(57)【要約】【課題】画像投影装置において投影画像の大きさを調整する場合、適正な縮率を算出してレンズ拡大率に反映し、所望サイズの投影画像が表示されるまでに、かなりの時間を要していた。【解決手段】ステップＳ１１〜Ｓ１３で表示対象物体を撮像して入力画像を得、Ｓ１４で該入力画像から得られる表示対象物体のサイズ情報に基づき、予め用意されている基本画像に対する縮率を算出する。そしてＳ１５で該縮率に基づいて基本画像を変倍し、この変倍された基本画像をＳ１６で表示対象物体上に投影する。【選択図】　　図３
2004080598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報を表示対象物体に投影する画像投影装置であって、
特定の画像情報を保持する保持手段と、
前記表示対象物体を撮像して入力画像を得る撮像手段と、
前記入力画像に基づき、前記表示対象物体のサイズ情報を取得するサイズ取得手段と、
前記サイズ情報に基づき、前記保持手段に保持された画像情報に対する変倍率を算出する算出手段と、
前記画像情報を前記変倍率に基づいて変倍する変倍手段と、
該変倍された画像情報を、前記表示対象物体上に投影する投影手段と、
を有することを特徴とする画像投影装置。
【請求項２】
前記サイズ取得手段は、前記入力画像から前記表示対象物体のマスク画像を作成して該マスク画像内の画素数をカウントすることによって、前記サイズ情報を示すマスク画素数を取得することを特徴とする請求項１記載の画像投影装置。
【請求項３】
前記保持手段は、前記画像情報内の前記表示対象物体に対応する形状をなすマスク画像の画素数を保持しており、
前記算出手段は、前記保持手段に保持された画像情報のマスク画素数と、前記サイズ取得手段で取得された前記入力画像のマスク画素数とに基づいて、前記変倍率を算出することを特徴とする請求項２記載の画像投影装置。
【請求項４】
前記撮像手段は、所定位置にある前記表示対象物体を撮像することを特徴とする請求項１記載の画像投影装置。
【請求項５】
特定の画像情報を表示対象物体に投影する画像投影方法であって、
前記表示対象物体を撮像して入力画像を得る撮像工程と、
前記入力画像に基づき、前記表示対象物体のサイズ情報を取得するサイズ取得工程と、
前記サイズ情報に基づき、前記特定の画像情報に対する変倍率を算出する算出工程と、
前記画像情報を前記変倍率に基づいて変倍する変倍工程と、
該変倍された画像情報を、前記表示対象物体上に投影する投影工程と、
を有することを特徴とする画像投影方法。
【請求項６】
特定の画像情報を表示対象物体に投影する画像投影システムであって、
前記表示対象物体を撮像して入力画像を得る撮像装置と、前記入力画像に基づいて投影画像を生成する画像処理装置と、前記投影画像を前記表示対象物体上に投影する投影装置と、によって構成される画像投影システムであって、
前記画像処理装置は、
特定の画像情報を保持する保持手段と、
前記撮像装置によって撮像された入力画像に基づき、前記表示対象物体のサイズ情報を取得するサイズ取得手段と、
前記サイズ情報に基づき、前記保持手段に保持された画像情報に対する変倍率を算出する算出手段と、
前記画像情報を前記変倍率に基づいて変倍することによって前記投影画像を生成する変倍手段と、
を有することを特徴とする画像投影システム。
【請求項７】
コンピュータ上で実行されることにより、該コンピュータを請求項１乃至４のいずれかに記載の画像投影装置として動作させることを特徴とするプログラム。
【請求項８】
コンピュータ上で実行されることにより、該コンピュータを請求項６記載の画像処理装置として動作させることを特徴とするプログラム。
【請求項９】
請求項７または８記載のプログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示対象物体に対して画像を重ねて投影する画像投影装置及びその方法、及び画像投影システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、人体をテーマにしたアート作品や、体験型のシュミレーションが増えつつあり、それに伴い、人体の特徴をモチーフにした映像の制作や、体験者の実写映像と他の映像とを合成する技術のニーズが高まっている。
【０００３】
このようなニーズを満たすための装置として、ビデオプロジェクタ等、予めコンピュータ上で作成してある画像を、表示対象物体に対して投影する画像投影装置が知られている。画像投影装置においては、投影画像を一定の拡大率で表示対象物体に投影することが一般的である。
【０００４】
しかしながら、表示対象物体の大きさが一定でない、すなわち、大きさの異なる表示対象物体に対して同一の投影画像をリアルタイムに投影する場合も考えられる。このような場合には、画像投影装置におけるレンズの拡大率（ズーム）を調整したり、あるいは、大きさの異なる投影画像を予め用意しておき、そこからオペレータが適正な画像を選択して投影していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の画像投影装置において、レンズの拡大率を調整して投影画像の大きさを調整する場合、適正な縮率を算出する処理が必要である。したがって、縮率を算出してレンズ拡大率に反映し、所望サイズの投影画像が表示されるまでに、かなりの時間を要していた。
