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技術 指示位置検出システム、プレゼンテーションシステムおよび情報記憶媒体

出願人 セイコーエプソン株式会社
発明者 平松和憲
出願日 2000年3月28日 (20年9ヶ月経過) 出願番号 2000-088334
公開日 2001年10月5日 (19年2ヶ月経過) 公開番号 2001-273092
状態 特許登録済
技術分野 位置入力装置 表示による位置入力 イメージ分析
主要キーワード エッジ検出情報 赤外透過フィルタ プレゼンテーション用画像 矢印状 指示具 ポインティング座標 ノイズ部分 指示棒
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (14)

課題

外乱光等のノイズの影響を受けずに撮像信号に基づく指示位置検出を正確に行うための指示位置検出システムプレゼンテーションシステムおよび情報記憶媒体を提供すること。

解決手段

輝度判定部113およびノイズ領域情報生成部115を設け、CCDカメラ14からの撮像信号の輝度値を判定し、ポインティング座標検出部116を用いて当該判定結果に基づき、輝度値の高い領域を指示位置検出対象から除外して指示棒による指示位置を検出する。

概要

背景

概要

外乱光等のノイズの影響を受けずに撮像信号に基づく指示位置検出を正確に行うための指示位置検出システムプレゼンテーションシステムおよび情報記憶媒体を提供すること。

輝度判定部113およびノイズ領域情報生成部115を設け、CCDカメラ14からの撮像信号の輝度値を判定し、ポインティング座標検出部116を用いて当該判定結果に基づき、輝度値の高い領域を指示位置検出対象から除外して指示棒による指示位置を検出する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
1件

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請求項1

所定の画像表示領域における指示位置を検出する指示位置検出システムにおいて、前記画像表示領域を撮像する撮像手段と、当該撮像手段の撮像画像に基づき、当該撮像画像に含まれる指示画像から前記画像表示領域における指示位置を検出する位置検出手段と、を含み、前記位置検出手段は、前記撮像画像に含まれる前記指示画像のエッジ検出処理を行うエッジ検出手段と、エッジ検出処理された指示画像の情報に基づき、前記指示位置を検出する検出手段と、を含むことを特徴とする指示位置検出システム。

請求項2

請求項1において、前記位置検出手段は、前記指示画像を構成する画素輝度値が当該画素と隣接する画素の輝度値と所定の関係にあるかどうかを判定する輝度判定手段を含み、前記検出手段は、前記輝度判定手段の判定結果に基づき、前記所定の関係が成立する場合に、前記指示画像を、前記指示位置の検出対象として取り扱うことを特徴とする指示位置検出システム。

請求項3

請求項1、2のいずれかにおいて、前記位置検出手段は、前記エッジ検出処理された指示画像の情報を2値化する2値化手段を含み、前記検出手段は、前記2値化手段で2値化された指示画像の情報に基づき、前記指示位置を検出することを特徴とする指示位置検出システム。

請求項4

請求項1〜3のいずれかにおいて、前記位置検出手段は、非指示状態にある画像表示領域の撮像画像に対してエッジ検出処理を行うことにより、ノイズ領域を検出して記憶するノイズ領域検出処理手段を含み、前記検出手段は、前記ノイズ領域検出処理手段で検出されたノイズ領域を前記指示位置の検出対象から除外して前記指示画像の指示位置を検出することを特徴とする指示位置検出システム。

請求項5

請求項4において、前記ノイズ領域検出処理手段は、前記エッジ検出処理を行って検出した領域に膨張処理を施して前記ノイズ領域として記憶することを特徴とする指示位置検出システム。

請求項6

請求項1〜5のいずれかにおいて、前記撮像手段は、前記画像表示領域を赤外領域で撮像可能に形成され、前記指示位置検出手段は、前記赤外領域で撮像された赤外撮像画像に基づき、前記指示画像の指示位置の検出を行うことを特徴とする指示位置検出システム。

請求項7

前記画像表示領域に画像を表示する手段を含み、請求項1〜6のいずれかに記載の指示位置検出システムを用いて前記指示画像の指示位置を検出することを特徴とするプレゼンテーションシステム

