(57)【要約】【課題】プロジェクタ装置と投影面との間に存在する人物を検出し、検出された人物部分の投影を制御することにより、人物に対する投影光量を抑制しながらも、人物以外の部分において鮮明な画像を投影可能なプロジェクタ装置を提供する。【解決手段】画像を投影領域に投影するプロジェクタ装置１であって、投影領域の温度分布データを取得する温度分布データ取得手段１１と、温度分布データ取得手段が取得した撮像領域の温度分布データに基づいて、投影領域内の熱源領域を特定する熱源領域特定手段１５と、熱源領域への投影を制限するための投影制御情報を生成する投影制御手段１７と、を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を投影領域に投影するプロジェクタ装置であって、
前記投影領域の温度分布データを取得する温度分布データ取得手段と、
温度分布データ取得手段が取得した前記撮像領域の温度分布データに基づいて、前記投影領域内の熱源領域を特定する熱源領域特定手段と、
前記熱源領域への投影を制限するための投影制御情報を生成する投影制御手段と、を備えたことを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項２】
前記撮像領域の可視画像データを取得する可視画像データ取得手段を備え、
前記熱源領域特定手段は、前記温度分布データと前記可視画像データ取得手段が取得した前記可視画像データとに基づいて前記熱源領域を特定することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ装置。
【請求項３】
前記熱源領域特定手段は、前記熱源領域から人物が存在する人物領域を特定する人物領域特定手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のプロジェクタ装置。
【請求項４】
前記人物領域特定手段は、所定のアルゴリズムに基づいて人物の全身領域又は人物の部分領域を人物領域として特定することを特徴とする請求項３に記載のプロジェクタ装置。
【請求項５】
前記投影制御手段は、前記人物領域特定手段が特定した人物領域への投影を制限するための投影制御情報を生成することを特徴とする請求項３又は４に記載のプロジェクタ装置。
【請求項６】
前記投影制御手段は、前記人物領域特定手段が特定した人物領域、及びその近傍領域への投影を制限するための投影制御情報を生成することを特徴とする請求項３又は４に記載のプロジェクタ装置。
【請求項７】
前記投影制御手段は、前記人物領域特定手段が特定した人物領域を含む所定の図形領域への投影を制御するための投影制御情報を生成することを特徴とする請求項３又は４に記載のプロジェクタ装置。
【請求項８】
前記投影制御情報に基づいて、投影する画像に投影制御処理を行う出力画像生成手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のプロジェクタ装置。
【請求項９】
前記投影制御処理は、投影する画像のうち前記投影制御情報に示された領域の輝度を所定レベルまで低下させる処理であることを特徴とする請求項８に記載のプロジェクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を投影面に投影するプロジェクタ装置に関し、特に、プロジェクタ装置と投影面との間にいる人物に対しては投影を制御し、人物以外の部分については画像を鮮明に投影することが可能なプロジェクタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スクリーンなどの投影面に画像を投影するプロジェクタ装置が普及している。これに伴い、投影された画像の前にプレゼンタが立ち、当該画像についての説明を行うプレゼンテーションも広く行われている。このようなプレゼンテーションを行う際、プレゼンタはプロジェクタ装置と投影面との間に立つため、プロジェクタ装置から出力された投影光がプレゼンタの目に直接入射することによって、プレゼンタに眩しいと感じさせるだけではなく、プレゼンタの目を傷めてしまう虞がある。
そこで、プロジェクタと投影面との間にいる人物（プレゼンタ）を検出して投影時の光量を調節することにより、その人物が眩しいと感じないように投影制御するプロジェクタ装置が既に知られている。
