(57)【要約】【課題】マーカーを利用することなく移動するスクリーンに映像を投影するプロジェクションシステムを提供する。【解決手段】利用者が映像を投影したい所望の位置にスクリーンを移動させて配置するスクリーン配置装置１０と、スクリーンを含む画像を撮影するカメラ２０と、映像をスクリーンに投影するプロジェクタ４０と、プロジェクション制御装置３０とを具備し、プロジェクション制御装置３０は、投影要求位置の位置情報を入力としてスクリーン配置装置を制御すると共に、スクリーンを含む画像を取得して当該画像からスクリーンの位置を推定し、所望の位置にスクリーンが配置されたと判定された場合に、移動するスクリーンに映像を投影する。【選択図】図１
2016197192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の位置にスクリーンを移動させて配置するスクリーン配置装置と、
移動する前記スクリーンを認識して前記スクリーンの位置を推定し、前記スクリーンが前記所望の位置にあると推定される場合に映像を投影するプロジェクション制御装置と
を具備することを特徴とするプロジェクションシステム。
【請求項２】
請求項１に記載したプロジェクションシステムにおいて、
前記スクリーン配置装置は、
霧や煙で形成されるフォグスクリーンを空間中に配置することを特徴とするプロジェクションシステム。
【請求項３】
請求項１又２に記載したプロジェクションシステムにおいて、
前記プロジェクション制御装置は、
前記所望の位置を表す位置情報の入力を受け付ける投影位置受付部と、
前記位置情報を用いて前記スクリーン配置装置を制御して前記スクリーンを移動させて配置するスクリーン制御部と、
前記スクリーンを含む画像を取得する画像取得部と、
前記画像から求めた前記スクリーンの移動軌跡から、前記スクリーンが前記所望の位置に最も近づく位置と時間を推定する投影位置推定部と、
前記所望の位置から一定範囲内の位置に存在すると推定される前記スクリーンに、前記映像を投影する映像投影部と
を具備することを特徴とするプロジェクションシステム。
【請求項４】
プロジェクションシステムが映像を投影する映像投影方法であって、
所望の位置にスクリーンを移動させて配置するスクリーン配置ステップと、
移動する前記スクリーンを認識して前記スクリーンの位置を推定し、前記スクリーンが前記所望の位置にあると推定される場合に映像を投影するプロジェクション制御ステップとを行うことを特徴とする映像投影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像を投影するプロジェクションシステムと映像投影方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、映像を立体的に投影するために様々な映像投影方法や、様々な種類のスクリーンが開発されており、アートやエンタテイメントにおける利用可能性が広がっている。しかし、その多くは映像を投影するスクリーンが固定的なものであり、使われ方が限定されてしまっていた。
【０００３】
新たなインタラクションを可能にする映像投影方法としては、例えば非特許文献１に開示された方法が知られている。その映像投影方法は、スクリーンの根元にマーカーを取り付け、そのマーカーの位置を動的に検出して映像を投影する方法である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】石川優、他５名、「花水：多視点観察及び移動が可能なフォグスクリーン」、日本バーチャルリアリティ学会論文誌、Vol.19, No.2, pp.227-236, 2014.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、非特許文献１の方法は、マーカーを移動するスクリーンの近傍に取り付ける必要があり、利用が限定されたものになっている。
【０００６】
この発明は、この課題に鑑みてなされたものであり、スクリーンにマーカーを取り付けることなく、移動するスクリーンにも映像を投影することが出来るプロジェクションシステムと映像投影方法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】
【０００７】
本発明のプロジェクションシステムは、所望の位置にスクリーンを移動させて配置するスクリーン配置装置と、移動する前記スクリーンを認識して前記スクリーンの位置を推定し、前記スクリーンが前記所望の位置にあると推定される場合に映像を投影するプロジェクション制御装置とを具備する。
【０００８】
また、本発明の映像投影方法は、プロジェクションシステムが映像を投影する映像投影方法であって、所望の位置にスクリーンを移動させて配置するスクリーン配置ステップと、移動する前記スクリーンを認識して前記スクリーンの位置を推定し、前記スクリーンが前記所望の位置にあると推定される場合に映像を投影するプロジェクション制御ステップとを行う。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、スクリーンにマーカーを取り付けることなく、移動するスクリーンにも映像を投影することが出来るプロジェクションシステムと映像投影方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態のプロジェクションシステム１の構成例を示す図である。