請求項8

プレゼンテーション用システムを実現するための情報を記憶したコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体であって、前記情報は、プレゼンテーション用画像の表示される画像表示領域を撮像する撮像手段による撮像画像に基づき、当該撮像画像に含まれる指示画像から前記画像表示領域における指示位置を検出する位置検出手段を実現するための情報を含み、前記位置検出手段は、前記撮像画像に含まれる前記指示画像のエッジ検出処理を行うエッジ検出手段と、エッジ検出処理された指示画像の情報に基づき、前記指示位置を検出する検出手段と、を実現するための情報を含むことを特徴とする情報記憶媒体。

請求項9

請求項8において、前記位置検出手段は、前記指示画像を構成する画素の輝度値が当該画素と隣接する画素の輝度値と所定の関係にあるかどうかを判定する輝度判定手段を含み、前記検出手段は、前記輝度判定手段の判定結果に基づき、前記所定の関係が成立する場合に、前記指示画像を、前記指示位置の検出対象として取り扱うことを特徴とする情報記憶媒体。

請求項10

請求項8、9のいずれかにおいて、前記位置検出手段は、前記エッジ検出処理された指示画像の情報を2値化する2値化手段を含み、前記検出手段は、前記2値化手段で2値化された指示画像の情報に基づき、前記指示位置を検出することを特徴とする情報記憶媒体。

請求項11

請求項8〜10のいずれかにおいて、前記位置検出手段は、非指示状態にある画像表示領域の撮像画像に対してエッジ検出処理を行うことにより、ノイズ領域を検出して記憶するノイズ領域検出処理手段を含み、前記検出手段は、前記ノイズ領域検出処理手段で検出されたノイズ領域を前記指示位置の検出対象から除外して前記指示画像の指示位置を検出することを特徴とする情報記憶媒体。

請求項12

請求項11において、前記ノイズ領域検出処理手段は、前記エッジ検出処理を行って検出した領域に膨張処理を施して前記ノイズ領域として記憶することを特徴とする情報記憶媒体。

請求項13

請求項8〜12のいずれかにおいて、前記撮像手段は、前記画像表示領域を赤外領域で撮像可能に形成され、前記指示位置検出手段は、前記赤外領域で撮像された赤外撮像画像に基づき、前記指示画像の指示位置の検出を行うことを特徴とする情報記憶媒体。

技術分野

0002

プロジェクタ等を用いたプレゼンテーションシステムでは、指示具等によるその指示位置の検出を行うことが必要となる。この場合に、特別な指示具等を用いることなく、指示位置の検出を正確に行い、各種の画像処理に反映させることが重要となる。

0003

このため、本発明者らにより、プロジェクタからの投写光によって画像の表示されるスクリーンカメラ等で撮像し、その撮像信号に基づき指示位置を検出するシステムの検討がなされている。

0004

しかし、スクリーン上には外部からのノイズ、例えば日光室内照明等の外乱光によってスクリーン上の輝度レベル変動が発生したり、外乱光によってシェーディング等が発生したりすることにより、カメラ等の撮像信号を単に信号処理しても、精度の高い位置検出が難しいという問題があった。

0005

本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、外乱光等のノイズの影響を受けずに撮像信号に基づく指示位置検出を正確に行うための指示位置検出システム、プレゼンテーションシステムおよび情報記憶媒体を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

上記課題を解決するため、本発明に係る指示位置検出システムは、所定の画像表示領域における指示位置を検出する指示位置検出システムにおいて、前記画像表示領域を撮像する撮像手段と、当該撮像手段の撮像画像に基づき、当該撮像画像に含まれる指示画像から前記画像表示領域における指示位置を検出する位置検出手段と、を含み、前記位置検出手段は、前記撮像画像に含まれる前記指示画像のエッジ検出処理を行うエッジ検出手段と、エッジ検出処理された指示画像の情報に基づき、前記指示位置を検出する検出手段と、を含むことを特徴とする。

0007

また、本発明に係る情報記憶媒体は、プレゼンテーション用システムを実現するための情報を記憶したコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体であって、前記情報は、プレゼンテーション用画像の表示される画像表示領域を撮像する撮像手段による撮像画像に基づき、当該撮像画像に含まれる指示画像から前記画像表示領域における指示位置を検出する位置検出手段を実現するための情報を含み、前記位置検出手段は、前記撮像画像に含まれる前記指示画像のエッジ検出処理を行うエッジ検出手段と、エッジ検出処理された指示画像の情報に基づき、前記指示位置を検出する検出手段と、を実現するための情報を含むことを特徴とする。

