(57)【要約】【課題】精度良く画像を投影するよう制御できる投影制御装置及び投影制御プログラム、並びに精度良く画像を投影できる投影システムを提供する。【解決手段】  対象物の背景を撮像した背景画像における背景に投影する画像の位置と、対象物を撮像した撮像画像における対象物に投影する画像の位置との第１の差異を検出する差異検出手段と、差異検出手段が算出した第１の差異、及び画像を投影する投影装置の位置と、対象物に投影する画像を撮像画像に撮像する撮像装置の位置との第２の差異に基づいて、対象物へ画像を投影する位置を補正する補正手段と、補正手段が補正した位置へ画像を投影するよう投影装置を制御する制御手段とを備える。この構成によれば、投影する位置を補正した上で画像を投影するよう制御するため、精度良く画像を投影できる。【選択図】図１
2009212987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の背景を撮像した背景画像における前記背景に投影する画像の位置と、前記対象物を撮像した撮像画像における前記対象物に投影する前記画像の位置との第１の差異を検出する差異検出手段と、
前記差異検出手段が算出した第１の差異、及び前記画像を投影する投影装置の位置と、前記対象物に投影する前記画像を前記撮像画像に撮像する前記撮像装置の位置との第２の差異に基づいて、前記対象物へ前記画像を投影する位置を補正する補正手段と、
前記補正手段が補正した位置へ、前記画像を投影するよう前記投影装置を制御する制御手段とを備えることを特徴とする投影制御装置。
【請求項２】
前記撮像装置が前記対象物を撮像した撮像画像を送信する送信手段と、
前記送信手段が送信した撮像画像に撮像された前記対象物を注釈する注釈画像を、指定した前記対象物における指定位置へ投影するよう指示する投影指示を受信する受信手段とを更に備え、
前記制御手段は、前記受信手段が受信した投影指示に従って、前記補正手段が補正した指定位置へ、前記注釈画像を投影するよう前記投影装置を制御することを特徴とする請求項１に記載の投影制御装置。
【請求項３】
前記差異検出手段が検出した第１の差異と前記第２の差異とに基づいて、前記対象物に投影する画像から前記背景までの距離を算出する距離算出手段を更に備え、
前記補正手段は、前記距離算出手段が算出した前記対象物に投影する画像から前記背景までの距離と、前記背景の位置と、前記背景及び前記対象物へ前記画像を投影する投影装置の位置と、前記背景及び前記対象物に投影する前記画像を撮像する撮像装置の位置とに基づいて、前記対象物へ前記画像を投影する位置を補正することを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の投影制御装置。
【請求項４】
前記差異検出手段は、前記背景及び前記対象物に投影する画像を特徴付ける特徴点に基づいて前記第１の差異を検出することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の投影制御装置。
【請求項５】
前記距離算出手段が算出した前記画像を特徴付ける特徴点から前記背景までの距離と、前記特徴点の位置及び前記対象物に前記画像を投影する位置とに基づいて、前記対象物に投影する前記画像から前記背景までの距離を推定する距離推定手段を更に備え、
前記補正手段は、前記距離推定手段が推定した前記画像から前記背景までの距離に基づいて、前記画像を投影する位置を補正することを特徴とする請求項４に記載の投影制御装置。
【請求項６】
前記差異検出手段は、前記特徴点を表す画像を投影する前記対象物の投影面を特定する３以上の前記特徴点に基づいて３以上の前記第１の差異を検出し、
前記距離算出手段は、前記差異検出手段が検出した前記３以上の第１の差異に基づいて、前記対象物に投影する前記３以上の特徴点から前記背景までの距離を算出し、
前記距離推定手段は、前記距離算出手段が算出した前記３以上の特徴点から前記背景までの距離と、前記３以上の特徴点の位置とに基づいて、前記対象物の投影面に投影する前記画像から前記背景までの距離を推定することを特徴とする請求項５に記載の投影制御装置。
【請求項７】
前記背景及び前記対象物に投影する画像は、前記補正手段が行う補正を検証するための検証点を表し、
前記検証点は、前記特徴点で定まる線分上又は多角形上に位置し、
前記補正手段が補正する前に前記背景へ投影する検証点の位置と、補正した後に前記対象物へ投影する検証点の位置との差異を検出する検証検出手段を更に備えることを特徴とする請求項６に記載の投影制御装置。
【請求項８】
前記距離算出手段は、前記検証検出手段が検証する差異が所定の差異を超える場合に、前記検証点を前記特徴点として距離を算出し、
前記背景及び前記対象物に投影する画像は、前記特徴点と前記検証点とで定まる線分上又は多角形上に他の検証点を表し、
前記距離推定手段は、前記距離算出手段が算出した前記特徴点から前記背景までの距離と、前記特徴点とした前記検証点から前記背景までの距離とに基づいて、前記他の検証点から前記背景までの距離を推定し、
前記補正手段は、前記距離推定手段が推定した前記他の検証点から前記背景までの距離に基づいて、前記他の検証点を投影する位置を補正することを特徴とする請求項７に記載の投影制御装置。
【請求項９】
前記対象物の背景を撮像した背景画像における前記背景に投影する画像の位置と、前記対象物を撮像した撮像画像における前記対象物に投影する画像の位置との第１の差異を検出する差異検出手段と、
前記対象物及び前記背景へ前記画像を投影する投影手段と、
前記投影手段が前記画像を投影した前記対象物を撮像画像に撮像する撮像手段と、
前記差異検出手段が算出した第１の差異、及び前記投影手段の位置と前記撮像手段の位置との第２の差異に基づいて、前記対象物へ前記画像を投影する位置を補正する補正手段とを備え、
前記投影手段は、前記補正手段が補正した位置へ、前記画像を投影することを特徴とする投影システム。
【請求項１０】
コンピュータを、
対象物の背景を撮像した背景画像における前記背景に投影する画像の位置と、前記対象物を撮像した撮像画像における前記対象物に投影する前記画像の位置との第１の差異を検出する差異検出手段と、
前記差異検出手段が算出した第１の差異、及び前記画像を投影する投影装置の位置と、前記対象物に投影する前記画像を前記撮像画像に撮像する前記撮像装置の位置との第２の差異に基づいて、前記対象物へ前記画像を投影する位置を補正する補正手段と、
前記補正手段が補正した位置へ、前記画像を投影するよう前記投影装置を制御する制御手段として機能させることを特徴とする投影制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影制御装置及び投影制御プログラム、並びに投影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、凹凸を有する凹凸面の形状に応じて画像の歪み補正を行うことで、精度良く凹凸面へ画像を投影できるプロジェクタ装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このプロジェクタ装置は、投影する画像の原となる原画像を入力する映像入力手段と、画像を投影する投影面が有する３点の位置を計測して求めた法線ベクトルから投影面の方位角、傾斜角、及び距離を計算して投影面の三次元形状を獲得する投影面獲得手段と、投影面獲得手段が獲得した投影面の形状に対応して、映像入力手段が入力した原画像の傾きの補正、並びに大きさを拡大及び縮小する補正のいずれか１つ以上を行う映像補正手段と、映像補正手段が補正した画像を投影面へ投影して出力する映像出力手段とを備えてなることを特徴とするプロジェクタ装置である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−６１１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、精度良く画像を投影するよう制御できる投影制御装置及び投影制御プログラム、並びに精度良く画像を投影できる投影システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る投影制御装置は、対象物の背景を撮像した背景画像における背景に投影する画像の位置と、対象物を撮像した撮像画像における対象物に投影する画像の位置との第１の差異を検出する差異検出手段と、差異検出手段が算出した第１の差異、及び画像を投影する投影装置の位置と、対象物に投影する画像を撮像画像に撮像する撮像装置の位置との第２の差異に基づいて、対象物へ画像を投影する位置を補正する補正手段と、補正手段が補正した位置へ、画像を投影するよう投影装置を制御する制御手段とを備えることを特徴としている。
