JP2001273484A - 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 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【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】 ノイズ領域情報生成部１１５を設け、Ｃ
ＣＤカメラ４０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の検出対象から除外
して赤外ポインターによる指示位置を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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
に関する。

【０００２】

【背景技術および発明が解決しようとする課題】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、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を
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、例えば日光や室内照明等の外乱光によってスクリー
ン上の輝度の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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】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
表示領域に投写されるスポット光による指示位置を検出
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
領域における前記スポット光によ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、前記スポット光による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、所定
の画像表示領域に投写されるスポット光による指示位置
を検出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、前記画像表
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
おける前記スポット光によ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、前記スポット光による指示位置
を検出する検出手段と、を含むことを特徴とする。

【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、本発明に係る他の指示位置検出シス
テムは、所定の画像表示領域に投写されるスポット光に
よ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、前記撮像
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前記スポット光によ
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、前記画像表示領域を撮像することにより
得られる差分像生成用画像を記憶する手段と、前記撮像
画像と前記差分像生成用画像との差分像を抽出する差分
像抽出手段と、前記差分像のエッジ検出処理を行うエッ
ジ検出手段と、エッジ検出された情報に基づき、前記ス
ポット光による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。

【００１０】また、本発明に係る他の情報記憶媒体は、
所定の画像表示領域に投写されるスポット光による指示
位置を検出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、前記画
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
領域における前記スポット光によ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、前記画像表示領域を撮像することにより得ら
れる差分像生成用画像を記憶する手段と、前記撮像画像
と前記差分像生成用画像との差分像を抽出する差分像抽
出手段と、前記差分像のエッジ検出処理を行うエッジ検
出手段と、エッジ検出された情報に基づき、前記スポッ
ト光による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。

【００１１】本発明によれば、差分像を抽出することに
より、外乱光の影響を受けにくく、正確に指示位置の検
出が行える。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】また、本発明に係る他の指示位置検出シス
テムは、所定の画像表示領域に指示具から投写されるス
ポット光によ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、
前記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前記スポッ
ト光による指示位置を検出する位置検出手段と、前記撮
像手段の撮像タイミングと所定の関係にあるタイミング
情報を前記指示具へ向け送信する手段と、を含み、前記
指示具は、前記タイミング情報に基づき、前記撮像手段
の撮像タイミングに同期してスポット光を点滅し、前記
位置検出手段は、スポット光の非点灯時に撮像された差
分像生成用画像と、スポット光の点灯時に撮像された指
示画像との差分像を抽出する差分像抽出手段と、当該差
分像に含まれるスポット光の画像に基づき、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。

【００１９】また、本発明に係る他の情報記憶媒体は、
所定の画像表示領域に投写されるスポット光による指示
位置を検出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、前記画
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
領域における前記スポット光による指示位置を検出する
位置検出手段と、前記撮像手段の撮像タイミングと所定
の関係にあるタイミング情報を前記指示具へ向け送信手
段に送信させる手段と、を実現するための情報を含み、
前記指示具は、前記タイミング情報に基づき、前記撮像
手段の撮像タイミングに同期してスポット光を点滅し、
前記位置検出手段は、スポット光の非点灯時に撮像され
た差分像生成用画像と、スポット光の点灯時に撮像され
た指示画像との差分像を抽出する差分像抽出手段と、当
該差分像に含まれるスポット光の画像に基づき、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。

【００２０】本発明によれば、スポット光の点灯時に撮
像手段が出力する画像情報と消灯時に撮像手段が出力す
る画像情報との差分をとることによって、位置座標検出
において外乱光の影響をほとんど除去することができ、
検出系のＳ／Ｎ比を向上させ、例えば、赤外光のような
弱い光でも適切に検出することができる。

【００２１】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、前記指示位置を検出することが好ましい。

【００２２】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。

【００２３】また、本発明に係るプレゼンテーションシ
ステムは、前記画像表示領域に画像を表示する手段を含
み、前記指示位置検出システムを用いて前記指示位置を
検出することを特徴とする。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】