【図２】プロジェクションシステム１が行う映像投影方法の動作フローを示す図である。
【図３】カメラの配置の他の例を示す図である。
【図４】スクリーン配置装置１０の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。複数の図面中同一のものには同じ参照符号を付し、説明は繰り返さない。
【００１２】
〔第１実施形態〕
図１に、本発明の第１実施形態のプロジェクション制御装置３０を具備したプロジェクションシステム１のシステム構成例を示す。プロジェクションシステム１は、スクリーン配置装置１０と、カメラ２０と、プロジェクション制御装置３０と、プロジェクタ４０とを具備する。
【００１３】
スクリーン配置装置１０は、利用者が映像を投影したい所望の位置にスクリーンを移動させて配置する。利用者が映像を投影したい所望の位置は、投影環境２の空間上の１点若しくは範囲である。所望の位置は、スクリーン配置装置１０に、その位置情報を直接入力してもよいし、プロジェクション制御装置３０に入力してもよい。なお、投影環境２内の人４は、例えばプレゼンターである。
【００１４】
スクリーン配置装置１０は、例えばガスや霧などの無形のフォグスクリーン（Fog Screen）３を、空間中に発生する装置である。フォグスクリーン３は、例えば超音波やガスの噴射装置によって、所望の方向の凡その位置に配置することができる。
【００１５】
以降において、本実施形態の説明は、霧や煙で形成されるフォグスクリーン３を例にして行う。しかし、スクリーンは移動するものであればフォグスクリーン３である必要はない。
【００１６】
カメラ２０は、スクリーン配置装置１０が配置したフォグスクリーン３を含む画像を撮影する。カメラ２０は、複数台有っても構わない。
【００１７】
プロジェクション制御装置３０は、所望の位置の位置情報を入力としてスクリーン配置装置１０を制御すると共に、フォグスクリーン３を含む画像を取得し、当該画像からフォグスクリーン３の位置を推定する。そして、フォグスクリーン３が所望の位置にあると推定される場合に、プロジェクタ４０を介してフォグスクリーン３に映像を投影する。
【００１８】
図２に示す映像投影方法の動作フローも参照して、プロジェクション制御装置３０の動作を詳しく説明する。プロジェクション制御装置３０は、投影位置受付部３１と、スクリーン制御部３２と、画像取得部３３と、投影位置推定部３４と、映像投影部３５とを具備する。
【００１９】
画像取得部３３は、フォグスクリーン３が配置される投影環境２の画像を、カメラ２０から取得する（ステップＳ１）。画像はディジタル情報である。
【００２０】
投影位置受付部３１は、利用者が映像を投影したい所望の位置を表す位置情報の入力を受け付ける（ステップＳ２）。所望の位置は、カメラ２０が撮影した画像の例えば２次元平面上の特定の座標（範囲又は点）を入力することで受け付ける。入力は、プロジェクションシステム１を利用する利用者が行う。
【００２１】
スクリーン制御部３２は、その特定の座標（範囲又は点）に、フォグスクリーン３を移動させて配置するようにスクリーン配置装置１０を制御する（ステップＳ３）。ステップＳ３は、スクリーン配置装置１０が行うスクリーン配置ステップに相当する。
【００２２】
フォグスクリーン３は、霧であるので特定の座標に一致させて配置するのは困難である。フォグスクリーン３の縁部は霧が薄くなった部分であり、その存在が希薄である。また、フォグスクリーン３は、室内の空調の風の影響を受ける。したがって、フォグスクリーン３の位置は固定されずに漂うように移動する。
【００２３】
投影位置推定部３４は、画像から求めたフォグスクリーン３の移動軌跡から、フォグスクリーン３が所望の位置に最も近づく位置と時間を推定する（ステップＳ４）。フォグスクリーン３は、投影環境２上の障害物などにより、必ずしも所望の位置に配置できるとは限らない。そこで、投影位置推定部３４は、フォグスクリーン３の動きからフォグスクリーンの位置を推定する。
【００２４】
画像からフォグスクリーン３を検出するには、例えばMean-Shift法（参考文献：http://cose-stor.sfsu.edu/~kazokada/research/okada cvim08 meanshift.pdf）を用いた物体検出技術を用いることができる。なお、使用する物体検出技術によっては、スクリーンとなる物体の学習用画像が必要な場合がある。その場合は、例えばフォグスクリーン３の形状の時間的な変化の画像を、投影位置推定部３４に学習させておく。
【００２５】
検出（認識）したフォグスクリーン３の移動速度や移動方向の算出は、例えば、画像のフレームレート（例えば30fps）を用いて行う。フォグスクリーン３の画像のフレーム間の差分を算出することで、フォグスクリーン３の移動ベクトルを算出する（ステップＳ４ａ）。