【０００６】
また、オペレータが複数サイズの投影画像からの選択操作を行う場合、該選択は当然オペレータの判断に依存することから、必ずしも最適なサイズの投影画像が選択されるとは限らないばかりか、瞬時の判断は困難であるため作業効率も悪かった。
【０００７】
本発明は上述した問題を解決するためになされたものであり、表示対象物体に応じたサイズの投影画像を容易かつ高速に作成することが可能な画像投影装置及びその方法、及び画像投影システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための一手段として、本発明の画像投影装置は以下の構成を備える。
【０００９】
すなわち、画像情報を表示対象物体に投影する画像投影装置であって、特定の画像情報を保持する保持手段と、前記表示対象物体を撮像して入力画像を得る撮像手段と、前記入力画像に基づき、前記表示対象物体のサイズ情報を取得するサイズ取得手段と、前記サイズ情報に基づき、前記保持手段に保持された画像情報に対する変倍率を算出する算出手段と、前記画像情報を前記変倍率に基づいて変倍する変倍手段と、該変倍された画像情報を、前記表示対象物体上に投影する投影手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
＜第１実施形態＞
本実施形態においては、あるアトラクション会場において、体験者が所定の台の上に手を載せると、その手の上に血管情報やつぼ情報等をリアルタイムに投影するシステムを想定する。するとこの場合、例えば体験者が子供であるなど、体験者によって手のサイズ、すなわち表示対象物体のサイズが大きく異なってしまう。そこで本実施形態においては、表示対象物体である体験者の手のサイズを自動判別し、投影画像を適正なサイズにリサイズして投影することを特徴とする。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る画像投影システムの概観を示す図である。同図において、１０１は体験者、１０２は画像を投影するためのビデオプロジェクタ、１０３は表示対象物体を撮影するためのビデオカメラ、１０４は表示対象物体とそれを載せるための台である。台１０４の中央には、体験者１０１の手のひらを載せる位置の目安として、所定のマークが付けられているとする。また、１０５はコンピュータであり、ビデオプロジェクタ１０２やビデオカメラ１０３と接続され、本実施形態における投影処理を制御する。
【００１３】
図２は、本実施形態の画像投影システムにおける機能構成を示すブロック図であり、具体的にはビデオプロジェクタ１０２とビデオカメラ１０３、及びコンピュータ１０５によるシステム構成である。
【００１４】
同図において、２０２は人体の特徴を表した画像や縮率等の情報を記憶保持するメモリ等の記憶部、２０３は画像を認識、解析する画像認識部、２０７は表示対象物体をビデオカメラ１０３で撮影して入力する入力部、２０４は入力した画像から縮率を算出する縮率算出部、２０５は該縮率に基づいて画像を生成する画像生成部、２０６は生成された画像をビデオプロジェクタ１０２によって投影する画像表示部である。また、２０１は制御部であり、上述した各構成の統括的な制御を行う。
【００１５】
なお、制御部２０１〜画像生成部２０５までの構成はコンピュータ１０５内に備えられるが、これらの構成が画像表示部２０６を構成するビデオプロジェクタ１０２や、入力部２０７を構成するビデオカメラ１０３の内部に備えられていても良い。
【００１６】
以下、図３に示すフローチャートに基づき、本実施形態における投影処理について詳細に説明する。
【００１７】
画像投影装置が起動されるとまずステップＳ１１において、台１０４に載せられた体験者１０１の手のひらを、入力部２０７でビデオカメラ１０２によって撮影する。このとき、体験者１０１は台１０４の上のマークに自分の手のひらの中心を合わせて載せることにより、正確な位置合わせが望める。
【００１８】
そしてステップＳ１２において体験者１０１によるマウスクリック等をトリガとして、ステップＳ１３の撮影画像の取り込み（キャプチャ）を開始する。ステップＳ１３では入力部２０７において、台１０４の表面を示す背景画像と、体験者１０１の手を示す被写体画像のキャプチャを開始する。すなわち、ビデオカメラ１０２においてマウスクリックがなされた瞬間のビデオ映像の１フレームを制御部２０１内にキャプチャし、ビットマップ画像フォーマット（４８０×６４０画素）に変換する。以下、キャプチャされた背景及び被写体の画像を、入力画像と呼ぶ。図４に、この入力画像の例を示す。同図において、中心の十字マークが、台１０４上のキャプチャ中心を示すマークである。
【００１９】
そしてステップＳ１４において、上記入力画像と、予め作成されて記憶部２０２に保持いる、人間の手における血管及びツボ位置を示すオリジナル画像を比較し、該オリジナル画像に対する適正な縮率を算出する。以下、本実施形態における縮率の算出方法について詳細に説明する。ここでは、図４に示す入力画像に対し、図６に示すオリジナル画像を重ねて投影する場合の、オリジナル画像に対する縮率を算出する例について説明する。
【００２０】