例えば、特許文献１には、投影面への投影を行う投影ＯＮ期間と、投影面への投影を行わないＯＦＦ期間と、を所定の間隔にて切り替えるプロジェクタ装置が記載されている。特許文献１においては、投影ＯＦＦ期間にカメラ装置によって投影面の画像を撮影し、撮影時の異なる２つの撮影データを比較することにより、プロジェクタ装置と投影面との間に存在する人物を検出する。人物が検出された場合、更に投影光を照射するべきではない部位（例えば目、顔等）が検出されると、投影光の出力を低減又は停止する処理を行う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に記載のプロジェクタ装置においては、プロジェクタ装置と投影面との間に何らかの物体が存在するか否かを検出しているにすぎず、人物と人物以外の物体を区別して検出しているわけではない。従って、人物以外の物体が検出されているにも関わらず、投影光を照射するべきではない部位に類似する物体が検出された場合には、投影光の出力が低減又は停止するため、画像が不鮮明になるという問題がある。また、投影光の出力を全体として低減又は停止するため、人物が検出されていない部分の画像まで不鮮明になる。
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、プロジェクタ装置と投影面との間に存在する人物を検出し、検出された人物部分の投影を制御することにより、人物に対する投影光量を抑制しながらも、人物以外の部分において鮮明な画像を投影可能なプロジェクタ装置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】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、画像を投影領域に投影するプロジェクタ装置であって、前記投影領域の温度分布データを取得する温度分布データ取得手段と、温度分布データ取得手段が取得した前記撮像領域の温度分布データに基づいて、前記投影領域内の熱源領域を特定する熱源領域特定手段と、前記熱源領域への投影を制限するための投影制御情報を生成する投影制御手段と、を備えたことを特徴とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
人物は通常、周囲の温度よりも高い温度を示すので、投影領域内の人物部分は、温度分布データ中に熱源領域として現れる。本発明では、熱源領域について投影を制限するための投影制御情報を生成するので、生成された投影制御情報に従って投影を制御すれば人物部分に対する投影光量を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の一実施形態に係るプロジェクタ装置の機能ブロック図である。
【図２】プロジェクタ装置が画像を投影する領域と、プロジェクタ装置に備えられたカメラが撮影する領域との関係について説明する図である。
【図３】熱画像カメラにて撮影された熱画像の一例を示す図である。
【図４】投影制御領域の決定方法について説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【０００８】
本実施形態に係るプロジェクタ装置は、投影領域を熱画像カメラにより撮影することで、人物が投影領域のどこに存在するかを正確に検出する点に特徴がある。
図１は、本発明の一実施形態に係るプロジェクタ装置の機能ブロック図である。
図１に示すようにプロジェクタ装置１は、静止画像や動画像等の画像を投影領域１０１（図２参照）に投影する装置であり、被写体としての投影領域を撮影する熱画像カメラ１１と、被写体としての投影領域を撮影する可視画像カメラ１３と、熱画像カメラ１１が撮影した熱画像と可視画像カメラ１３が撮影した可視画像とに基づいて、投影領域内の熱源領域を特定し、特定した熱源領域から人物が存在する人物領域を特定する人物領域判断部１５（熱源領域特定手段、人物領域特定手段）と、人物領域への投影を制限するための投影制御情報を生成する制御部１７（投影制御手段）と、を備えている。