【発明の実施の形態】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。

【００２９】（システム全体の説明）図１は、本実施形
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。

【００３０】図１には、画像表示装置としてフロント型
投写装置を用いたプレゼンテーションシステムの一例が
示されている。

【００３１】スクリーン１０のほぼ正面に設けられたプ
ロジェクタ２０から、投写面であるスクリーン１０の上
に所定のプレゼンテーション用の画像が投写表示され
る。この画像の投写による表示画像の領域によって画像
表示領域１２が定義される。プレゼンター３０は、画像
表示領域１２の画像の所望の指示位置を赤外ポインター
５０等を用いて指示しながら、第三者に対するプレゼン
テーションを行なう。

【００３２】図１に示すように、スクリーン１０の画像
表示領域１２は、スクリーン１０のほぼ正面に設けられ
た撮像手段であるＣＣＤカメラ４０を用いて撮影され
る。

【００３３】図２は、指示位置とカーソル表示位置との
関係を示す模式図である。

【００３４】プレゼンテーションを行う場合、プレゼン
ター３０は、図２に示すように、投影された画像の画像
表示領域１２上の所望の指示位置を、赤外ポインター５
０から投写されるスポット光３１０を用いて指示しなが
らプレゼンテーションを行う。

【００３５】プレゼンター３０が赤外ポインター５０か
ら投写されたスポット光３１０が撮影画像に基づき検出
されて画像処理が行われることにより、スポット光３１
０の投写位置である指示位置が特定される。

【００３６】そして、この検出結果に基づき所定のデー
タ処理が行われる。このようなデータ処理の一例とし
て、カーソル制御がある。

【００３７】例えば、図２に示すようにプレゼンター３
０が赤外ポインター５０を用いて画像表示領域１２の所
望位置を指示すると、この画像表示領域１２の表示画像
に含まれるカーソル２００は、赤外ポインター５０の指
示位置に追従して移動することになる。

【００３８】このようなカーソル制御を行う場合、カー
ソル２００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、リモコン等の赤外光や日光等の外乱光等
が画像表示領域１２に投写された場合に、これらの光を
赤外ポインター５０からの光と誤って認識し、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】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。

【００４２】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。

【００４３】しかし、このような手法を用いた場合で
も、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。

【００４４】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。

【００４５】図３は、膨張処理の説明図であり、図３
（Ａ）は、膨張処理前のノイズ画像を示し、図３（Ｂ）
は、膨張処理後のノイズ画像を示す図である。

【００４６】図３（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３（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。

【００４７】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。

【００４８】図４は、ノイズ除去処理の説明図であり、
図４（Ａ）は、ノイズ除去前の指示画像を示し、図４
（Ｂ）は、エッジ処理およびノイズ除去後の指示画像を
示す図である。

【００４９】図４（Ａ）に示すように、プレゼンテーシ
ョン実行時に、図３（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。

【００５０】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。

【００５１】また、本実施の形態では、エッジ検出に加
えて、エッジ検出前にフレーム間の差分像を抽出してい
る。

【００５２】このような差分像の抽出を行うことによ
り、レーザー光のような光強度の強いポインターを用い
なくても光強度の弱い赤外ポインター５０等の指示具を
用いることができ、より安全性を高めることができる。

【００５３】さらに、本実施の形態では、特に、赤外ポ
インター５０を用いて指示を行うので、赤外光ではない
外乱光を除去し、赤外光のみを適切に抽出するため、撮
像タイミングも考慮している。

【００５４】図５は、赤外ポインター５０の点滅に同期
したフレーム間差分処理の説明図であり、図５（Ａ）
は、赤外ポインター５０発光時の指示画像を示し、図５
（Ｂ）は、赤外ポインター５０消灯時の画像を示し、図
５（Ｃ）は、フレーム間差分処理後の指示画像を示す図
である。また、図６は、撮像フレーム番号と赤外光源状
態との関係を示す説明図である。

【００５５】図６に示すように、まず、赤外ポインター
５０の点灯時に撮像する。これを撮像フレーム番号０と
し、このときの撮像画像は図５（Ａ）に示すように、左
の白いくっきりした○が赤外ポインター５０の赤外光で
あり、右の大きなぼけた白い○が外乱光となっている。

【００５６】次に、赤外ポインター５０の消灯時に撮像
する。これを撮像フレーム番号１とし、このときの撮像
画像は図６（Ｂ）に示すように、赤外光は存在せず、外
乱光のみが存在する状態となっている。