まず画像認識部２０３において、図４に示す入力画像に基づき、手部分を示すマスク画像を生成する。図５に、このマスク画像の例を示す。このように、入力画像から手部分のみを抽出する方法としては、クロマキーを利用する方法が最も簡便である。すなわち、台１０４の表面色を鮮やかな青色とし、ステップＳ１３で得られた入力画像のうち、鮮やかな青色（ｒ＝０，ｇ＝０，ｂ＝２００）を示す画素をマスク画像の白部分（ｒ＝２５５，ｇ＝２５５，ｂ＝２５５）とし、その他の画素をマスク画像の黒部分（ｒ＝０，ｇ＝０，ｂ＝０）として置き換えることによって、図５に示すマスク画像を得ることができる。
【００２１】
マスク画像が得られると次に、該マスク画像の左端から画素ごとの値を調べることによって黒部分の画素数を求め、この画素数をｎｅｗ＿Ｐとする。ここで、図６に示すオリジナル画像において上記入力画像と同様に、図中点線の矩形で示される手部分のマスク画像（図７）について、その画素数が予めカウントされており、これがｏｒｉｇｉｎａｌ＿Ｐとして記憶部２０２に保持されている。
【００２２】
そして縮率算出部２０４においては、縮率Ｒを下式によって算出する。
【００２３】
Ｒ　＝　ｎｅｗ＿Ｐ／ｏｒｉｇｉｎａｌ＿Ｐ
例えば、ｏｒｉｇｉｎａｌ＿Ｐ＝１０００，ｎｅｗ＿Ｐ＝５００であれば、縮率Ｒ＝０．５となる。
【００２４】
そしてステップＳ１５において、オリジナル画像から手部分のみを抽出し、ステップＳ１４で算出した縮率Ｒに基づいて縮小する。例えば、図６に示すオリジナル画像において、手部分を示す点線矩形のＸ，ＹサイズをそれぞれＸｓ，Ｙｓとすると、縮小後のＸ，Ｙサイズはそれぞれ、Ｘｓ×Ｒ，Ｙｓ×Ｒとなる。図８に、縮小後のオリジナル画像を６４０×４８０ピクセルのサイズの画像の中心に合成した様子を示す。
【００２５】
そしてステップＳ１６で画像表示部２０６において、ステップＳ１５で合成した画像を、台１０４上にぴったり収まるように、すなわち、６４０×４８０ピクセルの比率に合わせて投影する。この投影結果を図９に示す。同図によれば、実際の体験者１０１の手の上に、縮小した画像が重なって投影されていることが分かる。なお、体験者１０１が、細かな指の位置等を自ら動かして合わせるようにすると、より効果的な合成がなされる。
【００２６】
なお、本実施形態では体験者１０１の手を表示対象物体として、オリジナル画像を投影する例について説明したが、本発明の表示対象物体はもちろん手に限らず、例えば足等、同一形態でそのサイズが異なるような被写体であれば、本実施形態を同様に適用することが可能である。
【００２７】
以上説明したように本実施形態によれば、表示対象物体として特定の形状パターンを想定し、該表示対象物体に重畳すべきオリジナル画像を拡大、縮小するのみによって、適正な投影画像をリアルタイムに作成することができる。
【００２８】
従って、表示対象物体の大きさに変化が生じても、オペレータ等による手動操作や補正等を行うことなく、その形状に応じた画像を瞬時に投影することができる。
【００２９】
なお、表示対象物体として予め用意されたオリジナルの形状パターンを拡大、縮小すれば良いため、複数サイズの形状パターンを用意する必要がなく、システム内のメモリ効率を向上させることができる。
【００３０】
さらに、オリジナル画像の形状を複雑に変化（変容）させることなく、その縮率のみを変化させるため、画像生成および表示にかかる時間を大幅に短縮することができる。
【００３１】
したがって本実施形態の画像投影システムによれば、即効性を必要とする体験型（インタラクティブな）システム等において、様々な体験者に対してインタラクティブな体験を提供することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、表示対象物体に応じたサイズの投影画像を容易かつ高速に作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態における画像投影システムの概要を示す図である。
【図２】画像投影システムの機能構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態における投影処理を示すフローチャートである。
【図４】表示対象物体を撮像した入力画像例を示す図である。
【図５】入力画像における手部分のマスク画像例を示す図である。
【図６】表示対象物体に投影されるオリジナル画像例を示す図である。
【図７】オリジナル画像における手部分のマスク画像例を示す図である。
【図８】オリジナル画像を表示対象物体に応じて縮小した様子を示す図である。
【図９】表示対象物体に縮小画像を投影した様子を示す図である。
【符号の説明】
１０１　体験者
１０２　ビデオプロジェクタ
１０３　ビデオカメラ
１０４　表示対象物体
２０１　制御部
２０２　記憶部
２０３　画像認識部
２０４　縮率算出部
２０５　画像生成部
２０６　画像表示部
２０７　入力部
【図１】
2004080598.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2004080598.tif 000010
【図９】
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