また、プロジェクタ装置１は、外部から入力された画像データに対して所定の処理を施す入力画像処理部１９と、入力画像処理部１９が処理した画像データに対して、制御部が生成した投影制御情報に基づいて投影制御処理を行う出力画像生成部２１と、出力画像生成部２１が生成した出力画像データを投影領域１０１に投影する画像投影部２３と、を備える。
【０００９】
本実施形態に係るプロジェクタ装置１の動作概要は、以下のとおりである。即ち、熱画像カメラ１１が撮影した熱画像に基づいて、人物領域判断部１５が投影領域１０１内に映る人物（人物領域）を特定する。制御部１７は、特定された人物領域についての投影を制限するための情報である投影制御情報を生成する。出力画像生成部２１は、投影制御情報に基づいて、人物領域に対応する画像データ部分に投影制御処理（輝度を低下させる処理）を行った出力画像データを生成する。画像投影部２３は、出力画像データを投影するが、輝度が低下した部分の領域について光量が低下するので、人物部分に対する投影光量を制限しながら、人物部分以外の画像を鮮明に投影できる。
【００１０】
図２は、プロジェクタ装置が画像を投影する領域と、プロジェクタ装置に備えられたカメラが撮影する領域との関係について説明する図である。本明細書においては、プロジェクタ装置が画像を投影するスクリーンや壁面等を投影面１００といい、投影面１００のうちプロジェクタ装置１によって画像が投影される領域を投影領域１０１という。また、投影面１００のうち熱画像カメラ１１と可視画像カメラ１３が撮影する領域を撮影領域１０２という。なお、詳細は後述するが、撮影領域１０２は、少なくとも投影領域１０１を含む領域である。
【００１１】
以下、プロジェクタ装置１を構成する各部の詳細について、図１、及び図２を参照しながら説明する。
熱画像カメラ１１は、被写体としての撮影領域１０２の熱画像を撮影するカメラである。熱画像カメラ１１は、例えば赤外線カメラであり、撮影領域１０２から放射される赤外線エネルギーを検知し、撮影領域１０２の温度分布（温度分布データ）を熱画像として得る。即ち、熱画像カメラ１１は、投影領域の温度分布データを取得する温度分布データ取得手段として機能する。従って、投影面１００とプロジェクタ装置１との間に人物が存在する場合、投影面１００やその他の物体との温度差によって、人物と人物以外の物体を区別することができ、人物のみを高精度に検出できる。なお、プロジェクタ装置１の外部から入力された温度分布データを利用する構成としてもよい。
【００１２】
可視画像カメラ１３は、被写体としての撮影領域１０２の可視画像を撮影するカメラである。可視画像カメラ１３は、投影面１００に投影された画像、及び、投影面１００とプロジェクタ装置１との間に存在する物体についての可視光像を得る。即ち、可視画像カメラ１３は、撮像領域の可視画像データを取得する可視画像データ取得手段として機能する。なお、プロジェクタ装置１の外部から入力された可視画像データを利用する構成としてもよい。
熱画像カメラ１１と可視画像カメラ１３は、画像投影部２３が投影領域に画像を投影している間、一定間隔にて、撮影領域を被写体として撮影し、それぞれのカメラから熱画像と可視画像を得る。
【００１３】
ここで、投影領域と撮影領域との関係について説明する。
熱画像カメラ１１と可視画像カメラ１３が撮影する撮影領域は、予め同一範囲となるように設定しておく。ここで、２つのカメラが撮影する撮影領域を予め合致させることは容易である。
しかし、撮影領域１０２と投影領域１０１とを予め合致させることは困難である。即ち、投影領域は、プロジェクタ装置と投影面との距離によって変化するので、投影領域と撮影領域の相対的な関係も、プロジェクタ装置と投影面との距離によって変化してしまう。従って、撮影領域と投影領域の相対的な位置関係についての情報を制御部１７にフィードバックする必要がある。
そのため、プロジェクタ装置１は、熱画像カメラ１１の他に可視画像カメラ１３を備えている。可視画像カメラ１３が撮影した可視画像を、人物領域判断部１５において解析することにより、撮影領域と投影領域の相対的な位置関係についての情報を得る。
【００１４】