0008

本発明によれば、エッジ検出処理を行うことにより、外乱光のレベル変動や、外乱光によるシェーディングに強くなり、精度の高い指示位置の検出が行える。

0009

また、前記位置検出手段は、前記指示画像を構成する画素輝度値が当該画素と隣接する画素の輝度値と所定の関係にあるかどうかを判定する輝度判定手段を含み、前記検出手段は、前記輝度判定手段の判定結果に基づき、前記所定の関係が成立する場合に、前記指示画像を、前記指示位置の検出対象として取り扱うことが好ましい。

0010

これによれば、例えば、所定の輝度値未満の指示画像のみを検出対象とすることにより、外乱光の影響を受けずに正確に指示位置の検出が行える。

0011

なお、ここで、前記所定の関係としては、例えば、前記指示画像を構成する画素の輝度値および当該画素と隣接する画素の輝度値の少なくとも一方が所定の輝度値未満であるという関係が該当する。

0012

すなわち、当該画素も隣接画素も所定の輝度値を超える場合には外乱光が当たったために輝度値が上がった画素とみなすことができる。

0013

また、前記位置検出手段は、前記エッジ検出処理された指示画像の情報を2値化する2値化手段を含み、前記検出手段は、前記2値化手段で2値化された指示画像の情報に基づき、前記指示位置を検出することが好ましい。

0014

これによれば、2値化することにより、後の処理が容易となり、装置も小型化できる。

0015

また、前記位置検出手段は、非指示状態にある画像表示領域の撮像画像に対してエッジ検出処理を行うことにより、ノイズ領域を検出して記憶するノイズ領域検出処理手段を含み、前記検出手段は、前記ノイズ領域検出処理手段で検出されたノイズ領域を前記指示位置の検出対象から除外して前記指示画像の指示位置を検出することが好ましい。

0016

これによれば、ノイズ領域を検出して指示位置の検出対象から除外して前記指示画像の指示位置を検出することにより、スクリーンに表示された文字や傷等のノイズ領域の影響を受けずに正確に指示位置の検出が行える。

0017

また、前記ノイズ領域検出処理手段は、前記エッジ検出処理を行って検出した領域に膨張処理を施して前記ノイズ領域として記憶することが好ましい。

0018

これによれば、スクリーン位置の若干の移動によってノイズ領域が移動した場合でも、その移動分を考慮してノイズ領域を広めに把握しておくことにより、正確に指示位置の検出が行える。

0019

また、前記撮像手段は、前記画像表示領域を赤外領域で撮像可能に形成され、前記指示位置検出手段は、前記赤外領域で撮像された赤外撮像画像に基づき、前記指示画像の指示位置の検出を行うことが好ましい。

0020

これによれば、人物等とスポット光とを明確に分離でき、正確に指示位置を検出することができる。

0021

また、本発明に係るプレゼンテーションシステムは、前記指示位置検出システムを用いて前記指示画像の指示位置を検出することを特徴とする。

0022

これによれば、指示位置の検出に基づき、カーソル表示位置制御等の各種の制御を、スポット光の位置と正確に対応づけて行うことができる。

0023

また、前記エッジ検出手段は、前記エッジ検出処理の一部として、前記撮像画像に対し隣接画素の重み付け演算を行うことが好ましい。

0024

これによれば、エッジをより明確化することができる。なお、隣接画素としては、例えば、対象画素の水平方向における両隣の画素、対象画素の周囲8画素等が該当する。

0025

なお、前記エッジ検出処理としては、例えば、所定ドット分の画像の差分を用いる差分処理オペレータを用いた微分処理等を適用することができる。

発明を実施するための最良の形態

0026

以下、本発明をプレゼンテーションシステムにおいて指示位置の検出を行うためのシステムに適用した場合を例に採り、図面を参照しつつ説明する。

0027

(システム全体の説明)図1は、本実施の形態の一例に係るプレゼンテーションシステムの概略説明図である。

0028

スクリーンのほぼ正面に設けられたプロジェクタ10から、所定のプレゼンテーション用の画像が投写される。プレゼンター30は、スクリーン上の画像が表示されている領域すなわち画像表示領域12の画像の所望の位置を指示棒40で指し示しながら、第三者に対するプレゼンテーションを行なう。