【０００７】
上記構成において、撮像装置が対象物を撮像した撮像画像を送信する送信手段と、送信手段が送信した撮像画像に撮像された対象物を注釈する注釈画像を、指定した対象物における指定位置へ投影するよう指示する投影指示を受信する受信手段とを更に備え、制御手段は、受信手段が受信した投影指示に従って、補正手段が補正した指定位置へ、注釈画像を投影するよう投影装置を制御する構成を採用できる。
【０００８】
上記構成において、差異検出手段が検出した第１の差異と第２の差異とに基づいて、対象物に投影する画像から背景までの距離を算出する距離算出手段を更に備え、補正手段は、距離算出手段が算出した対象物に投影する画像から背景までの距離と、背景の位置と、背景及び対象物へ画像を投影する投影装置の位置と、背景及び対象物に投影する画像を撮像する撮像装置の位置とに基づいて、対象物へ画像を投影する位置を補正する構成を採用できる。
【０００９】
上記構成において、差異検出手段は、背景及び対象物に投影する画像を特徴付ける特徴点に基づいて第１の差異を検出する構成を採用できる。
【００１０】
上記構成において、距離算出手段が算出した画像を特徴付ける特徴点から背景までの距離と、特徴点の位置及び対象物に画像を投影する位置とに基づいて、対象物に投影する画像から背景までの距離を推定する距離推定手段を更に備え、補正手段は、距離推定手段が推定した画像から背景までの距離に基づいて、画像を投影する位置を補正する構成を採用できる。
【００１１】
上記構成において、差異検出手段は、特徴点を表す画像を投影する対象物の投影面を特定する３以上の特徴点に基づいて３以上の第１の差異を検出し、距離算出手段は、差異検出手段が検出した３以上の第１の差異に基づいて、対象物に投影する３以上の特徴点から背景までの距離を算出し、距離推定手段は、距離算出手段が算出した３以上の特徴点から背景までの距離と、３以上の特徴点の位置とに基づいて、対象物の投影面に投影する画像から背景までの距離を推定する構成を採用できる。
【００１２】
上記構成において、背景及び対象物に投影する画像は、補正手段が行う補正を検証するための検証点を表し、検証点は、特徴点で定まる線分上又は多角形上に位置し、補正手段が補正する前に背景へ投影する検証点の位置と、補正した後に対象物へ投影する検証点の位置との差異を検出する検証検出手段を更に備える構成を採用できる。
【００１３】
上記構成において、距離算出手段は、検証検出手段が検証する差異が所定の差異を超える場合に、検証点を特徴点として距離を算出し、背景及び対象物に投影する画像は、特徴点と検証点とで定まる線分上又は多角形上に他の検証点を表し、距離推定手段は、距離算出手段が算出した特徴点から背景までの距離と、特徴点とした検証点から背景までの距離とに基づいて、他の検証点から背景までの距離を推定し、補正手段は、距離推定手段が推定した他の検証点から背景までの距離に基づいて、他の検証点を投影する位置を補正する構成を採用できる。
【００１４】
本発明に係る投影システムは、対象物の背景を撮像した背景画像における背景に投影する画像の位置と、対象物を撮像した撮像画像における対象物に投影する画像の位置との第１の差異を検出する差異検出手段と、対象物及び背景へ画像を投影する投影手段と、投影手段が画像を投影した対象物を撮像画像に撮像する撮像手段と、差異検出手段が算出した第１の差異、及び投影手段の位置と撮像手段の位置との第２の差異に基づいて、対象物へ画像を投影する位置を補正する補正手段とを備え、投影手段は、補正手段が補正した位置へ、画像を投影することを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る投影制御プログラムは、コンピュータを、対象物の背景を撮像した背景画像における背景に投影する画像の位置と、対象物を撮像した撮像画像における対象物に投影する画像の位置との第１の差異を検出する差異検出手段と、差異検出手段が算出した第１の差異、及び画像を投影する投影装置の位置と、対象物に投影する画像を撮像画像に撮像する撮像装置の位置との第２の差異に基づいて、対象物へ画像を投影する位置を補正する補正手段と、補正手段が補正した位置へ、画像を投影するよう投影装置を制御する制御手段として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の構成によれば、背景に投影する画像の位置と対象物に投影する画像の位置との差異に基づいて、投影する位置を補正した上で画像を投影するよう制御するため、精度良く画像を投影できる。
【００１７】
請求項２の構成によれば、投影指示が投影するよう指示する注釈画像を、指定した対象物における指定位置へ精度良く投影できる。
【００１８】
請求項３の構成によれば、対象物に投影する画像から背景までの距離に基づいて投影する位置を補正できる。
【００１９】
請求項４の構成によれば、特徴点に基づいて第１の差異を検出するため精度良く差異を検出できるだけでなく、特徴点に基づいて指定位置を補正するため精度良く位置を補正できる。
【００２０】
請求項５の構成によれば、算出した特徴点の距離に基づいて対象物に投影する画像から背景までの距離を推定すると共に、推定した距離に基づいて画像を投影する位置を補正するため、精度良く位置を補正できる。
【００２１】
請求項６の構成によれば、対象物の投影面を特定する３以上の特徴点から背景までの距離に基づいて投影面に投影する画像から背景までの距離を推定するため、精度良く距離を推定できるだけでなく、推定した距離に基づいて画像を投影する投影面上の位置を補正するため、精度良く位置を補正できる。
【００２２】
請求項７の構成によれば、背景へ投影する検証点の位置と、背景へ投影する位置へ補正した検証点の位置との差異を検出するため、補正の精度を検証できる。
【００２３】
請求項８の構成によれば、検証する差異が所定の差異を超える場合に、検証に用いた検証点を特徴点として再度補正を行うため、計算量を軽減できるだけでなく、精度良く位置を補正できる。
【００２４】
請求項９の構成によれば、背景に投影する画像の位置と対象物に投影する画像の位置との差異に基づいて、投影する位置を補正した上で画像を投影するよう制御するため、精度良く画像を投影できる。
【００２５】
請求項１０の構成によれば、背景に投影する画像の位置と対象物に投影する画像の位置との差異に基づいて、投影する位置を補正した上で画像を投影するよう制御するため、精度良く画像を投影できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明の投影制御装置を備える本発明の投影システムで構成される投影指示システムの一実施形態を示す構成図である。
【００２８】
図１に示す投影指示システム１は、投影システム１０、指示システム２０、及び通信網１００で構成される。
【００２９】
よって、以下、投影システム１０、指示システム２０、及び通信網１００の順に説明する。
【００３０】
投影システム１０は、投影制御装置１０００、投影装置１１００、撮像装置１２００、対象物１９００、及び映写幕１９９０を備える。投影システム１０は、通信網１００を介して指示システム２０に接続する。投影制御装置１０００については後に説明を行う。
【００３１】
投影装置１１００は、例えば、液晶プロジェクタで構成され、投影制御装置１０００に接続している。投影装置１１００は、対象物１９００及び映写幕１９９０へ下記各種の画像を投影できる位置に設置されている。尚、投影装置１１００が投影する画像については後述する。
【００３２】
投影装置１１００は、投影制御装置１０００に制御されて、対象物１９００及び映写幕１９９０へ下記各種の画像を投影する。
【００３３】
撮像装置１２００は、例えば、ビデオカメラ又はＷｅｂカメラで構成され、投影制御装置１０００に接続している。撮像装置１２００は、投影装置１１００が下記各種の画像を投影した対象物１９００及び映写幕１９９０を撮像画像に撮像できる位置に設置されている。
【００３４】
撮像装置１２００は、対象物１９００及び映写幕１９９０を撮像した撮像画像を投影制御装置１０００へ出力する。
【００３５】
尚、本実施例において、対象物１９００は立方体として図示するが、これに限定される訳ではない。例えば、対象物１９００は、直方体、角柱、円柱、角錐、円錐、及び球体等の他の立体形状である構成を採用できる。
【００３６】
映写幕１９９０は、例えば、ビーズ・スクリーン又は壁で構成され、対象物１９００の背後に設置されている。よって、映写幕１９９０を、以下単に、背景１９９０という。
【００３７】
投影制御装置１０００は、例えば、パーソナル・コンピュータで構成され、通信網１００、投影装置１１００、及び撮像装置１２００に接続している。
【００３８】
