JP2005283407A - 解説付き画像の投写表示 - Google Patents

Abstract

【課題】 風景などの撮影対象を立体的に観察できるとともに、観察者が対象物を把握し易い形態で画像を投写することができる技術を提供する。
【解決手段】 ２つのプロジェクタを用いて、同一の撮影対象に関する画像をそれぞれ表すとともに互いに直交する偏光方向を有する偏光光である第１と第２の画像光を、同一の投写面上に重ね合わせて投写する。これらのプロジェクタに供給する画像は、撮影対象に含まれる所定の対象物の解説を当該対象物の近傍に表示するための解説画像をそれぞれ含むように作成される。
【選択図】 図１

Description

この発明は、画像に解説を付して投写表示するための技術に関する。

画像を投写表示する技術としては、以下の特許文献に開示されたものがある。例えば、特許文献１は、透明支持体に地図情報が記録された地図シートを用いる地図表示装置に関するものである。この技術では、位置情報と地図情報とをプロジェクション光源によりスクリーン上に重ねて投影する際に、ＧＰＳ（Global Positioning System）により現在位置を検出して位置情報を生成し、地図情報と現在位置とをスクリーン上に拡大表示する。

特開平６−２８１４６７号公報 特開平７−２５７２２８号公報 特開平１１−６５４３１号公報

しかし、上述の従来技術では、極めて多数の地図シートを予め準備して格納しておく必要があるという問題があった。また、風景などの撮影対象を立体的に観察することができないという問題があった。

本発明は、風景などの撮影対象を立体的に観察できるとともに、観察者が対象物を把握し易い形態で画像を投写することができる技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によるプロジェクタシステムは、
同一の撮影対象に関する画像をそれぞれ表すとともに互いに直交する偏光方向を有する偏光光である第１と第２の画像光を、同一の投写面上に重ね合わせて投写する第１と第２のプロジェクタと、
前記第１と第２の画像光を生成するための第１と第２の画像データを作成して、前記第１と第２のプロジェクタに供給する第１と第２の画像データ作成部と、
を備え、
前記第１と第２の画像データ作成部は、前記撮影対象に含まれる所定の対象物の解説を当該対象物の近傍に表示するための解説画像をそれぞれ含むように前記第１と第２の画像データを作成する。

このプロジェクタシステムでは、対象物の解説を含む２つの画像が直交する偏光光で投写面上に投影されるので、偏光メガネを用いて観察すれば風景などの撮影対象を立体的に観察できる、また、対象物を容易に把握することができる。

上記プロジェクタシステムは、さらに、
前記同一の撮影対象を撮影して第１と第２の撮影信号を生成するための第１と第２のカメラと、
複数の対象物に関する解説を予め格納したデータベースにアクセスするためのデータベースアクセス部と、
を備え、
前記第１と第２の画像データ作成部は、前記第１と第２の撮影信号で表される画像に前記データベースから取得した解説を重畳することによって前記第１と第２の画像データを作成するようにしてもよい。

この構成によれば、２つのカメラで撮影された映像に解説を付して表示できるので、リアルタイムに解説付き画像を観察することができる。

上記プロジェクタシステムは、さらに、
前記プロジェクタシステムの地理的座標を検出するための座標検出部と、
前記第１と第２のカメラの撮影方位を検出するための方位検出部と、
を備え、
前記データベースは、前記複数の対象物の地理的座標に関する座標情報を有しており、
前記第１と第２の画像データ作成部は、前記座標検出部で検出された地理的座標と前記方位検出部で検出された撮影方位とを用いて前記データベースを参照して前記撮影対象に含まれる対象物を検索するとともに、検索された対象物に対する解説を取得するようにしてもよい。

この構成によれば、プロジェクタシステムの座標やカメラの方位に応じてリアルタイムに解説を取得することができる。

前記データベースは、前記複数の対象物のサイズに関するサイズ情報を有しており
前記第１と第２の画像データ作成部は、前記データベースを参照して前記撮影対象に含まれる対象物のサイズを取得し、
前記第１と第２の画像データ作成部は、前記対象物の地理的座標とサイズとに応じて前記解説の表示位置を決定するようにしてもよい。

この構成によれば、画像内の適切な位置に解説を表示することができる。

前記プロジェクタシステムは、所定の運行ルートに沿って運行される移動体に搭載されており、
前記データベースは、前記運行ルートに沿った風景データを予め格納しており、
前記第１と第２の画像データ作成部は、前記第１と第２のカメラから供給される前記第１と第２の撮影信号の代わりに前記データベースから取得した前記風景データを用いて前記第１と第２の画像データを作成するモードを有するようにしてもよい。