【００５７】そして、撮像フレーム番号０の撮像画像と
撮像フレーム番号１の撮像画像との差分像を抽出するこ
とにより、図６（Ｃ）に示す外乱光を除いた赤外光だけ
の画像を得ることができる。

【００５８】このような手法によれば、画像光はその連
続したフレーム間で強い相関性を持っている場合が多い
ので、赤外ポインター５０の点灯時に撮像手段が出力す
る画像情報と消灯時に撮像手段が出力する画像情報との
差分をとることによって、位置座標検出において外乱光
の影響をほとんど除去することができ、検出系のＳ／Ｎ
比を向上させ、赤外光のような弱い光でも適切に検出す
ることができる。

【００５９】また、連続した２つのフレーム間の撮像画
像を取得することにより、離れた２フレーム間の差分を
とるよりも、高速な処理が実現できる上、差分処理に必
要なフレームメモリの容量を最小限の１フレーム分に抑
えることもできる。

【００６０】（機能ブロックについての説明）次に上述
した各機能を実現するための赤外ポインター５０および
本システムの機能ブロックについて説明する。

【００６１】図７は、本実施の形態の一例に係る赤外ポ
インター５０の機能ブロック図である。

【００６２】赤外ポインター５０は、操作部５２と、操
作部５２の操作時にスポット光を投写するスポット光投
写手段である発光部５４と、システムからの撮像タイミ
ング信号を受信する受信部５６と、受信した撮像タイミ
ング信号に基づいて発光部５４の発光を制御する発光制
御部５８とを含んで構成されている。

【００６３】発光制御部５８は、上述したように、撮像
タイミング信号に基づき、撮像フレームごとに発光部５
４の点灯と消灯とを切り替える。

【００６４】また、具体的には、操作部５２は、例えば
スイッチ等であり、発光部５４は、例えば赤外ＬＥＤ等
であり、受信部５６は電磁波の受信手段等によって実現
され得る。本実施の形態では、受信部５６は、一般に用
いられる微弱電磁波を受信する装置を含む。

【００６５】このように、撮像タイミングと赤外ポイン
ター５０の点灯と消灯のタイミングとが同期しているこ
とにより、指示具を赤外ＬＥＤ等の光が弱いが安全性の
高い指示具を用いて指示位置の検出を行うことができ
る。

【００６６】次に、撮像や指示位置の検出を行う本シス
テムの機能ブロックについて説明する。

【００６７】図８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。

【００６８】本システムは、撮像手段であるＣＣＤカメ
ラ４０と、ＣＣＤカメラ４０の撮像タイミングを示す撮
像タイミング信号を赤外ポインター５０へ向け送信する
送信部６０と、処理部１１０と、プロジェクタ２０とを
含んで構成されている。

【００６９】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。

【００７０】より具体的には、位置検出部１３０は、差
分像の生成を行う差分像抽出部１１１と、当該差分像の
エッジを検出するエッジ検出部１１２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１
１５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。

【００７１】このような処理部１１０は、具体的にはＣ
ＰＵ、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。

【００７２】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。

【００７３】ＣＣＤカメラ４０から出力される撮像信号
は、差分像抽出部１１１へ入力される。本実施の形態に
おいて、ＣＣＤカメラ４０は白黒の撮像信号を出力する
ものとする。

【００７４】差分像抽出部１１１は、図５および図６を
用いて説明したように、１フレーム前の画像と現在フレ
ームの画像との差分像を抽出する。

【００７５】図９は、本実施の形態の一例に係る差分像
抽出部１１１の機能ブロック図である。

【００７６】差分像抽出部１１１は、ＣＣＤカメラ４０
からの赤外ポインター５０が非点灯時の撮像情報を制御
部４１２を用いて記憶部４１０に記憶する。

【００７７】そして、差分像抽出部１１１は、次回の撮
像で、ＣＣＤカメラ４０からの赤外ポインター５０が点
灯時の撮像情報を取得し、差分像生成部４１４を用いて
当該撮像情報と記憶部４１０に記憶された撮像情報との
差分像を生成する。