投影制御装置１０００は、対象物１９００へ画像を投影する位置を補正すると共に、補正した位置へ画像を投影するよう投影装置１１００を制御する。
【００３９】
特に、投影制御装置１０００は、画像を投影する位置を補正すると共に、補正した位置に画像を投影するよう投影装置１１００を制御する。
【００４０】
ここで図２から４を参照して、投影制御装置１０００が行う補正について概説する。
【００４１】
最初に、図２を参照して、対象物１９００の背景１９９０を撮像した背景画像における背景１９９０に投影する画像の位置について説明する。図２は、背景画像における背景１９９０に投影する画像の位置の一例を説明するための図である。
【００４２】
先ず、図２（ａ）を参照して、画像を投影する投影装置１１００と画像を投影される背景と背景に投影された画像を撮像する撮像装置１２００との位置について説明する。
【００４３】
図２（ａ）に示すように、撮像装置１２００と投影装置１１００とは、撮像装置１２００の位置Ｐｃから投影装置１１００の位置Ｐｐへと向かう第２の差異を表すベクトルＶ２が、背景１９９０の投影面と略平行となる位置に設置されている。
【００４４】
つまり、撮像装置１２００から背景１９９０までの距離Ｌ（以下単に、撮影距離という）と、投影装置１１００から背景１９９０までの距離Ｌ（以下単に、投影距離という）とが略一致している。
【００４５】
尚、撮影距離Ｌは、撮像装置１２００の位置Ｐｃと背景１９９０の位置Ｐｓとから算出され、投影距離Ｌは、投影装置１１００の位置Ｐｃと背景１９９０の位置Ｐｓとから算出される。
【００４６】
また、投影装置１１００と撮像装置１２００とは、投影装置１１００の光学的な主軸ＦＡ１が背景１９９０の投影面と交わる点ＰＴｐ０（以下単に、投影点ＰＴｐ０という）と、撮像装置１２００の光学的な主軸ＦＡ２が背景１９９０と交わる点ＰＴｃ０（以下単に、撮像点ＰＴｃ０という）とが略一致するように設置されている。
【００４７】
更に、投影装置１１００と撮像装置１２００とは、投影装置１１００の投影範囲と、撮像装置１２００の撮像範囲とが略一致するように設定されている。
【００４８】
次に、図２（ｂ）を参照して、図２（ａ）の位置に投影装置１１００と撮像装置１２００と背景１９９０とが設置される場合に、背景１９９０に投影する画像の背景画像における位置について説明する。
【００４９】
図２（ｂ）において、投影装置１１００が投影する投影画像ＰＰ００は、中央部に投影画像を特徴付ける特徴点ＰＣ０を有する。また、撮像装置１２００が、投影画像ＰＰ００を投影する背景１９９０を撮像した背景画像ＰＩ００は、投影画像ＰＰ００とほぼ同じ位置に特徴点ＰＣ０を表す。
【００５０】
次に、図３を参照して、対象物１９００を撮像した撮像画像における対象物１９００に投影する画像の位置について説明する。図３は、撮像画像における対象物１９００に投影する画像の位置の一例を説明するための図である。
【００５１】
先ず、図３（ａ）を参照して、対象物１９００に画像を投影する投影装置１１００と画像を投影される対象物１９００と対象物１９００に投影された画像を撮像する撮像装置１２００との位置について説明する。
【００５２】
図３（ａ）に示す投影装置１１００、撮像装置１２００、及び背景１９９０の位置は、図２（ａ）に示す位置と同様であるので説明を省略する。
【００５３】
図３（ａ）に示す投影点ＰＴｐ１と撮像点ＰＴｃ１とは一致しない点で、図２（ａ）に示す投影点ＰＴｐ０と撮像点ＰＴｃ０と異なる。これは、対象物１９００が、投影装置１１００の投影方向に対して無視できない厚みを有する立体であるからである。
【００５４】
尚、撮像点ＰＴｃ１から投影点ＰＴｐ１へと向かうベクトルＶ１は、第１の差異を表す。第１の差異とは、対象物１９００の背景１９９０を撮像した背景画像における背景１９９０に投影する画像の位置と、対象物１９００を撮像した撮像画像における対象物１９００に投影する画像の位置との差異をいう。
【００５５】
ここで、投影距離（又は撮像距離）Ｌに比較してベクトルＶ１が表す差異は微小であるため、第１の差異を表すベクトルＶ１は、第２の差異を表すベクトルＶ２と略並行であるとする。
【００５６】
次に図３（ｂ）を参照して、図３（ａ）の位置に投影装置１１００と撮像装置１２００と背景１９９０と対象物１９００とが設置される場合において、撮像画像における対象物１９００に投影する画像の位置について説明する。
【００５７】
図３（ｂ）において、投影装置１１００が投影する投影画像ＰＰ００は、図３（ｂ）における投影画像ＰＰ００と同様であるため説明を省略する。
【００５８】
撮像画像ＰＩ０１は、撮像装置１２００が投影画像ＰＰ００を投影する対象物１９００を撮像した画像である。撮像画像ＰＩ０１は、図２（ａ）に示す特徴点ＰＣ０の位置から、第１の差異だけ移動した位置に特徴点ＰＣ１を表す。
【００５９】
次に、図４を参照して、第１の差異と第２の差異とに基づいて補正する投影位置の補正量について説明する。図４は、第１の差異と第２の差異とに基づいて補正する投影位置の補正量について説明するための図である。
【００６０】
先ず、図４（ａ）を参照して、第１の差異と第２の差異と位置の補正量との関係について説明する。
【００６１】
図４（ａ）に示す投影点ＰＴｐ１と撮像点ＰＴｃ１とが一致するよう特徴点ＰＣ０の投影位置を補正するためには、背景１９９０上の投影点ＰＴｐ０を投影点ＰＴｐ２へ移動させれば良い。よって、補正量は、投影点ＰＴｐ０から投影点ＰＴｐ２へ向かうベクトルＶｃを用いて表すことができる。
【００６２】
ここで、補正量を表すベクトルＶｃと、第１の差異を表すベクトルＶ１とは、それぞれ略平行なベクトルである。よって、点Ｐｐ、ＰＴｃ１、及びＰＴｐ１を頂点とする三角形と、点Ｐｐ、ＰＴｐ２、及びＰＴｐ０を頂点とする三角形とは、それぞれ相似となる。
【００６３】
よって、補正量を表すベクトルＶｃは、相似比により、第１の差異を表すベクトルＶ１、投影距離（又は撮像距離）Ｌ、及び対象物１９００の投影面から背景１９９０までの距離ｄを用いた下記の数式１により算出できる。
【００６４】
【数１】
2009212987.tif 000003
【００６５】
また、第１の差異を表すベクトルＶ１と、第２の差異を表すベクトルＶ２ともまた、それぞれ略平行なベクトルである。よって、点ＰＴｐ０、ＰＴｃ１、及びＰＴｐ１を頂点とする三角形と、点ＰＴｐ０、Ｐｃ、及びＰｐを頂点とする三角形とも、それぞれ相似である。
【００６６】
よって、補正量を表すベクトルＶｃは、相似比により、第２の差異を表すベクトルＶ２、距離Ｌ、及び距離ｄを用いた下記の数式２によっても算出できる。
【００６７】
【数２】
2009212987.tif 000004
【００６８】
同様に、対象物１９００の投影面から背景１９９０までの距離ｄは、第１の差異を表すベクトルＶ１と、第２の差異を表すベクトルＶ２と、投影距離（又は撮像距離）Ｌとを用いた下記の数式３によって算出できる。
【００６９】
【数３】
2009212987.tif 000005
【００７０】
ここで、補正量を表すベクトルＶｃは、上記の数式１又は２と、上記の数式３とを用いて、距離ｄを用いることなく、第１の差異を表すベクトルＶ１及び第２の差異を表すベクトルＶ２のみにより、下記の数式４を用いて算出できる。
【００７１】
【数４】
2009212987.tif 000006
【００７２】
つまり、投影制御装置１０００は、上記の数式４を用いることで、第１の差異及び第２の差異に基づいて補正量を算出する。
【００７３】
また、投影制御装置１０００は、上記の数式２を用いることで、第１の差異に代えて、対象物１９００の投影面から背景１９９０までの距離ｄ及び投影距離（又は撮像距離）Ｌに基づいて補正量を算出する。
【００７４】
次に図４（ｂ）を参照して、図４（ａ）に示す補正量だけ特徴点ＰＣ０の位置を補正した場合における背景１９９０に投影する画像の撮像画像における位置について説明する。
【００７５】
図４（ｂ）において、投影装置１１００が投影する投影画像ＰＰ０２の位置は、図２（ｂ）における投影画像ＰＰ００が表す特徴点ＰＣ００の位置から補正量だけ移動した位置に補正されている。
【００７６】
よって、補正後の投影点は、撮像点ＰＴｃ１に一致するため、撮像装置１２００が投影画像ＰＰ０２を投影する対象物１９００を撮像した撮像画像ＰＩ０２は、特徴点ＰＣ２を、投影画像ＰＰ００（つまり、背景画像）における背景１９９０に投影する特徴点ＰＣ０の位置と略一致する位置に表す。
【００７７】
ここで図５を参照して、投影制御装置１０００の構成について説明する。図５は、投影制御装置１０００の一構成例を表す機能ブロック図である。
【００７８】
