能が実現されるだけではない。つまり、プログラムの指示により、コンピュータ上で稼働するオペレーティングシステム(OS)および/または他のプログラムなどが実際の処理または制御の一部または全部を行い、それによって上記機能が実現される場合も含む。また、プログラムは、コンピュータに接続された機能拡張カードやユニットなどのデバイスのメモリに格納されていてもよい。つまり、プログラムの指示により、デバイスのCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、それによって上記機能が実現される場合も含む。本発明を記録媒体に適用する場合、その記録媒体には、先に説明したフローチャートに対応または関連するプログラムが格納される。
【図１】
2010252270.tif 000003
【図２】
2010252270.tif 000004
【図３】
2010252270.tif 000005
【図４】
2010252270.tif 000006
【図５】
2010252270.tif 000007
【図６】
2010252270.tif 000008
【図７】
2010252270.tif 000009
【図８】
2010252270.tif 000010
【図９】
2010252270.tif 000011
【図１０】
2010252270.tif 000012
【図１１】
2010252270.tif 000013
【図１２】
2010252270.tif 000014
【図１３】
2010252270.tif 000015