人物領域判断部１５は、撮影領域中の投影領域部分を判断する投影領域判断手段として動作する。人物領域判断部１５は、可視画像カメラ１３により撮影された可視画像を解析して撮影領域中の投影領域を特定する。この解析により、撮影領域に対する投影領域の位置を特定することができ、撮影領域と投影領域との相対的な関係を把握することができる。人物領域判断部１５は、撮影領域と投影領域との位置関係についての情報と、熱画像カメラ１１が撮影した熱画像を用いることで、熱源領域、即ち人物が投影領域のいずれの箇所に検出されたかを把握することができる。また、投影領域と出力画像の外形は相似関係にあるので、出力画像のどの部分の輝度を低下させれば、投影領域の人物部分への投影を制限できるかを判断できる。
【００１５】
人物領域判断部１５は、熱画像カメラ１１が撮影した熱画像に基づいて、撮影領域１０２のすべての熱源領域を特定する熱源領域特定手段として動作する。即ち、人物領域判断部１５は、熱画像カメラ１１が撮影した熱画像から、撮影領域１０２内に存在する全ての熱源領域を特定する。ここで、熱源領域とは、投影領域のうち周囲の温度よりも高い温度を示す領域を意味する。人物は通常、周囲の温度よりも高い温度を示すため、投影領域を熱画像カメラ１１にて撮影すれば、人物部分が熱源領域として現れる。
また、人物領域判断部１５は、熱画像カメラ１１が撮影した熱画像に基づいて、撮影領域１０２中の人物領域を特定する人物領域特定手段として動作する。ここで、人物領域とは、撮影領域のうち人物が存在する領域を意味し、熱源領域に包含される領域である。人物領域判断部１５が特定する人物領域は、人物の全身領域であってもよいし、人物の部分領域であっても良い。即ち、人物領域判断部１５は、熱画像に映る熱源領域を人物の位置とみなして人物領域（人物の全身領域）を特定する手段であっても良い。また、熱画像に映る熱源領域から、画像解析により人物の所定部位の領域（人物の部分領域）のみを抽出する手段であってもよい。
【００１６】
制御部１７は、人物領域への投影を制限するための投影制御情報を生成する投影制御手段として動作する。即ち、制御部１７は、人物領域判断部１５が出力した人物領域の情報から、投影領域１０１に投影する画像（画像データ）に対して、投影制御処理を施すための投影制御情報を生成する。
投影制御情報は、少なくとも投影制御処理を行うべき画像データ中の領域（投影制御領域：例えば人物領域に対応する領域）を示す情報を含む。さらに、投影制御情報は、投影制御領域における投影制御処理後の輝度レベル指示を含んでいてもよい。なお、制御部１７は、投影制御情報として、投影制御領域を黒く塗りつぶしたマスキング画像を生成してもよい。
制御部１７は、図示するようにＣＰＵ１７ａとメモリ１７ｂとを含んで構成される。メモリ１７ｂは、本発明の各実施形態に記載する処理を実現するためのプログラムを記憶するＲＯＭと、プログラムの実行領域となるＲＡＭと、を含んで構成される。ＲＯＭからプログラムが読み出されてＲＡＭに展開され、ＣＰＵ１７ａによって実行されることで、本発明の実施形態が実現される。
【００１７】
入力画像処理部１９は、外部からプロジェクタ装置１に入力され、投影面１００に投影される画像のデータについて、デコード、Ａ／Ｄ変換、スケーリングなどの処理を施す。
出力画像生成部２１は、入力画像処理部１９によって処理された画像データに対して、制御部１７から送信された投影制御情報に基づいて投影制御処理を行う。
投影制御処理は、例えば、投影制御情報に示された投影制御領域の画素の輝度レベルを低下させる処理である。画像データ中の投影制御領域は、画像データに基づく画像を投影面に投影したときに、人物に重なる部分である。従って、輝度レベルは、人物が眩しくないと感じる程度に設定する。もちろん、出力画像生成部２１は、投影制御領域の画素を黒くした（輝度をゼロにした）出力画像データを生成してもよい。
なお、制御部１７が投影制御情報として、投影制御領域を黒く塗りつぶしたマスキング画像を生成した場合には、出力画像生成部は、画像データに対してマスキング画像を重畳した出力画像データを生成する。
画像投影部２３は、出力画像生成部２１から出力された出力画像データを、投影面１００に投影する。出力画像生成部２１が投影制御処理を行った画像データ部分について、擬似的に光量を落とすことができる。
【００１８】