投影制御装置１０００は、受信部１０１０、送信部１０２０、記憶部１０３０、差異検出部１０４０、補正部１０５０、及び制御部１０９０を備える。受信部１０１０、送信部１０２０、記憶部１０３０、差異検出部１０４０、補正部１０５０、及び制御部１０９０は、それぞれバス１００５を介して情報を授受できるよう接続する。
【００７９】
差異検出部１０４０、補正部１０５０、及び制御部１０９０が有する機能は、投影制御装置１０００が実行するソフトウェア制御により実現される。
【００８０】
ここで図６を参照して、ソフトウェア制御を実行するために用いる投影制御装置１０００のハードウェア構成について説明する。図６は、ソフトウェア制御を実行するために用いる投影制御装置１０００のハードウェア構成の一例を表す図である。
【００８１】
投影制御装置１０００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算部１００１、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read-Only Memory）又はＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等の読み出し専用メモリであるＲＯＭ１００２（Read-Only Memory ）、ＤＲＡＭ（Dynamic  Random Access Memory）又はＳＲＡＭ（Static  RAM）等の揮発性メモリ及びＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM）等の不揮発性メモリで構成されるＲＡＭ１００３（Random Access Memory）、並びにハードディスク等で構成される外部記憶部１００４で構成され、演算部１００１、ＲＯＭ１００２、ＲＡＭ１００３、及び外部記憶部１００４は互いにバス１００５によって接続している。
【００８２】
ソフトウェア制御は、演算部１００１が、ＲＯＭ１００２又は外部記憶部１００４に格納したプログラムを読み込み、読み込んだプログラムに従って演算を行うことにより実現される。なお、ＲＡＭ１００３には、演算結果のデータが書き込まれ、特にＮＶＲＡＭには、電源オフ時にバックアップが必要なデータが保存される。
【００８３】
ここで図５に戻り、投影制御装置１０００の構成について引き続き説明する。
【００８４】
受信部１０１０は、例えば、ネットワーク・アダプタで構成され、通信網１００に接続する。受信部１０１０は、受信処理を実行することで、下記の各種の情報を受信する。
【００８５】
特に、受信部１０１０は、後述する送信部１０２０が送信した撮像画像に撮像された対象物１９００を注釈する注釈画像Ｐを、指定した対象物１９００における指定位置へ投影するよう指示する投影指示（以下、投影コマンドともいう）を受信する。
【００８６】
送信部１０２０は、例えば、ネットワーク・アダプタで構成され、通信網１００に接続する。送信部１０２０は、送信処理を実行することで、下記の各種の情報を送信する。特に、送信部１０２０は、撮像装置１２００が対象物１９００を撮像した撮像画像を送信する。
【００８７】
記憶部１０３０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory ）又は外部記憶部１００４で構成される。記憶部１０３０は、下記各種の情報を記憶する。
【００８８】
差異検出部１０４０は、後述する差異検出処理を実行することで、対象物１９００の背景１９９０を撮像した背景画像における背景１９９０に投影する画像の位置と、対象物１９００を撮像した撮像画像における対象物１９００に投影する画像の位置との第１の差異を検出する。
【００８９】
よって、図７を参照して、差異検出部１０４０が実行する差異検出処理について説明する。図７は、差異検出部１０４０が実行する差異検出処理の一例を表すフローチャートである。
【００９０】
先ず、差異検出部１０４０は、記憶部１０３０から、投影装置１１００の位置を取得する（ステップＳＴ０００１）。次に、差異検出部１０４０は、記憶部１０３０から、撮像装置１２００の位置を取得する（ステップＳＴ０００２）。
【００９１】
その後、差異検出部１０４０は、取得した撮像装置１２００の位置Ｐｃと投影装置１１００Ｐｐの位置とから、第２の差異を算出する（ステップＳＴ０００３）。次に、差異検出部１０４０は、制御部１０９０から特徴点ＰＣを表す所定の画像（以下単に、所定画像という）を投影した対象物１９００を撮像した撮像画像を取得する（ステップＳＴ０００４）。
【００９２】
その後、差異検出部１０４０は、撮像画像における特徴点ＰＣの位置を検出する（ステップＳＴ０００５）。次に、差異検出部１０４０は、記憶部１０３０から、
対象物１９００へ投影した所定画像を取得する（ステップＳＴ０００６）。
【００９３】
尚、本実施例において、背景１９９０における投影点ＰＴｐ０と撮像点ＰＴｃ０とは一致しているため、所定画像と、所定画像を投影した背景１９９０を撮像した背景画像とは略一致している。
【００９４】
その後、差異検出部１０４０は、所定画像を背景画像として、背景画像における特徴点の位置を検出する（ステップＳＴ０００７）。次に、差異検出部１０４０は、検出した背景画像における特徴点ＰＣの位置と、撮像画像における特徴点ＰＣの位置とから第１の差異を検出する（ステップＳＴ０００８）。
【００９５】
その後、差異検出部１０４０は、補正部１０５０へ、第１の差異と第２の差異とを出力する（ステップＳＴ０００９）。次に、差異検出部１０４０は、差異検出処理の実行を終了する。
【００９６】
ここで図５に戻り、投影制御装置１０００の構成について引き続き説明を行う。
【００９７】
補正部１０５０は、後述する補正処理を実行することで、差異検出部１０４０が算出した第１の差異、及び画像を投影する投影装置１１００の位置と、対象物１９００に投影する画像を撮像画像に撮像する撮像装置１２００の位置との第２の差異に基づいて、対象物１９００へ画像を投影する位置を補正する
【００９８】
ここで図８を参照して、補正部１０５０が実行する補正処理について説明する。図８は、補正部１０５０が実行する補正処理の一例を表すフローチャートの一例である。
【００９９】
先ず、補正部１０５０は、差異検出部１０４０から、第１の差異と第２の差異とを取得する（ステップＳＴ０１０１）。次に、補正部１０５０は、上記数式４を用いて、第１の差異と第２の差異とから補正量を算出する（ステップＳＴ０１０２）。
【０１００】
その後、補正部１０５０は、制御部１０９０から、投影指示が画像を投影するよう指定する指定位置を取得する（ステップＳＴ０１０３）。次に、補正部１０５０は、算出した補正量に基づいて指定位置を補正する（ステップＳＴ０１０４）。
【０１０１】
その後、補正部１０５０は、補正した指定位置を制御部１０９０へ出力する（ステップＳＴ０１０５）。その後、補正部１０５０は、補正処理の実行を終了する。
【０１０２】
ここで図５に戻り、投影制御装置１０００の構成について引き続き説明を行う。
【０１０３】
制御部１０９０は、後述する制御処理を実行することで、投影制御装置１０００を構成する各部、及び投影制御装置１０００に接続する各装置を制御する。
【０１０４】
特に、制御部１０９０は、補正部１０５０が補正した位置へ画像を投影するよう投影装置１１００を制御する。
【０１０５】
また特に、制御部１０９０は、受信部１０１０が受信した投影指示に従って、補正部１０５０が補正した指定位置へ、投影指示が投影するよう指示する注釈画像Ｐを投影するよう投影装置１１００を制御する。
【０１０６】
ここで図９を参照して、制御部１０９０が実行する制御処理について説明する。図９は、制御部１０９０が実行する制御処理の一例を表すフローチャートである。
【０１０７】
先ず、制御部１０９０は、初期画像を対象物１９００へ投影するよう投影装置１１００を制御する（ステップＳＴ０２０１）。尚、初期画像とは、投影指示により対象物１９００へ投影する画像を指示される前の初期において、対象物１９００へ投影する画像を言う。
【０１０８】
次に、制御部１０９０は、実行の終了を指示する終了指示（以下、終了コマンドともいう）を取得したか否かを判断する（ステップＳＴ０２０２）。制御部１０９０は、終了指示を取得したと判断する場合には制御処理の実行を終了し、そうで無い場合にはステップＳＴ０２０３の処理を実行する。
【０１０９】
尚、終了指示は、指示システム２０が投影制御装置１０００へ送信する構成、又は図示を省略するが、例えば、キーボード、タッチパネル、ポインティング・ディバイス（以下単に、マウスという）で構成される入力装置が投影制御装置１０００へ入力する構成を採用できる。
【０１１０】
ステップＳＴ０２０２において、制御部１０９０は、投影指示（つまり、投影コマンド）を受信部１０１０から取得したか否かを判断する（ステップＳＴ０２０３）。制御部１０９０は、投影指示を取得したと判断する場合にはステップＳＴ０２０４の処理を、そうで無い場合にはステップＳＴ０２０５の処理を実行する。
