(57)【要約】【課題】  高精細画像伝送システムにおいて、資料画像（低品質画像領域）を含む全体画像を品質を落とすことなく遠隔地に伝送する。【解決手段】  本発明は、カメラで撮影された実空間の全体画像を取得し、資料画像記憶手段から講師が提示する資料画像を取得して、該全体画像と該資料画像の画像品質が整合するように、該資料画像を変換し、画像品質が整合した画像を資料画像表示手段に出力し、資料画像表示手段にこれを表示する。資料画像表示手段煮に表示された画像品質が整合した画像を含む全体映像をカメラで撮影して、その映像をネットワークを介して受信装置に送信する。【選択図】  図１
2010028541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影手段で撮影された高品質映像を、ネットワークを介して遠隔地の受信装置に伝送する高精細画像伝送装置であって、
資料画像を蓄積する資料画像記憶手段と、
前記撮像手段から実空間の全体画像を取得し、前記資料画像記憶手段から前記資料画像を取得して、該全体画像と該資料画像の画像品質が整合するように、該資料画像を変換し、画像品質が整合した画像を資料画像表示手段に出力する画像制御手段と、
前記資料画像表示手段に表示された前記画像品質が整合した画像を含む全体映像を前記撮影手段から取得して、前記ネットワークを介して前記受信装置に送信する画像送信手段と、
を有することを特徴とする高精細画像伝送装置。
【請求項２】
前記画像制御手段は、
前記資料画像を変換する際に、画素数に基づいて解像度変換を行う手段を含む
請求項１記載の高精細画像伝送装置。
【請求項３】
前記画像制御手段は、
前記資料画像を変換する際に、色空間に基づいて解像度変換を行う手段を含む
請求項１記載の高精細画像伝送装置。
【請求項４】
撮影手段で撮影された高品質映像を、ネットワークを介して遠隔地の受信装置に伝送する高精細画像伝送装置であって、
資料画像を蓄積する資料画像記憶手段と、
前記撮像手段から実空間の全体画像を取得し、前記資料画像記憶手段から前記資料画像を取得して、該全体画像と該資料画像の画像品質が整合するように、該資料画像を変換し、該全体画像と合成した画像を出力する画像合成手段と、
前記画像合成手段から取得した前記合成した画像を、前記ネットワークを介して前記受信装置に送信する画像送信手段と、
を有することを特徴とする高精細画像伝送装置。
【請求項５】
前記画像合成手段は、
前記資料画像を変換する際に、画素数に基づいて解像度変換を行う手段を含む
請求項４記載の高精細画像伝送装置。
【請求項６】
前記画像合成手段は、
前記資料画像を変換する際に、色空間に基づいて解像度変換を行う手段を含む
請求項４記載の高精細画像伝送装置。
【請求項７】
撮影手段で撮影された高品質映像を、ネットワークを介して遠隔地の受信装置に伝送する高精細画像伝送方法において、
前記撮像手段から実空間の全体画像を取得し、資料画像が格納されている資料画像記憶手段から前記資料画像を取得して、該全体画像と該資料画像の画像品質が整合するように、該資料画像を変換し、画像品質が整合した画像を資料画像表示手段に出力し、
前記資料画像表示手段に表示された前記画像品質が整合した画像を含む全体映像を前記撮影手段から取得して、前記ネットワークを介して前記受信装置に送信する
ことを特徴とする高精細画像伝送方法。
【請求項８】
撮影手段で撮影された高品質映像を、ネットワークを介して遠隔地の受信装置に伝送する高精細画像伝送方法において、
前記撮像手段から実空間の全体画像を取得し、資料画像が格納された資料画像記憶手段から前記資料画像を取得して、該全体画像と該資料画像の画像品質が整合するように、該資料画像を変換し、該全体画像と合成し、
前記合成した画像を、前記ネットワークを介して前記受信装置に送信する
ことを特徴とする高精細画像伝送方法。
【請求項９】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の高精細画像伝送装置を構成する各手段としてコンピュータを機能させるための高精細画像伝送プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高精細画像伝送装置及びプログラムに係り、特に、遠隔教育における講義映像の制作を支援するための高精細画像伝送装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