0029

プレゼンター30が指示棒40を用いてスクリーン上の画像表示領域12の所望の位置を指示すると、画像表示領域12、プレゼンター30の一部および指示棒40が、画像表示領域12のほぼ正面に設けられ、撮像手段として機能するCCDカメラ14により、指示画像として撮像される。

0030

ここで、プロジェクタ10の出射光が指示棒40により遮蔽されてできる棒状の細長い影を指示画像の影領域という。また、撮像画像内に写されているプレゼンター30の一部と指示棒40その物の実画像を指示画像の実像領域といい、ポインティング位置の検出処理に用いられるこれらの情報(対象)を合わせて検出対象という。

0031

そして、プレゼンター30が指示棒40の影領域を用いて指示する画像表示領域12上のポインティング位置は、撮像画像における画像表示領域12上に映し出される指示画像の影領域の先端位置として検出される。すなわち、棒状の指示画像の影領域の先端位置が、ポインティング位置として自動的に検出され、所定のデータ処理が行われる。

0032

同様に、プレゼンター30が指示棒40の実像領域を用いて指示する画像表示領域12上のポインティング位置は、撮像画像における画像表示領域12上に映し出される指示画像の実像領域の先端位置として検出される。

0033

なお、指示棒40は、反射率の少ない色、部材で構成されることが好ましい。

0034

反射率を少なくすることにより、画像表示領域12への指示棒40からの光の反射を低減し、正確な位置検出が行える。

0035

また、本実施の形態では、赤外光源15と、CCDカメラ14のカメラ先端に設けられる光学フィルタ16とが必要に応じて設けられる。光学フィルタ16は、より具体的には赤外光のみを透過する赤外透過フィルタである。

0036

本システムにおいては、撮像手段は、光学フィルタ16を介して赤外領域で画像表示領域12を撮像し、撮像した指示画像から指示棒40の動きを検出する。

0037

この赤外領域を形成するために、補助光源として赤外光源15を設けている。プレゼンテーションが行われる場所が太陽光自然光)が十分に入る場所であれば、太陽光に赤外線が含まれるため、赤外光源15を必ずしも用いる必要はないが、赤外光源15を設けることにより、特に太陽光が入らないような暗い場所において、より確実に所望の赤外領域を形成することができる。

0038

また、例えば、指示位置の検出に基づいて画像表示領域12に表示するカーソルの表示位置を制御を行う場合、カーソルと指示位置がずれないように指示位置を正確に検出する必要がある。

0039

しかし、プレゼンテーションの行われる場所によっては、日光等の外乱光等が画像表示領域12に投写された場合に、これらの光を指示棒40や指示する手指端点と誤って認識し、指示位置が正確に検出できない場合もあった。

0040

本実施の形態では、撮影画像に含まれる指示画像に対してエッジ検出処理を行って指示位置を検出することにより、外乱光の影響を低減し、正確な指示位置の検出が行える。

0041

さらに、外乱光等のノイズ発生部分を輝度制限処理によって検出対象から除外することにより、より正確な指示位置の検出が行える。

0042

図2は、輝度制限処理を行わなかった場合の説明図であり、図2(A)は、エッジ検出処理前の画像を示し、図2(B)は、エッジ検出処理後の画像を示す図である。

0043

例えば、図2(A)に示す撮像画像においては、エッジ検出処理前の状態であり、撮像画像の中央下の右寄りの部分に外乱光が見られる。このような外乱光が残ったままの状態の画像を処理すると、外乱光を誤って手指の端点と認識してしまう場合がある。

0044

すなわち、ノイズ成分を含む画像に対してエッジ検出処理を行っても、図2(B)に示すように、画像から指示画像のエッジは浮かび上がるが、外乱光によるノイズ部分もエッジが浮かび上がってしまう。