【０１１１】
ステップＳＴ０２０３において、制御部１０９０は、投影指示を取得したと判断した場合には、投影指示が投影するよう指定する指定位置を補正すると共に、補正した位置に画像を投影するよう投影装置１１００を制御する補正投影制御処理を実行する（ステップＳＴ０２０４）。その後、制御部１０９０は、ステップＳＴ０２０２に戻り上記処理を繰り返す。尚、補正投影制御処理については後述する。
【０１１２】
ステップＳＴ０２０３において、制御部１０９０は、投影指示を取得しなかったと判断した場合には、位置の補正を行うために必要な情報を検出するよう指示する検出指示（以下、検出コマンドともいう）を取得したか否か判断する（ステップＳＴ０２０５）。制御部１０９０は、検出指示を取得したと判断する場合にはステップＳＴ０２０６の処理を、そうで無い場合にはステップＳＴ０２０７の処理を実行する。
【０１１３】
ステップＳＴ０２０５において、制御部１０９０は、検出指示を取得したと判断した場合には、補正のために必要な情報を検出するよう制御する検出制御処理を実行する（ステップＳＴ０２０６）。その後、制御部１０９０は、ステップＳＴ０２０２に戻り上記処理を繰り返す。尚、検出制御処理については後述する。
【０１１４】
ステップＳＴ０２０５において、制御部１０９０は、検出指示を取得しなかったと判断した場合には、撮像装置１２００から撮像画像を取得する（ステップＳＴ０２０７）。次に、制御部１０９０は、取得した撮像画像を指示装置２０００へ送信するよう制御部１０９０を制御する。その後、制御部１０９０は、ステップＳＴ０２０２に戻り上記処理を繰り返す。
【０１１５】
ここで図１０を参照して、制御部１０９０が実行する補正投影制御処理について説明する。図１０は、制御部１０９０が実行する補正投影制御処理の一例を表すフローチャートである。
【０１１６】
先ず、制御部１０９０は、投影指示に基づいて、投影するよう指示する注釈画像を生成する（ステップＳＴ０３０１）。次に、制御部１０９０は、投影指示から投影するよう指定する指定位置を取得する（ステップＳＴ０３０２）。
【０１１７】
次に、制御部１０９０は、補正部１０５０へ指定位置を出力する（ステップＳＴ０３０３）。その後、制御部１０９０は、補正部１０５０から補正した指定位置を取得する（ステップＳＴ０３０４）。
【０１１８】
次に、制御部１０９０は、注釈画像を投影画像の補正した指定位置に重畳する（ステップＳＴ０３０５）。その後、制御部１０９０は、投影画像を投影するよう投影装置１１００を制御する（ステップＳＴ０３０６）。次に、制御部１０９０は、補正投影制御処理の実行を終了する。
【０１１９】
次に図１１を参照して、制御部１０９０が実行する検出制御処理について説明する。図１０は、制御部１０９０が実行する検出制御処理の一例を表すフローチャートである。
【０１２０】
先ず、制御部１０９０は、記憶部１０３０から、特徴点ＰＣを表す所定画像を取得する（ステップＳＴ０４０１）。次に、制御部１０９０は、所定画像を対象物１９００へ投影するよう投影装置１１００を制御する（ステップＳＴ０４０２）。
【０１２１】
その後、制御部１０９０は、撮像装置１２００から、所定画像を投影した対象物１９００を撮像した撮像画像を取得する（ステップＳＴ０４０３）。次に、制御部１０９０は、撮像画像を差異検出部１０４０へ出力する（ステップＳＴ０４０４）。その後、制御部１０９０は、検出制御処理の実行を終了する。
【０１２２】
ここで図１に戻り、投影指示システムの構成について引き続き説明を行う。
【０１２３】
指示システム２０は、投影指示を投影システム１０へ送信すると共に、投影指示が指定した位置に注釈画像を投影した対象物１９００を撮像した撮像画像を受信し、受信した撮像画像を表示する。
【０１２４】
指示システム２０は、指示装置２０００、表示装置２１００、及び入力装置２２００で構成される。
【０１２５】
指示装置２０００は、例えば、パーソナル・コンピュータで構成され、通信網１００、表示装置２１００、及び入力装置２２００に接続する。
【０１２６】
指示装置２０００は、投影制御装置１０００から撮像画像を受信し、受信した撮像画像を後述する表示装置２１００が表示するよう制御する。
【０１２７】
また、指示装置２０００は、表示装置２１００が表示するよう制御した撮像画像に撮像された対象物１９００を注釈する注釈画像を、対象物１９００の指定する指定位置に投影するよう指示する投影指示を後述する入力装置２２００から取得し、取得した投影指示を投影制御装置１０００へ送信する。
【０１２８】
更に、指示装置２０００は、入力装置２２００から検出指示を取得し、取得した検出指示を投影制御装置１０００へ送信する。
【０１２９】
尚、指示装置２０００が有する機能は、指示装置２０００が実行するソフトウェア制御により実現される。ソフトウェア制御を実行するために用いる指示装置２０００のハードウェア構成は、図６を参照して説明した投影制御装置１０００のハードウェア構成と同様であるため説明を省略する。
【０１３０】
表示装置２１００は、例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、又はＣＲＴ（Cathode Ray Tube）で構成され、指示装置２０００に接続している。表示装置２１００は、指示装置２０００に制御され、撮像画像を表示する。
【０１３１】
入力装置２２００は、例えば、マウス、キーボード、又はタッチパネルで構成され、指示装置２０００に接続する。入力装置２２００は、指示を入力する指示者に操作され、上記各種の情報及び指示を表す信号を入力する。尚、入力装置２２００は、少なくとも投影指示及び検出指示を入力する。
【０１３２】
通信網１００は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network ）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、ＭＡＮ（Metropolitan Area Network）、又は公衆回線網で構成され、投影制御装置１０００及び指示装置２０００を通信可能に接続する。
【０１３３】
本実施例においては、受信部１０１０が受信手段に相当し、送信部１０２０が送信手段に相当し、差異検出部１０４０が差異検出手段に相当し、補正部１０５０が補正手段に相当し、制御部１０９０が制御手段に相当する。
【実施例２】
【０１３４】
第２の実施例においては、検出した第１の差異と第２の差異とに基づいて、対象物に投影する画像から背景までの距離を算出すると共に、算出した対象物に投影する画像から背景までの距離と、背景の位置と、背景及び対象物へ画像を投影する投影装置の位置と、背景及び対象物に投影する画像を撮像する撮像装置の位置とに基づいて、対象物へ画像を投影する位置を補正する投影システムの一実施形態について説明する。
【０１３５】
尚、実施例２で説明する投影システム３０は、投影制御装置３０００、投影装置３１００、撮像装置３２００、対象物３９００、及び背景３９９０で構成される。
【０１３６】
また、投影制御装置３０００、投影装置３１００、撮像装置３２００、対象物３９００、及び背景３９９０の構成は、実施例１で説明した投影制御装置１０００、投影装置１１００、撮像装置１２００、対象物１９００、及び背景１９９０の構成とほぼ同様であるので、以下主に、相違点について説明する。
【０１３７】
先ず、図１２を参照して、実施例２における投影制御装置３０００が行う補正について概説する。図１２は、実施例２において投影制御装置３０００が行う補正について概説するための図である。
【０１３８】
先ず、図１２（ａ）に示すように、投影制御装置３０００は、特徴点ＰＣ１１の第１の差異を検出し、検出した第１の差異と第２の差異と撮像距離（又は投影距離）Ｌを用いる数式３によって、対象物に投影する特徴点ＰＣ１１から背景３９９０までの距離ｄｃ１１（以下単に、特徴距離という）を算出する。
【０１３９】
次に、図１２（ｂ）に示すように、投影制御装置３０００は、特徴点ＰＣ１２について、同様に、特徴距離ｄｃ１２を算出する。
【０１４０】
最後に、図１２（ｃ）に示すように、投影制御装置３０００は、特徴点ＰＣ１１及び１２の位置から特徴点ＰＣ１１及び１２の距離ｅ１２を算出する。
【０１４１】
また、特徴点ＰＣ１１の位置及び投影画像を投影するよう指定する指定位置ＰＡ１１から特徴点ＰＣ１１と指定位置ＰＡ１１との距離ｅ１３を算出する。
【０１４２】
次に、投影制御装置３０００は、算出した特徴点ＰＣ１１及び１２の特徴距離ｄｃ１１及びｄｃ１２と、距離ｅ１２及び１３とを用いる以下の数式によって、対象物３９００に投影する投影画像から背景３９９０までの距離ｄａ１１を推定する。尚、投影制御装置３０００が推定した距離ｄａ１１を、以下単に、推定距離ｄａ１１という。