この構成によれば、天候悪いためにカメラで風景が撮影できないような状況においても、解説付き画像を表示することが可能である。

前記第１と第２の画像データ作成部は、ユーザの指定に応じて前記対象物の解説の表示位置を移動させることが可能であることが好ましい。

この構成によれば、適切な位置に解説を配置することができる。

前記第１と第２の画像データ作成部は、前記撮影対象に含まれている対象物の中で、所定の条件を満たす対象物についての解説が前記第１と第２の画像データに含まれ、かつ、前記所定の条件を満たさない対象物についての解説が前記第１と第２の画像データに含まれないように前記第１と第２の画像データを作成するようにしてもよい。

この構成によれば、必要以上に多数の解説が表示されることを防止できる。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、プロジェクタシステム、画像の投写表示方法、それらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、そのコンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号、等の形態で実現することができる。

次に、本発明の実施の形態を以下の順序で説明する。
Ａ．実施例：
Ｂ．変形例：

Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の一実施例としてのプロジェクタシステムを示す説明図である。このプロジェクタシステムは、バスや列車のような移動体ＭＢに搭載されており、移動体ＭＢの左右に分かれて配置された２台のカメラ１１１，１１２と、移動体ＭＢの内部に設けられた２台のプロジェクタ１２１，１２２と、景観表示制御装置１３０と、投写スクリーン１４０とを備えている。

２台のカメラ１１１，１１２は同じ撮影対象を撮影するためのデジタルビデオカメラである。図１の例では、撮影対象である風景に、山ＭＴと川ＲＶと橋ＢＧとが含まれている。景観表示制御装置１３０は、２台のカメラ１１１，１１２で撮影されたカラー画像上に対象物（例えば山ＭＴや橋ＢＧ）の解説を重ねた第１と第２の画像を作成する。これらの第１と第２の画像は、２台のプロジェクタ１２１，１２２に供給されて、投写スクリーン１４０に重ね合わせて投写される。なお、プロジェクタ１２１，１２２は、互いに直交する偏光方向を有する偏光光（例えばｐ偏光とｓ偏光）を投写する。移動体ＭＢの乗客は、投写スクリーン１４０上に投写された画像を偏光メガネで観察することによって立体的な風景を観察することができる。なお、この偏光メガネは、左目と右目の透過光の偏光方向が互いに直交するように構成されたものである。

図２は、プロジェクタシステムの構成を示すブロック図である。景観表示制御装置１３０は、操作パネル２００と、ＧＰＳ装置２１０と、ジャイロ２２０と、方位センサ２３０と、データベースアクセス部２４０と、データベース２４２と、２つの解説画像作成装置２５１，２５２とを備えている。操作パネル２００は、ユーザが種々の設定を行うための入力装置である。ＧＰＳ装置２１０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用してプロジェクタシステムの地理的座標（緯度、経度、標高）を取得する。ジャイロ２２０と方位センサ２３０は、カメラ１１１，１１２の撮影方位（水平方向の向きおよび仰角）を検出する。なお、ＧＰＳ装置２１０とジャイロ２２０と方位センサ２３０は、プロジェクタシステムの地理的座標や方位を検出するものであると考えることも可能である。

データベース２４２は、複数の対象物（山、橋、湖、建築物等）に関する解説を格納した解説データベースと、風景画像そのものを格納した風景データベースとを有している。なお、両者をまとめて単に「データベース」と呼ぶ。図３は、解説データベースの内容を示している。解説データベースには、複数の対象物に関して、その名称と、地理情報（緯度、経度、標高、代表サイズ）とが含まれている。ここで、「代表サイズ」とは、その対象物の大きさを示す代表的な値である。代表サイズとしては、最大幅、高さなどの種々の値を登録可能である。図３の例では、代表サイズとして最大幅が登録されている。１つの対象物に関するデータを「解説データ」または「名称データ」と呼ぶ。なお、データベース２４２は、景観表示制御装置１３０とは離れた場所に設置することも可能である。

図４は、解説画像作成装置２５１，２５２の内部構成を示すブロック図である。解説画像作成装置２５１，２５２は、入力画像を受信する入力画像受信部２６２と、解説画像を作成する解説画像作成部２６４と、入力画像と解説画像の合成を行う画像合成部２６８とを有している。入力画像受信部２６２は、ビデオカメラ１１１，１１２から供給される映像信号と、風景データベースから供給される映像信号と、のうちの任意の一方を受信することができる。解説画像作成部２６４は、上述のセンサ２１０，２２０，２３０で取得された地理的位置および方位と、データベースから取得された解説とに基づいて解説画像を作成する。