0045

このため、ノイズ部分のエッジを誤って、指示画像のエッジとして誤認識してしまう場合がある。

0046

したがって、ノイズ成分を含んだまま、指示画像のエッジの先端にある指示位置を正確に検出することは難しい。

0047

図3は、輝度制限処理を行った場合の説明図であり、図3(A)は、エッジ検出処理前の画像を示し、図3(B)は、輝度制限処理およびエッジ検出処理を行った画像を示す図である。

0048

図3(A)は、図2(A)と同様に外乱光によるノイズ成分を含む画像である。

0049

一般に外乱光は、手指や指示棒40よりも輝度レベルが高い。したがって、所定のしきい値以下の輝度成分のみを含むエッジを有効なエッジとして取り扱い、しきい値を超える輝度成分を含むエッジを無効化する輝度制限処理を行うことにより、図3(B)に示すように指示画像のエッジのみを抽出することができる。

0050

また、プレゼンテーションを行う場合に、プレゼンテーションの実行前にスクリーンの傷や文字等によって既にエッジとなる要因が存在する場合もある。このような状態のまま、プレゼンテーションを行って、指示画像のエッジを検出しようとしても、スクリーンの傷や文字等のノイズ成分によるエッジを誤って指示画像のエッジとして誤認識してしまう場合がある。

0051

また、このようなノイズ成分は、上述した外乱光のように指示画像との輝度レベルの差が少ないため、輝度制限処理を用いた場合の有効性は低い。

0052

このため、プレゼンテーション実行前にノイズ発生領域を把握しておき、プレゼンテーション実行時にノイズ発生領域を差分処理等を用いてエッジ検出対象から除外する手法を用いたエッジ検出処理を行うことが考えられる。

0053

しかし、このような手法を用いた場合でも、スクリーンの傷や文字のようなノイズ成分は、細い線で形成されるため、スクリーンが風等によって若干移動した場合には、プレゼンテーション実行前に把握していたノイズ発生領域と、プレゼンテーション実行時のノイズ発生領域との位置のずれが生じ、正確にエッジ検出対象から除外することができない場合も生じうる。

0054

本実施の形態では、スクリーンの傷や文字等のノイズ成分に膨張処理を施して適切にノイズ成分を除去している。

0055

図4は、膨張処理の説明図であり、図4(A)は、膨張処理前のノイズ画像を示し、図4(B)は、膨張処理後のノイズ画像を示す図である。

0056

図4(A)に示す「ABCD」という文字がスクリーンに表示された膨張処理前のノイズ画像に対して膨張処理を施すことにより、図4(B)に示すように「ABCD」という文字が太くなった画像が生成される。

0057

ノイズ成分に膨張処理した画像(以下「マスク画像」という。)を用いてマスク処理を行うことにより、ノイズ成分を除去して正確に指示位置の検出が行える。

0058

図5は、ノイズ除去処理の説明図であり、図5(A)は、ノイズ除去前の指示画像を示し、図5(B)は、ノイズ除去後の指示画像を示す図である。

0059

図5(A)に示すように、プレゼンテーション実行時に、図5(A)のノイズ成分(「ABCD」という文字)を含む状態で指示を行った場合を想定する。

0060

上述したマスク処理を行うことにより、「ABCD」という文字が除去されて指示画像のエッジのみを抽出することができる。

0061

機能ブロックについての説明)次に、これらの機能を実現するための本システムの機能ブロックについて説明する。

0062

図6は、本実施の形態の一例に係るシステムの機能ブロック図である。

0063

本システムは、撮像手段であるCCDカメラ14と、処理部110と、プロジェクタ10とを含んで構成されている。

0064

また、処理部110は、撮像信号に基づき指示位置の検出を行う位置検出部130と、指示位置の検出結果に基づくカーソル200の表示位置の制御のほか各種の制御や演算を行う演算処理部118とを含んで構成されている。

0065

より具体的には、位置検出部130は、撮像画像のエッジを検出するエッジ検出部112と、上述した輝度制限処理を行う輝度判定部113と、エッジ検出情報に対してデータ処理を行いやすいように2値化を行う2値化処理部114と、2値化されたエッジ検出情報からノイズ領域を除外するためのノイズ領域情報生成部115と、ノイズ領域が除外されたエッジ検出情報から指示位置を検出するポインティング座標検出部116とを含んで構成されている。