【０１４３】
【数５】
2009212987.tif 000007
【０１４４】
その後、投影制御装置３０００は、以下の数式によって、指定位置ＰＡにおける第１の差異を検出することなく、補正量を算出する。次に、投影制御装置３０００は、算出した補正量に基づいて指示位置を補正する。尚、以下の数式は、推定した推定距離ｄａ１１と、第２の差異と、及び投影距離（又は撮像距離）Ｌを上記の数式２へ代入して得る式である。
【０１４５】
【数６】
2009212987.tif 000008
【０１４６】
ここで図１３を参照して、実施例２における投影制御装置３０００の構成について説明する。図１３は、実施例２における投影制御装置３０００の一構成例を表す機能ブロック図である。
【０１４７】
図１３に示す投影制御装置３０００は、受信部３０１０、送信部３０２０、記憶部３０３０、差異検出部３０４０、補正部３０５０、距離算出部３０６０、距離推定部３０７０、及び制御部３０９０を備える。
【０１４８】
受信部３０１０、送信部３０２０、記憶部３０３０、差異検出部３０４０、補正部３０５０、及び制御部３０９０が有する機能は、実施例１で説明した受信部１０１０、送信部１０２０、記憶部１０３０、差異検出部１０４０、補正部１０５０、及び制御部１０９０が有する機能とほぼ同一であるため、以下、相違点について主に説明する。
【０１４９】
また、距離算出部３０６０及び距離推定部３０７０が有する機能は、受信部３０１０等と同様に、投影制御装置３０００が実行するソフトウェア制御により実現される。
【０１５０】
ここで以下、実施例２における差異検出部３０４０が実行する差異検出処理について説明する。
【０１５１】
先ず、差異検出部３０４０は、実施例１で図７を参照して説明したステップＳＴ０００１からＳＴ０００８の処理を実行する。
【０１５２】
次に、差異検出部３０４０は、補正部３０５０へ検出した第２の差異のみを出力する点で実施例１と異なる。その後、差異検出部３０４０は、検出した第１の差異と第２の差異と特徴点ＰＣの位置とを距離算出部３０７０へ出力する点で実施例１と異なる。次に、差異検出部３０４０は、差異検出処理の実行を終了する。
【０１５３】
補正部３０５０については後述する。
【０１５４】
距離算出部３０６０は、後述する距離算出処理を実行することで、差異検出部３０４０が検出した第１の差異と第２の差異とに基づいて、対象物１９００に投影する画像から背景１９９０までの距離を算出する。
【０１５５】
ここで図１４を参照して、距離算出部３０６０が実行する距離算出処理について説明する。図１４は、距離算出部３０６０が実行する距離算出処理の一例を表すフローチャートである。
【０１５６】
先ず、距離算出部３０６０は、差異検出部３０４０から、第１の差異と特徴点ＰＣの位置とを取得する（ステップＳＴ０５０１）。
【０１５７】
次に、距離算出部３０６０は、記憶部３０３０から背景１９９０の位置、及び投影装置１１００（又は撮像装置１２００）の位置を取得して投影距離（又は撮像距離）Ｌを算出する（ステップＳＴ０５０２）。
【０１５８】
その後、距離算出部３０６０は、第１の差異と第２の差異と投影距離（又は撮像距離）Ｌとから、上記の数式３を用いて、背景までの特徴距離ｄｃを算出する（ステップＳＴ０５０３）。
【０１５９】
次に、距離算出部３０６０は、距離推定部３０７０へ、特徴点ＰＣの位置と背景１９９０までの特徴距離ｄｃとを出力する（ステップＳＴ０５０４）。その後、距離算出部３０６０は、距離算出処理の実行を終了する。
【０１６０】
ここで図１３に戻り、投影制御装置３０００の構成について引き続き説明を行う。
【０１６１】
距離推定部３０７０は、距離算出部３０６０が算出した画像から背景１９９０までの距離ｄと、特徴点ＰＣの位置及び対象物１９００に画像を投影する位置とに基づいて、対象物１９００に投影する画像から背景１９９０までの距離を推定する。
【０１６２】
ここで図１５を参照して、距離推定部３０７０が実行する距離推定処理について説明する。図１５は、距離推定部３０７０が実行する距離推定処理の一例を表すフローチャートである。
【０１６３】
先ず、距離推定部３０７０は、距離算出部３０６０から、特徴点ＰＣの位置と背景１９９０までの距離ｄｃとを取得する（ステップＳＴ０６０１）。次に、距離推定部３０７０は、制御部３０９０から、指定位置を取得する（ステップＳＴ０６０２）。
【０１６４】
その後、距離推定部３０７０は、特徴点ＰＣの位置と特徴点ＰＣの背景１９９０までの距離ｄｃと指定位置とを用いる上記数式５及び６に基づいて、指示位置に投影される画像から背景までの推定距離ｄａを推定する（ステップＳＴ０６０３）。
【０１６５】
次に、距離推定部３０７０は、補正部３０５０へ、指定位置と推定距離ｄａを出力する（ステップＳＴ０６０４）。その後、距離推定部３０７０は、距離推定処理の実行を終了する。
【０１６６】
ここで図１３に戻り、投影制御装置３０００の構成について引き続き説明を行う。
【０１６７】
補正部３０５０は、距離推定部３０７０が推定した画像から背景までの距離ｄａに基づいて、画像を投影する位置を補正する点で実施例１と異なる。
【０１６８】
ここで図１６を参照して、補正部３０５０が実行する補正処理について説明する。図１６は、補正部３０５０が実行する補正処理の一例を表すフローチャートである。
【０１６９】
先ず、補正部３０５０は、差異検出部３０４０から第２の差異を取得する（ステップＳＴ０７０１）。次に、補正部３０５０は、距離推定部３０７０から推定距離ｄａを取得する（ステップＳＴ０７０２）。
【０１７０】
その後、補正部３０５０は、記憶部３０３０から背景１９９０の位置、及び投影装置１１００（又は撮像装置１２００）の位置を取得して投影距離（又は撮像距離）Ｌを算出する（ステップＳＴ０７０３）。
【０１７１】
次に、補正部３０５０は、推定距離ｄａと投影距離（又は撮像距離）Ｌと第２の差異を用いて上記の数式６によって補正量を算出する（ステップＳＴ０７０４）。その後、補正部３０５０は、距離推定部３０７０から指定位置を取得する（ステップＳＴ０７０５）。
【０１７２】
次に、補正部３０５０は、ステップＳＴ０７０６及びＳＴ０７０７の処理を実行する（ステップＳＴ０７０６及びＳＴ０７０７）。ステップＳＴ０７０６及びＳＴ０７０７の処理は、図８を参照して説明したステップＳＴ０１０４及びＳＴ０１０５の処理と同様であるため、説明を省略する。
【０１７３】
ここで図１３に戻り、投影制御装置３０００の構成について引き続き説明を行う。
【０１７４】
制御部３０９０は、実施例１と異なり、補正投影制御処理において、距離推定部３０７０へ指定位置を出力する。
【０１７５】
本実施例においては、受信部３０１０が受信手段に相当し、送信部３０２０が送信手段に相当し、差異検出部３０４０が差異検出手段に相当し、補正部３０５０が補正手段に相当し、距離算出部３０６０が距離算出手段に相当し、距離推定部３０７０が距離推定手段に相当し、制御部３０９０が制御手段に相当する。
【実施例３】
【０１７６】
第３の実施例においては、補正を検証するために用いる検証点を表す画像を背景へ投影する位置と、補正した後に対象物へ投影する位置との差異に基づいて補正を検証すると共に、検証する差異が所定の差異を超える場合に、検証に用いた検証点を特徴点として再帰的に画像を投影する位置の補正を行う投影システムの一実施形態について説明する。
【０１７７】
尚、実施例３で説明する投影システム５０は、投影制御装置５０００、投影装置５１００、撮像装置５２００、対象物５９００、及び背景５９９０で構成される。
【０１７８】
また、投影制御装置５０００、投影装置５１００、撮像装置５２００、対象物５９００、及び背景５９９０の構成は、実施例２で説明した投影制御装置３０００、投影装置３１００、撮像装置３２００、対象物３９００、及び背景３９９０の構成とほぼ同様であるので、以下主に、相違点について説明する。
【０１７９】
先ず、図１７を参照して、実施例３における投影制御装置５０００が行う補正について概説する。図１７は、実施例３における投影制御装置５０００が行う補正について概説するための図である。
【０１８０】
先ず、図１７（ａ）を参照して、投影制御装置５０００が検証に用いる最初の検証点について説明する。
【０１８１】
図１７（ａ）に示すように、検証点ＰＪ１１及び１２は、特徴点ＰＣ１１とＰＣ１２を端点として定まる線分上、及び特徴点ＰＣ１１とＰＣ１３を端点として定まる線分上に位置している。
【０１８２】
ここで、投影制御装置５０００は、特徴点ＰＣ１１及びＰＣ１２を用いて検証点ＰＪ１１の距離を推定すると共に、検証点ＰＪ１１を投影する位置を補正する補正量を算出する。