４Ｋ映像（ハイビジョンの４倍以上の高精細な画像）など高品質映像を用いて、講義形式の遠隔教育を行う場合、映像の高品質を活かして様々な補助的な資料として、実物を提示する、または、モニタなどの表示装置で画像を表示することが多く行われている（例えば、非特許文献１参照）。画像をモニタなどの表示装置で表示する場合は、様々な資料を用いることができ、教育効果は大きい。その画像の解像度、色再現性を予め講義全景を収録する撮影システムならびに遠隔で視聴に用いる表示システムと合わせることは教育効果を高める上で重要である。しかし、そのような資料を予め用意することは教育現場の準備時間やコスト的に難しい。
【非特許文献１】http://www.keio.ac.jp/pressrelease/071026.pdf
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、全体講義映像の画質が高く、講師が提示する資料画像の表示装置の画質の双方が高くとも、講義全景を収録する撮影システムならびに遠隔で視聴に用いる表示システムと資料画像の表示装置の解像度、精度、色空間、フレームレート、スキャン方式の違いにより、資料画像部分の画質が低くなる問題が生じる。事前に、撮影システムや視聴に用いる表示システムに合わせた資料画像を準備することは、時間やコスト的に難しい場合が多い。遠隔教育システムに、そのような画像の変換機能を組み込めば、少ない手間とコストで遠隔教育効果を高めることができる。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、高精細画像伝送システムにおいて、資料画像（低品質画像領域）を含む全体画像を、品質を落とすことなく遠隔地に伝送することが可能な高精細画像伝送装置及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
図１は、本発明の原理構成図である。
【０００６】
本発明（請求項１）は、撮影手段１４で撮影された高品質映像を、ネットワークを介して遠隔地の受信装置に伝送する高精細画像伝送装置であって、
資料画像を蓄積する資料画像記憶手段１２と、
撮像手段１４から実空間の全体画像を取得し、資料画像記憶手段１２から資料画像を取得して、該全体画像と該資料画像の画像品質が整合するように、該資料画像を変換し、画像品質が整合した画像を資料画像表示手段１５に出力する画像制御手段と、
資料画像表示手段１５に表示された画像品質が整合した画像を含む全体映像を撮影手段１４から取得して、ネットワークを介して受信装置に送信する画像送信手段１３と、を有する。
【０００７】
また、本発明（請求項２）は、画像制御手段１１において、
資料画像を変換する際に、画素数に基づいて解像度変換を行う手段を含む。
【０００８】
また、本発明（請求項３）は、画像制御手段１１において、
資料画像を変換する際に、色空間に基づいて解像度変換を行う手段を含む。
【０００９】
本発明（請求項４）は、撮影手段で撮影された高品質映像を、ネットワークを介して遠隔地の受信装置に伝送する高精細画像伝送装置であって、
資料画像を蓄積する資料画像記憶手段と、
撮像手段から実空間の全体画像を取得し、資料画像記憶手段から資料画像を取得して、該全体画像と該資料画像の画像品質が整合するように、該資料画像を変換し、該全体画像と合成した画像を出力する画像合成手段と、
画像合成手段から取得した合成した画像を、ネットワークを介して受信装置に送信する画像送信手段と、を有する。
【００１０】
また、本発明（請求項５）は、画像合成手段において、
資料画像を変換する際に、画素数に基づいて解像度変換を行う手段を含む。
【００１１】
また、本発明（請求項６）は、画像合成手段において、
資料画像を変換する際に、色空間に基づいて解像度変換を行う手段を含む。
【００１２】
本発明（請求項７）は、撮影手段で撮影された高品質映像を、ネットワークを介して遠隔地の受信装置に伝送する高精細画像伝送方法において、
前記撮像手段から実空間の全体画像を取得し、資料画像が格納されている資料画像記憶手段から前記資料画像を取得して、該全体画像と該資料画像の画像品質が整合するように、該資料画像を変換し、画像品質が整合した画像を資料画像表示手段に出力し、