0066

このような処理部110は、具体的にはCPU、各種プログラム、データ等を記憶する情報記憶媒体であるROM、ワーク領域として機能するRAM等を用いて実現される。

0067

以下、位置検出部130内の各部について順に詳細に説明する。

0068

CCDカメラ14から出力される撮像信号は、エッジ検出部112へ入力される。なお、本実施の形態において、CCDカメラ14は白黒の撮像信号を出力するものとする。

0069

図7は、本実施の形態の一例に係るエッジ検出部112の機能ブロック図である。

0070

エッジ検出部112は、差分演算部424を用いて、通常の撮像信号と、記憶部420に記憶された1ドット遅延した撮像信号との差分(絶対値の差分)を演算する。

0071

また、このような各ドットに対する差分処理と並行して輝度判定部113によって、画像表示領域12における外乱光によるノイズ領域を検出対象から除外して指示位置検出を行うため、各ドット(画素)に対応する撮像信号に含まれる輝度信号の輝度レベルの判定が行われる。

0072

図8は、本実施の形態の一例に係る輝度判定部113の機能ブロック図である。

0073

輝度判定部113は、撮像信号に含まれる輝度信号に対して2値化処理部430により2値化処理を行い、判定部432により2値化された輝度信号がしきい値未満かどうかを判定する。これを第1の判定結果とする。

0074

また、輝度判定部113は、当該輝度信号から1ドット分遅延した輝度信号に対して2値化処理部430により2値化処理を行い、判定部432により2値化された輝度信号がしきい値未満かどうかを判定する。これを第2の判定結果とする。

0075

第1の判定結果および第2の判定結果はOR回路434に入力される。OR回路434では、第1の判定結果および第2の判定結果の少なくとも一方が真、すなわち、所定のしきい値未満ならば指示位置の検出対象として有効とみなされ、後の処理で当該領域が指示位置の検出対象として取り扱われる。

0076

一方、OR回路434では、両方ともしきい値以上の輝度値であった場合、すなわち、連続する2ドットの輝度が高い場合、外乱光の可能性が高いとみなされ、後の処理で当該領域が指示位置の検出対象から除外される。

0077

このように、単独の画素に対応する輝度信号だけで判定するのではなく、ある画素と当該画素に隣接する画素、具体的には、連続する2ドットの輝度信号の判定を行うことにより、誤判定を低減して適切に外乱光等のノイズを指示位置の検出対象から除外することができる。

0078

また、図7を用いて説明したエッジ検出部112の出力であるエッジ検出情報は2値化処理部114で2値化されて2値情報が生成される。

0079

図9は、本実施の形態の一例に係るノイズ領域情報生成部115の機能ブロック図である。

0080

ノイズ領域情報生成部115は、画像表示領域12における傷や文字等(ノイズ領域)を指示位置の検出対象から除外するためのノイズ領域情報を生成する。このノイズ領域情報の生成は、画像表示領域12に指示検出対象が現れない任意のタイミング、例えば、プレゼンテーション実行前に行われる。

0081

図4(B)は、ノイズ領域情報を可視化して示す図である。このような図をマスク画像とも呼ぶ。具体的には、ノイズ領域情報は、次のように生成される。

0082

プレゼンテーション実行前に、CCDカメラ14が画像表示領域12を撮像する。得られた撮像画像に基づいてエッジ検出部112がエッジ検出情報を生成し、さらにこのエッジ検出情報に基づき2値化処理部114が2値情報を生成する。この2値情報は、ノイズ領域情報生成部115に入力される。

0083

その後、所定のしきい値を超える輝度に対する領域が膨張するように、ノイズ領域情報生成部115内の膨張処理部450が2値情報に膨張処理を行う。膨張処理後の2値情報は、制御部454によって記憶部452に記憶される。記憶部452の記憶内容はノイズ領域情報に対応し、ポインティング座標検出動作の間、保持される。

0084

そして、制御部454からは、当該ノイズ領域を示す情報であるノイズ領域情報がポインティング座標検出部116へ向け出力される。

0085

図10は、本実施の形態の一例に係るポインティング座標検出部116の機能ブロック図である。

0086

指示位置を検出する検出手段として機能するポインティング座標検出部116では、ノイズ領域情報生成部115からのノイズ領域情報がNOT回路460で反転された情報と、2値化処理部114からの2値情報と、輝度判定部113からの判定信号とがAND回路462に入力される。