【００２６】
投影位置推定部３４は、移動ベクトルからフォグスクリーン３の移動軌跡を推定し、移動軌跡と所望の位置とが、指定の範囲内に収まる時間と位置を推定する（ステップＳ４ｂ）。
【００２７】
この指定の範囲は、所望の位置から半径ｘ［ｍ］以内の円や、その円の上部のみといった指定ができる。指定の範囲は、その半径ｘ［ｍ］の円の下部であってもよいし、右部等であってもよい。また、指定の範囲の形状は円に限られない。
【００２８】
指定の範囲は、投影位置受付部が所望の位置情報を受け付ける時に同時に受け付ける。なお、指定の範囲は、所望の位置（範囲）と一致していてもよい。
【００２９】
投影位置推定部３４は、フォグスクリーン３が所望の位置から一定範囲内の位置に存在すると推定されるまでステップＳ４ａとＳ４ｂの処理を繰り返し、投影位置の推定精度を高める。
【００３０】
映像投影部３５は、投影位置推定部３４が推定した時間の推定した位置に、プロジェクタ４０を介して映像を投影する（ステップＳ５）。ステップＳ５は、プロジェクション制御ステップに相当する。
【００３１】
なお、映像投影部３５とプロジェクタ４０とを別々の構成で説明したが、映像投影部３５にプロジェクタ４０を含めた構成にしてもよい。また、プロジェクタ４０は複数台有っても構わない。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態のプロジェクションシステム１は、移動する例えばフォグスクリーン３の動きからその移動軌跡を推定し、移動軌跡と所望の位置とが、指定の範囲内に収まる時間と位置に映像を投影することができる。つまり、マーカーを使用する事無く、移動するスクリーン上に映像を投影することができる。
【００３３】
このように本実施形態のプロジェクションシステム１は、マーカーを使用せずに移動するスクリーン上に映像を投影する新たな演出を可能にし、自由度の高いインタラクションを実現する。また、新たな情報提示技術の提供を可能にする。
【００３４】
なお、フォグスクリーン３の移動ベクトルを２次元の例で説明を行ったが、移動ベクトルは２次元に限られない。図３に示すように、投影環境２の上からの画像を撮影するカメラ２１を配置することで、フォグスクリーン３の移動ベクトルを３次元で求めることができる。３次元の移動ベクトルを用いることで、投影環境２の奥行方向のフォグスクリーン３の移動に対しても適切な映像を投影することのできるプロジェクションシステムを提供することができる。なお、カメラ２１は、カメラ２０と同一平面上に配置してもよい。
【００３５】
また、スクリーンはフォグスクリーン３で無くてもよい。移動可能なスクリーンであれば何でもよい。例えば、図４に示すように移動可能な台車４２の上に載せられたスクリーン４１等でもよい。台車４２は、例えば乱数によって移動が制御され、投影環境２の範囲内を自由に移動可能にプログラムされているとする。また、スクリーン４１も上下方向に位置が移動可能とする。
【００３６】
投影位置推定部３４は、このようなスクリーン４１の動きを推定することも可能である。なお、上記のように動きを制御する必要の無いスクリーン４１を用いる場合は、スクリーン制御部３２の構成は無くてもよい。
【００３７】
また、映像投影部３５は、その動きに対応させた映像の投影も可能である。また、本実施形態のプロジェクションシステム１は、動かないスクリーン、つまり投影環境２内の任意の位置に配置された位置が固定されたスクリーンに対しても、映像を投影することができる。
【００３８】
このように本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
【００３９】
なお、プロジェクション制御装置３０をコンピュータによって実現する場合、各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、各装置における処理部がコンピュータ上で実現される。
【００４０】
また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記録装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としても良い。
【００４１】
また、各機能部は、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより構成することにしてもよいし、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしても良い。
【符号の説明】
【００４２】
１：  プロジェクションシステム
２：  投影環境
３：  フォグスクリーン
４：  人（プレゼンター）
１０：スクリーン配置装置
２０：カメラ
２１：カメラ
３０：プロジェクション制御装置
４０：プロジェクタ
４１：スクリーン
４２：台車
【図１】
2016197192.tif 000003
【図２】
2016197192.tif 000004
【図３】
2016197192.tif 000005
【図４】
2016197192.tif 000006