前記資料画像表示手段に表示された前記画像品質が整合した画像を含む全体映像を前記撮影手段から取得して、前記ネットワークを介して前記受信装置に送信する。
【００１３】
本発明（請求項８）は、撮影手段で撮影された高品質映像を、ネットワークを介して遠隔地の受信装置に伝送する高精細画像伝送方法において、
前記撮像手段から実空間の全体画像を取得し、資料画像が格納された資料画像記憶手段から前記資料画像を取得して、該全体画像と該資料画像の画像品質が整合するように、該資料画像を変換し、該全体画像と合成し、
前記合成した画像を、前記ネットワークを介して前記受信装置に送信する。
【００１４】
本発明（請求項９）は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の高精細画像伝送装置を構成する各手段としてコンピュータを機能させるための高精細画像伝送プログラムである。
【発明の効果】
【００１５】
上記のように、本発明によれば、カメラ等の撮像手段からの全体画像を取得し、また、資料画像記憶手段から資料画像を取得して、両画像の解像度、精細度、色空間等の画像品質が整合するように資料画像を変換し、全体画像を生成することにより、質の高い講義映像を作成し伝送することで、教育効果を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
本発明は、遠隔教育システムの一部に、講師の提示する資料画像の特性を、講義前傾を収録する撮影システム並びに視聴に用いる表示システムの解像度、精度、色再現性、フレームレート、スキャン方式などを考慮して自動的に制御する機構を組み込み、提示する資料画像と全体の映像との品質をマッチさせるものである。
【００１８】
［第１の実施の形態］
図２は、本発明の第１の実施の形態におけるシステム構成図である。
【００１９】
本実施の動作環境は、講義室１と遠隔地にある視聴室２がネットワーク３を介して通信可能な環境である。
【００２０】
講義室１には、画像制御装置１１、資料画像ＤＢ１２、画像送信装置１３、撮影システム（カメラ）１４、資料画像表示装置１５、講師等の資料画像以外の撮影対象１６がある。
【００２１】
視聴室２には、画像受信装置２１と画像表示装置２２を設置する。
【００２２】
講義室１の画像制御装置１１は、撮影システム１４で撮影された全体画像を取得し、また、資料画像ＤＢ１２から資料画像を読出し、資料画像の持つ解像度、精度、色空間を解析する機能を有し、提示用の画像をリアルタイムまたは予め適切な品質に変換し、資料画像表示装置１５に表示する。
【００２３】
撮影システム（カメラ）１４は、資料画像表示装置１５に表示されている画像制御装置１１にて品質変換された資料画像及び、講義室内の資料画像以外の撮影対象１６（例えば、講師）を撮影し、当該画像を画像送信装置１３に出力する。ここで、「講義室内の資料画像」とは、資料画像表示装置１５に表示された資料画像を指す。
【００２４】
画像送信装置１３は、カメラ１４から取得した画像を、ネットワーク３を介して視聴室２に送信する。
【００２５】
視聴室２の画像受信装置２１は、講義室１から講義映像を受信して、画像表示装置２２に表示する。
【００２６】
上記の構成の動作を説明する。
【００２７】
（１）カメラ１４において講義室１内の資料画像以外の撮影対象（講師等）を撮影しているものとする。
【００２８】
（２）画像制御装置１１において、資料画像ＤＢ１２から資料画像を読み込み、当該資料画像を資料画像表示装置１５に表示する。
【００２９】
（３）カメラ１４は、撮影対象１６及び資料画像表示装置１５に表示されている表示情報を撮影し、撮影した全体画像を画像制御装置１１に出力する。
【００３０】
（４）画像制御装置１１は、カメラ１４から取得した全体画像と、資料画像ＤＢ１２の内容及び、入力されたパラメータを解析し、全体画像と資料画像とが整合するように、資料画像表示装置１５に出力する画像の品質を変換し、資料画像表示装置１５に出力する。
【００３１】
（５）資料画像表示装置１５に品質が変換された資料画像が表示されると、カメラ１４がこれを撮影し、撮影した画像を画像送信装置１３に出力する。
【００３２】
（６）画像送信装置１３は、取得した画像をネットワーク３を介して視聴室２の画像受信装置２１に送信する。
【００３３】