以下、人物領域判断部が特定する人物領域について説明する。図３は、熱画像カメラにて撮影された熱画像の一例を示す図である。人物は通常、周囲の温度よりも高い温度を示すので、撮影領域１０２を熱画像カメラにて撮影した場合は、人物と人物以外の部分との温度差によって、人物の位置（熱源領域１０３）を正確に把握することができる。熱画像カメラ１１は、撮影領域１０２に存在する人物の形状を撮影することができる。
人物領域判断部１５は、熱画像カメラ１１によって撮影された熱源領域１０３を人物領域（人物の全身領域）として特定する手段であってもよい。
また、人物領域判断部は、人物と、人物以外の熱源とを区別するために、熱源領域１０３の形状から人物部分を特定するための所定のアルゴムリズムを保持し、このアルゴリズムに基づいて熱源領域から人物領域（人物の全身領域）を特定するようにしてもよい。
また、人物領域判断部１５は、熱源領域１０３の形状から人物の特定の部分を抽出するための所定のアルゴムリズムを保持し、このアルゴリズムに基づいて熱源領域から人物領域（人物の部分領域）を特定するようにしてもよい。特定する人物の部分は、頭部が効果的である。
【００１９】
図４は、投影制御領域の決定方法について説明するための模式図である。
上述の通り、人物領域判断部１５は、投影領域１０１中の人物領域を抽出する。制御部１７では、人物領域判断部１５が抽出した人物領域のみ、又は人物領域に所定の領域を加えた領域について投影制御処理するように、投影制御領域を決定して投影制御情報を出力する。
【００２０】
図４（ａ）、（ｂ）は、人物領域判断部１５が人物の全身領域を人物領域１０４として抽出する場合の処理例である。（ａ）は、制御部１７が人物領域１０４の全体を投影制御領域１０５として決定した例である。（ｂ）は、制御部１７が人物領域１０４とその近傍領域を投影制御領域１０５として決定した例である。なお、人物領域の近傍領域とは人物領域の周辺の領域である。近傍領域は、例えば人物から２０ｃｍ〜３０ｃｍ程度離れた領域とすることが効果的である。なお、（ｂ）では人物領域１０４及びその近傍領域を含む所定の図形領域を投影制御領域１０５としている。
図４（ｃ）、（ｄ）は、人物領域判断部１５が人物の顔部分の領域を人物領域１０４として抽出する場合の処理例である。（ｃ）は、制御部１７が顔部分の領域を投影制御領域１０５として決定した例であり、（ｄ）は顔部分の領域とその近傍領域を投影制御領域１０５として決定した例である。
図４（ｅ）は、人物領域判断部１５が人物の全身領域を人物領域１０４として抽出する場合の処理例である。この例では、制御部１７が人物領域を含む所定の図形領域を投影制御領域１０５として決定した例である。特に、人物領域の上下領域の全てを投影制御領域としている。
【００２１】
図４（ａ）や（ｃ）のように投影制御領域を狭くすれば、画像を通常通り鮮明に投影できる範囲が広くなるので、投影制御処理を行っても投影画像に影響が出にくく、視認性が高まる。
しかし、人物の動きが激しい場合には投影制御処理が追いつかず、投影制御処理が施されていない部分の画像が人物に投影される虞がある。そこで、図４（ｂ）や（ｄ）のように、人物領域に対して近傍領域を設定すれば、人物に対する防眩性能を高めることができる。しかし、画像を鮮明に投影できる範囲は狭くなる。
また、図４（ｅ）の例では、人物領域１０４以外の部分にも投影制御処理を行うので人物に対する防眩性能は高い。更に、人物の形状を詳細に特定する必要が無いため、投影制御処理を迅速に行うことができる。即ち、少なくとも熱源領域の左端と右端の座標（水平方向の端部の座標）を検出して、その座標範囲の上下の領域全てを投影制御領域とすればよいので、迅速な処理が可能となる。
【符号の説明】
【００２２】
１…プロジェクタ装置、１１…熱画像カメラ、１３…可視画像カメラ、１５…人物領域判断部、１７…制御部、１７ａ…ＣＰＵ、１７ｂ…メモリ、１９…入力画像処理部、２１…出力画像生成部、２３…画像投影部、１００…投影面、１０１…投影領域、１０２…撮影領域、１０３…熱源領域、１０４…人物領域、１０５…投影制御領域
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開２０１１−０４３６８９公報
【図１】
2014157316.tif 000003
【図２】
2014157316.tif 000004
【図３】
2014157316.tif 000005
【図４】
2014157316.tif 000006