0087

これにより、判定信号が真の場合には、ノイズ領域を除外した形で2値情報に基づき、指示位置の検出が行われる。なお、判定信号がであった場合には指示位置の検出は行われない。

0088

実際の指示位置の検出は、端点座標検出部464により行われる。指示棒40の先端が指示位置であるので、その端点を検出することにより、指示位置を正確に検出することができる。

0089

ポインティング座標検出部116は、端点座標を検出し、指示棒40が指し示す指示位置として、その検出結果を演算処理部118へ出力する。

0090

また、演算処理部118は、このようにして入力される指示位置の検出データに基づき各種のデータ処理や画像処理を行う。

0091

なお、上述した2値化処理等の詳細については、本出願人により出願された特許文献(特願平11−89025)に記載されているので、ここではその詳細な説明を省略している。

0092

また、本実施の形態において、演算処理部118は、カメラ制御部122およびカーソル制御部120として機能する。

0093

カメラ制御部122は、CCDカメラ14から出力される情報に基づき、CCDカメラ14のフォーカス制御等の各種の光学制御を行う。

0094

また、カーソル制御部120は、検出された指示位置を指し示すように、画像表示領域12に投写されて表示される矢印状のカーソルの位置制御を行う。すなわち、カーソル制御部120は、プロジェクタ10から投写される画像に含まれるカーソルが、指示棒40や手指の指示位置に追従して移動するようにプロジェクタ10を制御する。

0095

次に、上述した各部を用いた指示位置検出処理の流れについてフローチャートを用いて説明する。

0096

(指示位置検出処理の流れについての説明)図11は、本実施の形態の一例に係る指示位置検出処理の流れを示すフローチャートである。

0097

まず、ノイズ領域情報生成部115において、ノイズ領域情報を生成し、記憶する(ステップS1)。

0098

そして、プレゼンテーション画像が表示される(ステップS2)。

0099

そして、CCDカメラ14を用いてプレゼンテーション画像を撮像する(ステップS4)。

0100

そして、エッジ検出部112により指示画像のエッジが検出される(ステップS6)。

0101

また、エッジ検出(ステップS6)と並行して輝度判定部113により、撮像信号の輝度信号から外乱光の当たっている領域を検出対象から除外するための輝度判定が行われる(ステップS8)。

0102

エッジ検出(ステップS6)によるエッジ検出情報に対して2値化処理部114により2値化処理が行われる(ステップS10)。

0103

そして、ポインティング座標検出部116により、輝度判定部113からの輝度判定情報、ノイズ領域情報生成部115からのノイズ領域情報、2値化処理部114からのエッジ検出された2値化情報に基づき、端点座標検出部464で指示棒40等による端点座標が検出される(ステップS14)。

0104

カーソル制御部120は、この重心座標に基づき、カーソルの表示位置を制御する(ステップS16)。

0105

以上の処理(ステップS2〜S16)をプレゼンテーションが終了するまで繰り返す。

0106

以上、説明してきたように本実施の形態によれば、輝度判定部113や、ノイズ領域情報生成部115を用いて外乱光やスクリーンの傷、文字等を除去して位置検出を行うことにより、誤認識をなくし、正確な指示位置検出が行える。

0107

また、エッジ検出部112でエッジ検出処理を行うことにより、外乱光のレベル変動や、外乱光によるシェーディングに強くなり、精度の高い指示位置の検出が行える。

0108

次に、処理部110のハードウェア構成について説明する。

0109

図12は、本実施の形態の一例に係る処理部110のハードウェア構成の説明図である。

0110

同図に示す装置では、CPU1000、ROM1002、RAM1004、情報記憶媒体1006、画像生成IC1010、I/O(入出力ポート)1020−1、1020−2が、システムバス1016により相互にデータ送受信可能に接続されている。そして、I/O1020−1、1020−2を介してCCDカメラ14、プロジェクタ10等の機器に接続されている。