【０１８３】
次に、投影制御装置５０００は、検証点ＰＪ１１及び１２を投影する対象物５９００を撮像した撮像画像に基づいて、補正した後に対象物５９００へ投影する検証点ＰＪの位置と補正する前に背景５９９０へ投影する検証点ＰＪの位置との差異を検出する。
【０１８４】
次に、図１７（ｂ）を参照して、検出した差異が所定の差異を超える場合に、投影制御装置５０００が検証に用いる検証点について説明する。
【０１８５】
投影制御装置５０００は、検出した差異が所定の差異を超える場合に、検証点ＰＪ１１及び１２を特徴点ＰＣ２２及び２３とする。
【０１８６】
次に、投影制御装置５０００は、特徴点ＰＣ１１と新たな特徴点ＰＣ２２及び２３とを用いて、他の検証点ＰＪ２１から２３の補正量を算出する。
【０１８７】
その後、上記と同様に、検証に用いる差異を検出する。検出した差異が所定の差異を超える場合には、上記処理を繰り返す。
【０１８８】
検出した差異が所定の差異を下回ると、投影制御装置５０００は、特徴点ＰＣ及び特徴点とした検証点ＰＪに基づいて注釈画像の指定位置を補正し、補正した位置に注釈画像を投影する。
【０１８９】
本実施例において、検証点が特徴点ＰＣで定まる線分上に存在する場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、例えば、三角形又は四角形等の特徴点ＰＣで定まる多角形上に検証点が存在する構成を採用できる。
【０１９０】
次に、図１７（ｃ）を参照して、投影制御装置５０００が投影制御装処理の実行に用いる所定画像の一例について説明する。
【０１９１】
図１７（ｃ）に示す所定画像ＰＳ１は、正三角形を全面に重複なく表示する画像である。特徴点ＰＣ及び検証点ＰＪは、各三角形の頂点で表される。
【０１９２】
ここで、特徴点ＰＣは、太線で表す正三角形の頂点で表され、検証点ＰＪは、細線で表す正三角形の頂点で表される。
【０１９３】
つまり、対象物５９００の投影面を特定する３つの特徴点ＰＣは、正三角形の頂点として表される。
【０１９４】
次に、図１７（ｄ）を参照して、投影制御装置５０００が投影制御装処理の実行に用いる所定画像の他例について説明する。
【０１９５】
図１７（ｄ）に示す所定画像ＰＳ２は、直角二等辺三角形を全面に重複なく表示する画像である。特徴点ＰＣは、図１７（ｃ）と同様に、太線で表す正三角形の頂点で表され、検証点ＰＪは、細線で表す正三角形の頂点で表される。
【０１９６】
ここで図１８を参照して、投影制御装置５０００の一構成例について説明する。図１８は、実施例３における投影制御装置５０００の一構成例を表す機能ブロック図である。
【０１９７】
図１８に示す投影制御装置５０００は、受信部５０１０、送信部５０２０、記憶部５０３０、差異検出部５０４０、補正部５０５０、距離算出部５０６０、距離推定部５０７０、検証検出部５０８０、及び制御部５０９０を備える。
【０１９８】
受信部５０１０、送信部５０２０、記憶部５０３０、差異検出部５０４０、補正部５０５０、距離算出部５０６０、距離推定部５０７０、及び制御部５０９０が有する機能は、実施例２で説明した受信部３０１０、送信部３０２０、記憶部３０３０、差異検出部３０４０、補正部３０５０、距離算出部５０６０、距離推定部５０７０、及び制御部３０９０が有する機能とほぼ同一であるため、以下、相違点について主に説明する。
【０１９９】
また、検証検出部５０８０が有する機能は、受信部５０１０等と同様に、投影制御装置５０００が実行するソフトウェア制御により実現される。
【０２００】
検証検出部５０８０は、後述する検証検出処理を実行することで、補正部５０５０が補正する前に背景５９９０へ投影する検証点ＰＪの位置と、補正した後に対象物５９００へ投影する検証点ＰＪの位置との差異（以下単に、検証差異という）を検出する。
【０２０１】
ここで図１９を参照して、検証検出部５０８０が実行する検証検出処理について説明する。図１９は、検証検出部５０８０が実行する検証検出処理の一例を表すフローチャートである。
【０２０２】
先ず、検証検出部５０８０は、制御部５０９０から、補正した後に検証点ＰＪを投影した対象物５９００を撮像した撮像画像を取得する（ステップＳＴ０８０１）。次に、検証検出部５０８０は、制御部５０９０から、撮像画像における検証点の位置を検出する（ステップＳＴ０８０２）。
【０２０３】
その後、検証検出部５０８０は、記憶部５０３０から、補正部５０５０が行う補正を検証するための検証点ＰＪを表す所定画像を取得する（ステップＳＴ０８０３）。次に、検証検出部５０８０は、所定画像を、所定画像の投影された背景５９９０を撮像した画像であるとして、所定画像から検証点ＰＪの位置を検出する（ステップＳＴ０８０４）。
【０２０４】
次に、検証検出部５０８０は、撮像画像から検出した検証点ＰＪの位置と、所定画像から検出した検証点ＰＪの位置とから検証差異を検出する（ステップＳＴ０８０５）。
【０２０５】
その後、検証検出部５０８０は、制御部５０９０へ検出した検証差異を出力する（ステップＳＴ０８０６）。その後、検証検出部５０８０は、検証検出処理の実行を終了する。
【０２０６】
ここで図１８に戻り、投影制御装置５０００の構成について引き続き説明を行う。
【０２０７】
制御部５０９０は、検出制御処理を実行することで、検証差異が所定の差異を超える場合に、検証に用いた検証点ＰＪを特徴点ＰＣとして再帰的に位置の補正に必要な情報を検出するよう検証検出部５０８０を制御する点で実施例２と異なる。
【０２０８】
ここで図２０を参照して、制御部５０９０が実行する検出制御処理について説明する。図２０は、実施例３において制御部５０９０が実行する検出制御処理の一例を表すフローチャートである。
【０２０９】
先ず、制御部５０９０は、三角形を表す所定画像を記憶部５０３０から取得する（ステップＳＴ０９０１）。次に、制御部５０９０は、所定画像を対象物５９００へ投影するよう投影装置５１００を制御する（ステップＳＴ０９０２）。
【０２１０】
その後、制御部５０９０は、撮像装置５２００から撮像画像を取得する（ステップＳＴ０９０３）。次に、制御部５０９０は、差異検出部５０４０へ撮像画像を出力する（ステップＳＴ０９０４）。
【０２１１】
その後、制御部５０９０は、所定画像から検証点ＰＪの位置を取得する（ステップＳＴ０９０５）。次に、制御部５０９０は、距離推定部５０７０へ検証点ＰＪの位置を出力する（ステップＳＴ０９０６）。
【０２１２】
その後、制御部５０９０は、補正した検証点の位置を補正部５０５０から取得する（ステップＳＴ０９０７）。次に、制御部５０９０は、補正した位置に基づいて所定画像における検証点ＰＪの位置を変更する（ステップＳＴ０９０８）。
【０２１３】
その後、制御部５０９０は、所定画像を対象物５９００へ投影するよう投影装置５１００を制御する（ステップＳＴ０９０９）。次に、制御部５０９０は、補正した位置に検証点ＰＪを投影した対象物５９００を撮像した撮像画像を撮像装置５２００から取得する（ステップＳＴ０９１０）。
【０２１４】
その後、制御部５０９０は、取得した撮像画像を検証検出部５０８０へ出力する（ステップＳＴ０９１１）。次に、制御部５０９０は、検証検出部５０８０から、検出した検証差異を取得する（ステップＳＴ０９１２）。
【０２１５】
その後、制御部５０９０は、検証差異が所定の差異を超えるか否かを判断する（ステップＳＴ０９１３）。制御部５０９０は、検証差異が所定の差異を超えると判断する場合にはステップＳＴ０９１３の処理を実行し、そうでない場合には検出制御処理の実行を終了する。
【０２１６】
ステップＳＴ０９１３において、制御部５０９０は、検証差異が所定の差異を超えると判断した場合には、特徴点ＰＣと検証点ＰＪとの中間の点を新たに検証点ＰＪ（つまり、他の検証点ＰＪ）とし、かつ検証点ＰＪを特徴点ＰＣとするように、所定画像画表す三角形を細分化する（ステップＳＴ０９１４）。その後、制御部５０９０は、上記ステップＳＴ０９０２に戻り上記処理を繰り返す。
【０２１７】
これにより、距離算出部５０６０は、検証点ＰＪを新たな特徴点ＰＣとして距離を算出する。また、距離推定部５０７０は、距離算出部５０６０が算出した特徴点ＰＣから背景５９９０までの距離と、新たに特徴点ＰＣとした検証点ＰＪから背景５９９０までの距離とに基づいて、他の検証点ＰＪから背景５９９０までの距離を推定する。
【０２１８】
更に、補正部５０５０は、距離推定部５０７０が推定した他の検証点ＰＪから背景までの距離に基づいて、他の検証点ＰＪを投影する位置を補正する。
【０２１９】
本実施例において、投影制御装置５０００は、投影装置５１００の投影領域の全域にわたって投影する位置を補正するとして説明を行ったが、これに限定される訳ではない。
【０２２０】