【００７８】差分像抽出部１１１で生成された差分像は
エッジ検出部１１２に入力される。

【００７９】図１０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。

【００８０】エッジ検出部１１２は、通常の差分像に比
べて１ドット分遅延した差分像を制御部４２２を用いて
記憶部４２０に記憶する。

【００８１】そして、エッジ検出部１１２は、差分演算
部４２４を用いて、通常の差分像と、記憶部４２０に記
憶された１ドット分遅延した差分像との差分（絶対値の
差分）を演算する。

【００８２】また、図１０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１
１４で２値化されて２値情報が生成される。

【００８３】図１１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。

【００８４】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。

【００８５】図３（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。

【００８６】プレゼンテーション実行前に、ＣＣＤカメ
ラ４０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。

【００８７】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１１
５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。

【００８８】なお、ノイズ領域情報を生成するための上
述の方法において、差分像抽出部１１１におけるフレー
ム間差分像生成処理は行われない。

【００８９】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。

【００９０】図１２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。

【００９１】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４６
０で反転された情報と、２値化処理部１１４からの２値
情報とがＡＮＤ回路４６２に入力される。

【００９２】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、判定信号が偽であった場合には
指示位置の検出は行われない。

【００９３】実際の指示位置の検出は、重心座標検出部
４６４により行われる。赤外ポインター５０からの光
は、円または楕円状であるため、その重心を検出するこ
とにより、指示位置を正確に検出することができる。

【００９４】ポインティング座標検出部１１６は、重心
座標を検出し、赤外ポインター５０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。

【００９５】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。

【００９６】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。

【００９７】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１
２０として機能する。

【００９８】カメラ制御部１２２は、ＣＣＤカメラ４０
から出力される情報に基づき、ＣＣＤカメラ４０のフォ
ーカス制御等の各種の光学制御を行う。

【００９９】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２００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２０から投写される画像に含まれるカーソル２００
が、赤外ポインター５０の指示位置に追従して移動する
ようにプロジェクタ２０を制御する。

【０１００】（指示位置検出処理の流れについての説
明）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。

【０１０１】図１３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。

【０１０２】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Ｓ
１）。

【０１０３】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）。

【０１０４】ＣＣＤカメラ４０の撮像タイミングに合わ
せて送信部６０から撮像タイミング信号がプレゼンター
の指示具である赤外ポインター５０へ向け送信され、受
信部５６により受信される。

【０１０５】このような撮像タイミング信号処理（ステ
ップＳ４）に伴い、赤外ポインター５０は、操作部５２
によって指示が行われている際に、撮像されるフレーム
単位で発光制御部５８により発光部５４の点灯と消灯
（点滅）を繰り返す（ステップＳ６）。

【０１０６】そして、ＣＣＤカメラ４０は、実際の指示
画像を撮像し（ステップＳ８）、差分像抽出部１１１
は、当該撮像画像に基づき差分像を抽出する（ステップ
Ｓ１０）。

【０１０７】そして、エッジ検出部１１２により差分像
のエッジが検出される（ステップＳ１２）。

【０１０８】この２値化された情報のうち、輝度が高い
ものについては、ノイズ領域情報生成部１１５によりノ
イズ領域情報が生成される（ステップＳ１８）。

【０１０９】そして、ポインティング座標検出部１１６
により、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、重心座標検出部４６４で赤外ポインタ
ー５０からのスポット光の重心座標が検出される（ステ
ップＳ２０）。

【０１１０】カーソル制御部１２０は、この重心座標に
基づき、カーソル２００の表示位置を制御する（ステッ
プＳ２２）。

【０１１１】以上の処理（ステップＳ２〜Ｓ２２）をプ
レゼンテーションが終了するまで繰り返す。

【０１１２】以上、説明してきたように本実施の形態に
よれば、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。

【０１１３】また、赤外ポインター５０の点灯時に撮像
手段が出力する画像情報と消灯時に撮像手段が出力する
画像情報との差分をとることによって、位置座標検出に
おいて外乱光の影響をほとんど除去することができ、検
出系のＳ／Ｎ比を向上させ、赤外光のような弱い光でも
適切に検出することができる。