（７）画像受信装置２１は、受信した画像を画像表示装置２２に出力することにより、表示される。
【００３４】
次に、上記の画像制御装置１１について詳細に説明する。
【００３５】
画像制御装置１１は、提示用の画像を適切な品質に変換する際には、以下のシステムパラメータを用いる。
【００３６】
・講義撮影システム１４の画素数、精度、色空間、フレームレート、スキャン方式；
・カメラレンズ、撮影距離、資料画像提示用で表示装置のディスプレイのサイズ；
・遠隔地の講義映像表示装置の解像度、精度、色空間、フレームレート、リフレッシュレート、画面の大きさ、部屋（講義室）の広さ；
・資料画像表示装置の解像度、精度、色空間、フレームレート、リフレッシュレート；
上記の各システムパラメータは、予め画像制御装置１１内のメモリに設定されていてもよいし、または、オペレータから入力されてもよい。
【００３７】
資料画像ＤＢ１２から読出した資料画像の変換例としての２つの方法を以下に示す。
【００３８】
一つ目の方法は、「画素数」に関する制御である。正方格子の画素構造を前提とする。撮影システム１４から取得した全体の講義映像と資料画像との面積比（全体を１とし、資料画像をＲとする）に対して、資料画像の画素数を全体映像の１／Ｒまたは、それ以上の画素数となるように解像度変換を行う。面積比は、撮影システム（カメラ）１４のレンズ、撮影距離、資料画像表示装置１５のディスプレイのサイズから導き出す。
【００３９】
二つ目の方法は、「色信号」に対する制御である。遠隔講義システムの全体の色空間に対して、資料画像の色空間が異なる場合は、マッピングを自動的に行う。遠隔講義システムの撮像から表示までのトータルの色信号空間、並びに、資料画像表示装置１５のパラメータから、全体のシステムの色空間がわかるので、資料映像の色空間のマッピングを行う。
【００４０】
なお、上記の図２では、講義室に画像制御装置、画像送信装置、撮影システム、資料画像ＤＢを設けた構成としているが、図３に示すように、画像制御部１１、資料画像ＤＢ，画像送信部１３からなる画像伝送装置として構成することも可能である。
【００４１】
［第２の実施の形態］
資料画像の画質をどのように制御しても、講義室の表示装置に表示する場合には、当該表示装置の特性に依存してしまう。本実施の形態では、このような講義室の表示装置の特性に依存しない方法について説明する。
【００４２】
図４は、本発明の第２の実施の形態におけるシステム構成図である。
【００４３】
本実施の動作環境も、第１の形態と同様に、講義室１０と遠隔地にある視聴室２０がネットワークを介して通信可能な環境である。
【００４４】
講義室１０には、画像制御装置１１０、資料画像ＤＢ１２０、画像送信装置１３０、撮影システム（カメラ）１４０、資料画像表示装置１５０、講師等の資料画像以外の撮影対象１６０、及び合成装置１７０がある。合成装置１７０は、画像制御装置１１０、撮影システム１４０、画像送信装置１３０に接続されている。
【００４５】
視聴室２０には、第１の実施の形態と同様に、画像受信装置２１０と画像表示装置２２０が設置されている。
【００４６】
講義室１０の画像制御装置１１０は、資料画像ＤＢ１２０から資料画像を読出し、資料画像の持つ解像度、精度、色空間を解析し、提示用の画像をリアルタイムまたは予め適切な品質に変換し、合成装置１７０に出力する。当該画像制御装置１１０の変換方法は、前述の第１の実施の形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００４７】
資料画像表示装置１５０は、資料画像ＤＢ１２０から資料画像を読み込んでそのまま表示する。第１の実施の形態では、資料画像ＤＢ１２０の資料画像をパラメータに応じて変換しているが、本実施の形態では、変換されない映像を表示する。
【００４８】
撮影システム（カメラ）１４０は、資料画像表示装置１５０に表示された映像と、資料画像以外の撮影対象１６０を撮影し、合成装置１７０に出力する。
【００４９】
合成装置１７０は、カメラ１４０で撮影された映像と、画像制御装置１１０で変換された画像信号とを合成し、カメラ１４０で撮影された映像中の資料画像表示装置１５０が映った部分に嵌め込み、画像送信装置１３０に出力する。
【００５０】
画像送信装置１３０は、合成装置１７０から取得した映像を視聴室２０の映像受信装置２１０にネットワークを介して送信する。