例えば、投影制御装置５０００は、撮像画像を構成する画素値が変化した領域に対応する部分（以下単に、変化部分という）を検出すると共に、検出した変化部分に対して投影するよう指示する画像の指定位置を補正する構成を採用できる。
【０２２１】
本実施例において、投影制御装置５０００は、検出差異が所定の差異を超えると判断する場合に、所定画像が表す三角形の全てをより小さい三角形に細分化して補正に用いる情報を検出するとして説明したが、これに限定される訳ではない。
【０２２２】
例えば、投影制御装置５０００は、変化部分を検出すると共に、検出した変化部分に含まれる三角形を細分化する構成を採用できる。
【０２２３】
本実施例においては、受信部５０１０が受信手段に相当し、送信部５０２０が送信手段に相当し、差異検出部５０４０が差異検出手段に相当し、補正部５０５０が補正手段に相当し、距離算出部５０６０が距離算出手段に相当し、距離推定部５０７０が距離推定手段に相当し、検証検出部５０８０が検証検出手段に相当し、制御部５０９０が制御手段に相当する。
【０２２４】
投影制御装置１０００、３０００、及び５０００は、演算部がＲＯＭ及びＲＡＭの少なくともひとつに格納されたプログラムを実行することによって実現される。また、このプログラムは、磁気ディスクや光ディスク、半導体メモリ、その他の記録媒体に格納して配布したり、ネットワークを介して配信したりすることにより提供できる。
【０２２５】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２２６】
【図１】本発明の投影制御装置を備える本発明の投影システムの一実施形態を示す構成図である。
【図２】背景画像における背景に投影する画像の位置の一例を説明するための図である。
【図３】撮像画像における対象物に投影する画像の位置の一例を説明するための図である。
【図４】第１の差異と第２の差異とに基づいて行う投影位置の補正量について説明するための図である。
【図５】投影制御装置の一構成例を表す機能ブロック図である。
【図６】投影制御装置のハードウェア構成の一例を表す図である。
【図７】差異検出部が実行する差異検出処理の一例を表すフローチャートである。
【図８】補正部が実行する補正処理の一例を表すフローチャートの一例である。
【図９】制御部が実行する制御処理の一例を表すフローチャートである。
【図１０】制御部が実行する補正投影制御処理の一例を表すフローチャートである。
【図１１】制御部が実行する検出制御処理の一例を表すフローチャートである。
【図１２】実施例２において投影制御装置が行う補正について概説するための図である。
【図１３】実施例２において投影制御装置の一構成例を表す機能ブロック図である。
【図１４】距離算出部が実行する距離算出処理の一例を表すフローチャートである。
【図１５】距離推定部が実行する距離推定処理の一例を表すフローチャートである。
【図１６】補正部が実行する補正処理の一例を表すフローチャートである。
【図１７】実施例３における投影制御装置が行う補正について概説するための図である。
【図１８】実施例３における投影制御装置の一構成例を表す機能ブロック図である。
【図１９】検証検出部が実行する検証検出処理の一例を表すフローチャートである。
【図２０】実施例３において制御部が実行する検出制御処理の一例を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【０２２７】
１…投影指示システム                  １０…投影システム                    
１００…通信網                        １０００…投影制御装置                
１００１…演算部                      １００２…ＲＯＭ                      
１００３…ＲＡＭ                      １００４…外部記憶部                  
１００５…バス                        １０１０…受信部（受信手段）          
１０２０…送信部（送信手段）          １０３０…記憶部                      
１０４０…差異検出部（差異検出手段）  １０５０…補正部（補正手段）          
１０９０…制御部（制御手段）          １１００…投影装置（投影手段）        
１２００…撮像装置（撮像手段）        １９００…対象物                      
１９９０…映写幕（背景）              ２０…指示システム                    
２０００…投影指示装置                ２１００…表示装置                    
２２００…入力装置                    ３００…通信網                        
３０００…投影制御装置                ３０１０…受信部（受信手段）          
３０２０…送信部（送信手段）          ３０３０…記憶部                      
３０４０…差異検出部（差異検出手段）  ３０５０…補正部（補正手段）          
３０６０…距離算出部（距離算出手段）  ３０７０…距離推定部（距離推定手段）  
３０９０…制御部（制御手段）          ３１００…投影装置（投影手段）        
３２００…撮像装置（撮像手段）        ５００…通信網                        
５０００…投影制御装置                ５０１０…受信部（受信手段）          
５０２０…送信部（送信手段）          ５０３０…記憶部                      
５０４０…差異検出部（差異検出手段）  ５０５０…補正部（補正手段）          
５０６０…距離算出部（距離算出手段）  ５０７０…距離推定部（距離推定手段）  
５０８０…検証検出部（検証検出手段）  ５０９０…制御部（制御手段）          
５１００…投影装置（投影手段）        ５２００…撮像装置（撮像手段）        
ｄ…背景との距離                      ｄａ１１…推定距離                    
ｄｃ１１…背景までの距離              ｄｃ１２…背景までの距離              
Ｌ…投影（撮像）距離                  Ｐ…注釈画像                          
ＰＡ１１…指定位置                    ＰＣ…特徴点                          
ＰＩ００…背景画像                    ＰＩ０１，０２…撮像画像              
ＰＪ…検証点                          ＰＰ００，０２…投影画像              
ＰＳ１，２…所定画像                  ＰＴｃ０，１…撮像点                  
ＰＴｐ０，１…投影点                  Ｖ１…第１の差異                      
Ｖ２…第２の差異                      Ｖｃ…補正量                          
【図１】
2009212987.tif 000009
【図２】
2009212987.tif 000010
【図３】
2009212987.tif 000011
【図４】
2009212987.tif 000012
【図５】
2009212987.tif 000013
【図６】
2009212987.tif 000014
【図７】
2009212987.tif 000015
【図８】
2009212987.tif 000016
【図９】
2009212987.tif 000017
【図１０】
2009212987.tif 000018
【図１１】
2009212987.tif 000019
【図１２】
2009212987.tif 000020
【図１３】
2009212987.tif 000021
【図１４】
2009212987.tif 000022
【図１５】
2009212987.tif 000023
【図１６】
2009212987.tif 000024
【図１７】
2009212987.tif 000025
【図１８】
2009212987.tif 000026
【図１９】
2009212987.tif 000027
【図２０】
2009212987.tif 000028