【０１１４】さらに、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。

【０１１５】次に、処理部１１０のハードウェア構成に
ついて説明する。

【０１１６】図１４は、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。

【０１１７】同図に示す装置では、ＣＰＵ１０００、Ｒ
ＯＭ１００２、ＲＡＭ１００４、情報記憶媒体１００
６、画像生成ＩＣ１０１０、Ｉ／Ｏ（入出力ポート）１
０２０−１、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４０、プロジェクタ２０、送信部６０等の機器に
接続されている。

【０１１８】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。

【０１１９】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１
００６やＲＯＭ１００２の所与の内容や、ＣＰＵ１００
０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、ＲＡＭ１
００４または情報記憶媒体１００６上に構築されること
になる。

【０１２０】そして図１〜図１３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。

【０１２１】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。

【０１２２】（その他の実施例）例えば、上述したエッ
ジ検出部１１２は、１ドット分遅れた差分像を用いた差
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のマ
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。

【０１２３】図１５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。

【０１２４】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１５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１
５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。

【０１２５】また、上述した実施例では、差分像抽出部
１１１を用いて差分像を生成し、当該差分像に対してエ
ッジ検出部１１２を用いてエッジ検出処理を行う例につ
いて説明したが、差分像を抽出せずにエッジ検出処理を
行ってもよい。

【０１２６】また、例えば、本実施の形態では、赤外光
を発光するポインターを指示具として用いたが、レーザ
ー光や可視光を発光するポインターを用いた場合でも指
示位置を正確に検出することができる。

【０１２７】また、ＣＣＤカメラ４０、送信部６０およ
び処理部１１０をプロジェクタ２０と一体化してもよ
い。

【０１２８】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。

【０１２９】また、ＣＣＤカメラ４０を、赤外光のみを
透過する赤外透過部を介して所定の赤外領域での撮像を
行うように構成してもよい。

【０１３０】これによれば、赤外透過部を介して赤外領
域での撮像を行うことにより、不要な光成分を除去して
ノイズを減らすことにより、正確な位置検出が行える。

【０１３１】なお、ここで、赤外領域とは、赤外線のみ
を認識可能な領域であり、一般に電磁波の波長が７００
ｎｍ〜１ｍｍまでの領域が該当する。

【０１３２】また、上述した差分像の生成は、１フレー
ムごとに、参照される差分像生成用画像を生成する方式
であったが、プレゼンテーション実行前に差分像生成用
画像を取り込んで所定の記憶領域に記憶しておいてもよ
い。

【０１３３】また、この場合には、必要に応じて差分像
生成用画像を再取り込みして前記記憶領域に記憶された
差分像生成用画像と差し替えることができる。これによ
り、例えば、日光等の外乱光によるノイズが増えてきた
場合にも、そのノイズ分を差分像生成によって除去する
ことができ、適用される環境の変化に応じて指示位置の
検出を正確に行うことができる。

【０１３４】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）、ＰＤ
Ｐ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、Ｆ
ＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａ
ｙ）、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃ
ｅ）、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。

【０１３５】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】

【図１】本実施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】指示位置とカーソル表示位置との関係を示す模
式図である。

【図３】膨張処理の説明図であり、図３（Ａ）は、膨張
処理前のノイズ画像を示し、図３（Ｂ）は、膨張処理後
のノイズ画像を示す図である。

【図４】ノイズ除去処理の説明図であり、図４（Ａ）
は、ノイズ除去前の指示画像を示し、図４（Ｂ）は、エ
ッジ処理およびノイズ除去後の指示画像を示す図であ
る。

【図５】赤外ポインターの点滅に同期したフレーム間差
分処理の説明図であり、図５（Ａ）は、赤外ポインター
発光時の指示画像を示し、図５（Ｂ）は、赤外ポインタ
ー消灯時の画像を示し、図５（Ｃ）は、フレーム間差分
処理後の指示画像を示す図である。

【図６】撮像フレーム番号と赤外光源状態との関係を示
す説明図である。

【図７】本実施の形態の一例に係る赤外ポインターの機
能ブロック図である。

【図８】本実施の形態の一例に係るシステムの機能ブロ
ック図である。

【図９】本実施の形態の一例に係る差分像抽出部の機能
ブロック図である。

【図１０】本実施の形態の一例に係るエッジ検出部の機
能ブロック図である。

【図１１】本実施の形態の一例に係るノイズ領域情報生
成部の機能ブロック図である。

【図１２】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１３】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１４】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１５】本実施の形態の一例に係るオペレータの模式
図である。