【００５１】
上記の構成の動作を説明する。
【００５２】
（１）カメラ１４０において講義室１内の資料画像以外の撮影対象（講師等）を撮影しているものとする。
【００５３】
（２）画像制御装置１１０において、資料画像ＤＢ１２０から資料画像を読み込み、当該資料画像を資料画像表示装置１５０に表示する。
【００５４】
（３）カメラ１４０は、撮影対象１６０及び資料画像表示装置１５０に表示されている表示情報を撮影し、撮影した全体画像を合成装置１７０に出力する。
【００５５】
（４）画像制御装置１１０は、資料画像ＤＢ１２０の内容及び、入力されたパラメータを解析し、資料画像の品質を変換し、その画像信号を合成装置１７０に出力する。
【００５６】
（５）  合成装置１７０は、カメラ１４０から入力された資料画像表示装置１５０の画像と撮影対象１６０の画像と、画像制御装置１１０から入力された画像信号を合成して、画像送信装置１３０に出力する。
【００５７】
（６）画像送信装置１３０は、取得した画像をネットワーク３０を介して視聴室２０の画像受信装置２１０に送信する。
【００５８】
（７）画像受信装置２１０は、受信した画像を画像表示装置２２０に出力することにより、表示される。
【００５９】
なお、上記の図４では、講義室１０に画像制御装置１１０、画像送信装置１３０、撮影システム１４０、資料画像ＤＢ１２０を設けた構成としているが、図５に示すように、画像制御部１１０、資料画像ＤＢ１２０，画像送信部１３０からなる画像伝送装置として構成することも可能である。
【００６０】
上記の第１の実施の形態における図３及び第２の実施の形態における図５の画像伝送装置の構成要素の動作をプログラムとして構築し、画像伝送装置として利用されるコンピュータにインストールして実行する、または、ネットワークを介して流通させることが可能である。
【００６１】
また、構築されたプログラムをハードディスクや、フレキシブルディスク・ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬記憶媒体に格納し、コンピュータにインストールする、または、配布することが可能である。
【００６２】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々変更・応用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、画像伝送技術に適用可能であり、特に、撮影された高精細な映像を遠隔地の受信装置に対して送信するための技術に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の原理構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における遠隔講義システム構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における画像伝送装置の構成例である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における遠隔講義システムの構成図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における画像伝送装置の構成図である。
【符号の説明】
【００６５】
１、１０  講義室
２、２０  視聴室
１１  画像制御手段、画像制御装置、画像制御部
１２  資料画像記憶手段、資料画像データベース（ＤＢ）
１３  画像送信手段、画像送信装置、画像送信部
１４  撮像手段、撮影システム（カメラ）
１５  資料画像表示手段、資料画像表示装置
２１  画像受信装置、画像表示装置
２２  画像表示装置
１１０  画像制御装置、画像制御部
１２０  資料画像ＤＢ
１３０  画像送信装置、画像送信部
１４０  撮影システム（カメラ）
１５０  資料画像表示装置
１６０  資料画像以外の撮影対象（講師等）
１７０  合成装置、合成部
２１０  画像受信装置
２２０  画像表示装置
【図１】
2010028541.tif 000003
【図２】
2010028541.tif 000004
【図３】
2010028541.tif 000005
【図４】
2010028541.tif 000006
【図５】
2010028541.tif 000007