0111

情報記憶媒体1006は、プログラムや、画像データ等が格納されるものである。

0112

情報記憶媒体1006に格納されるプログラム、ROM1002に格納されるプログラム等に従って、CPU1000は装置全体の制御や各種データ処理を行う。RAM1004はこのCPU1000の作業領域等として用いられる記憶手段であり、情報記憶媒体1006やROM1002の所与の内容や、CPU1000の演算結果等が格納される。また、本実施形態を実現するための論理的な構成を持つデータ構造は、RAM1004または情報記憶媒体1006上に構築されることになる。

0113

そして図1図11で説明した各種の処理は、これらの処理を行うためのプログラムを格納した情報記憶媒体1006と、当該プログラムに従って動作するCPU1000、画像生成IC1010等によって実現される。なお画像生成IC1010等で行われる処理は、CPU1000や汎用のDSP等によりソフトウェア的に行ってもよい。

0114

以上、本発明を適用した好適な実施の形態について説明してきたが、本発明の適用は上述した実施例に限定されない。

0115

(その他の実施例)例えば、上述したエッジ検出部112は、1ドット分遅れた撮像信号を用いた差分処理によって簡易にエッジ検出を行ったが、いわゆるオペレータ(画像フィルタリング処理に用いる係数マトリクス)を用いて隣接画素の微分処理を行ってエッジ検出を行ってもよい。

0116

図13は、本実施の形態の一例に係るオペレータの模式図である。

0117

オペレータとしては、Sobelのオペレータ等の種々のオペレータが用いられる。図13に示すオペレータでは、垂直方向の成分を強調するオペレータである。もちろん、オペレータの数値や、サイズは図13に示すものに限られず、種々のものを適用することができる。

0118

また、CCDカメラ14、送信部60および処理部110をプロジェクタ10と一体化してもよい。

0119

また、指示位置の検出後のデータ処理として、カーソルの表示位置演算処理以外にも、例えば、カーソルの表示変更処理アイコンの指示確定処理、アイコンの表示変更処理等を行うことも可能である。

0120

また、上述したプロジェクタのような投写手段以外にも表示手段で画像表示を行ってプレゼンテーション等を行う場合にも本発明を適用できる。このような表示手段としては、例えば、液晶プロジェクタのほか、CRT(CathodeRay Tube)、PDP(Plasma Display Panel)、FED(Field Emission Display)、EL(Electro Luminescence)、直視型液晶表示装置等のディスプレイ装置等が該当する。

0121

さらに、上述した実施例では、前面投写型のプロジェクタを適用した例について説明したが、背面投写型のプロジェクタを適用することも可能である。

図面の簡単な説明

0122

図1本実施の形態の一例に係るプレゼンテーションシステムの概略説明図である。
図2輝度制限処理を行わなかった場合の説明図であり、図2(A)は、エッジ検出処理前の画像を示し、図2(B)は、エッジ検出処理後の画像を示す図である。
図3輝度制限処理を行った場合の説明図であり、図3(A)は、エッジ検出処理前の画像を示し、図3(B)は、輝度制限処理およびエッジ検出処理を行った画像を示す図である。
図4膨張処理の説明図であり、図4(A)は、膨張処理前のノイズ画像を示し、図4(B)は、膨張処理後のノイズ画像を示す図である。
図5ノイズ除去処理の説明図であり、図5(A)は、ノイズ除去前の指示画像を示し、図5(B)は、ノイズ除去後の指示画像を示す図である。
図6本実施の形態の一例に係るシステムの機能ブロック図である。
図7本実施の形態の一例に係るエッジ検出部の機能ブロック図である。
図8本実施の形態の一例に係る輝度判定部の機能ブロック図である。
図9本実施の形態の一例に係るノイズ領域情報生成部の機能ブロック図である。
図10本実施の形態の一例に係るポインティング座標検出部の機能ブロック図である。
図11本実施の形態の一例に係る指示位置検出処理の流れを示すフローチャートである。
図12本実施の形態の一例に係る処理部のハードウェア構成の説明図である。
図13本実施の形態の一例に係るオペレータの模式図である。

--

0123

10プロジェクタ
14CCDカメラ
16光学フィルタ
110 処理部
112エッジ検出部
113輝度判定部
1142値化処理部
115ノイズ領域情報生成部
116ポインティング座標検出部
130位置検出部
1006 情報記憶媒体

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