【符号の説明】

１０ スクリーン １２ 画像表示領域 ２０ プロジェクタ ３０ プレゼンター ４０ ＣＣＤカメラ １１０ 処理部 １１１ 差分像抽出部 １１２ エッジ検出部 １１３ 輝度判定部 １１４ ２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

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA12 BB02 DD03 DD04 DD11 FF04 GG07 GG12 JJ26 QQ11 QQ13 QQ24 QQ25 QQ31 5B057 CE02 CE12 DA07 DA08 DB06 DB08 DC16 DC32 5B087 AA02 AC12 BC32 CC09 5L096 BA20 CA02 CA14 EA05 EA43 FA06 GA08

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の画像表示領域に投写されるスポッ
   ト光によ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前記スポッ
   ト光によ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、前記ス
   ポット光による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。
2. 【請求項２】 所定の画像表示領域に投写されるスポッ
   ト光によ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、 前記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前記スポッ
   ト光によ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、 前記画像表示領域を撮像することにより得られる差分像
   生成用画像を記憶する手段と、 前記撮像画像と前記差分像生成用画像との差分像を抽出
   する差分像抽出手段と、 前記差分像のエッジ検出処理を行うエッジ検出手段と、 エッジ検出された情報に基づき、前記スポット光による
   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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【請求項６】 所定の画像表示領域に指示具から投写さ
   れるスポット光によ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、 前記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前記スポッ
   ト光による指示位置を検出する位置検出手段と、 前記撮像手段の撮像タイミングと所定の関係にあるタイ
   ミング情報を前記指示具へ向け送信する手段と、 を含み、 前記指示具は、前記タイミング情報に基づき、前記撮像
   手段の撮像タイミングに同期してスポット光を点滅し、 前記位置検出手段は、 スポット光の非点灯時に撮像された差分像生成用画像
   と、スポット光の点灯時に撮像された指示画像との差分
   像を抽出する差分像抽出手段と、 当該差分像に含まれるスポット光の画像に基づき、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。
7. 【請求項７】 請求項１〜６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。
8. 【請求項８】 前記画像表示領域に画像を表示する手段
   を含み、 請求項１〜７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。
9. 【請求項９】 所定の画像表示領域に投写されるスポッ
   ト光による指示位置を検出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、 前記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
   表示領域における前記スポット光による指示位置を検出
   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、前記ス
   ポット光による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情報記憶媒体。
10. 【請求項１０】 所定の画像表示領域に投写されるスポ
    ット光による指示位置を検出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、 前記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
    表示領域における前記スポット光による指示位置を検出
    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、 前記画像表示領域を撮像することにより得られる差分像
    生成用画像を記憶する手段と、 前記撮像画像と前記差分像生成用画像との差分像を抽出
    する差分像抽出手段と、 前記差分像のエッジ検出処理を行うエッジ検出手段と、 エッジ検出された情報に基づき、前記スポット光による
    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情報記憶媒体。
11. 【請求項１１】 請求項９、１０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。
12. 【請求項１２】 請求項９〜１１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。
13. 【請求項１３】 請求項１２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。
14. 【請求項１４】 所定の画像表示領域に投写されるスポ
    ット光による指示位置を検出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、 前記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
    表示領域における前記スポット光による指示位置を検出
    する位置検出手段と、 前記撮像手段の撮像タイミングと所定の関係にあるタイ
    ミング情報を前記指示具へ向け送信手段に送信させる手
    段と、 を実現するための情報を含み、 前記指示具は、前記タイミング情報に基づき、前記撮像
    手段の撮像タイミングに同期してスポット光を点滅し、 前記位置検出手段は、 スポット光の非点灯時に撮像された差分像生成用画像
    と、スポット光の点灯時に撮像された指示画像との差分
    像を抽出する差分像抽出手段と、 当該差分像に含まれるスポット光の画像に基づき、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情報記憶媒体。
15. 【請求項１５】 請求項９〜１４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、前記指示位置を検出することを特
    徴とする情報記憶媒体。