図５は、プロジェクタシステムの通常の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１では、画像を入力する。具体的には、２台のカメラ１１１，１１２を用いて同一の撮影対象に関する第１と第２の撮影信号を取得する。これらの撮影信号は、第１と第２の解説画像作成装置２５１，２５２にそれぞれ供給される。ステップＳ２では、ＧＰＳ装置２１０とジャイロ２２０と方位センサ２３０が、画像撮影時の地理的座標と、撮影方位（水平方向および仰角）とを検出する。これらの情報も、第１と第２の解説画像作成装置２５１，２５２に転送される。

ステップＳ３では、解説画像作成装置２５１，２５２が、表示可能な解説を選別する。具体的には、解説画像作成装置２５１，２５２が、データベースアクセス部２４０を介して解説データベース（図３）にアクセスし、撮影信号で表される画像内に存在する対象物を抽出するとともに、その解説（名称）と地理情報を取得する。なお、解説データベースへのアクセスは、２つの解説画像作成装置２５１，２５２の一方のみが実行してもよく、あるいは、両者が分担して実行してもよい。

図６は、画像内に存在する対象物の検索方法を示す説明図である。ここでは、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、解説（すなわち対象物の名称）を配置するための解説画像平面ＣＤＰを設定する。この解説画像平面ＣＤＰは、幅ｗと高さｈを有し、カメラ１１１，１１２から距離ｄの位置に配置された仮想的な平面である。距離ｄは任意の所定の値に設定される。幅ｗと高さｈは、この距離ｄと、カメラ１１１，１１２の画角θ（図６（Ｂ））に応じて決定される。なお、画角θは、カメラ１１１，１１２のＣＣＤの撮像面１１４とレンズ１１６の焦点距離とに応じて決まる値である。この解説画像平面ＣＤＰの上にＸＹＺ座標系を設定すると、カメラ１１１（または１１２）は（０，０，−ｄ）の位置に存在することになる。

ステップＳ４では、解説画像作成装置２５１，２５２が、解説画像平面ＣＤＰ上に対象物の解説を配置する。図６（ｃ）は、対象物の位置Ｓを決定する方法を示している。解説画像作成装置２５１（または２５２）は、まず、解説データベースから取得された対象物の緯度と経度と標高をＸＹＺ座標系に変換して、その座標値Ｍ（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）を得る。このとき、解説画像平面ＣＤＰにおける対象物の位置Ｓの座標は、（Ｘｍ＊ｄ／（Ｚｍ＋ｄ），Ｙｍ＊ｄ／（Ｚｍ＋ｄ），０）となる。そこで、ステップＳ３では、各対象物に関して、この位置Ｓを算出し、その座標が解説画像平面ＣＤＰの範囲内に存在する対象物のみを抽出する。なお、ステップＳ３の処理も、２つの解説画像作成装置２５１，２５２の一方のみが実行してもよく、あるいは、両者が分担して実行してもよい。

図７は、解説画像平面ＣＤＰ上に解説を配置した様子を示す説明図である。この例では、対象物として山と橋が検出されており、解説として「Ａ山」と「Ｂ橋」がそれぞれ解説画像平面ＣＤＰ上に配置されている。なお、図７（Ａ）に破線で示す山の画像の表示領域ＤＡ１と、橋の画像の表示領域ＤＡ２は、解説データベース（図３）から取得された地理情報（特に代表サイズおよび標高）と、ＧＰＳ装置２１０で取得された景観表示制御装置１３０の標高とに応じて設定されている。各対象物の解説（「Ａ山」や「Ｂ橋」）は、これらの表示領域ＤＡ１，ＤＡ２の周囲に配置されることが好ましい。

対象物の解説は、ユーザの指定によって、種々の位置に変更することが可能である。例えば、操作パネル２００（図２）を用いて、各対象物の解説を、解説画像平面ＣＤＰ上において、上下左右（ＸＹ方向）に移動させるようにしてもよい。また、解説画像平面ＣＤＰの距離ｄを変更するようにしてもよい。さらに、ユーザの指定により、解説に種々の飾り（色、グラデーション）を付したり、フォントを変更したり、名称の色をその背景の色と異なる色に設定するなどの処理を行って、解説がより目立つようにすることも可能である。

なお、図７（Ｂ）に示すように、Ｂビルの手前にＡビルが存在し、かつ、Ｂビルの表示領域ＤＡ１２がＡビルの表示領域ＤＡ１１によって完全に包含されている場合がある。この場合には、風景の中にＢビルが見えていないので、Ｂビルの解説は表示しないようにすることが好ましい。こうすれば、見えていない対象物（Ｂビル）の解説が表示されるという不具合を防止できる。

解説画像平面ＣＤＰ上に配置された解説で構成される解説画像（図６（Ａ））は、各解説画像作成装置２５１，２５２内の解説画像作成部２６４によって作成される。ステップＳ５では、画像合成部２６８が、この解説画像を入力画像の上に重畳することによって画像を合成し、合成された画像がプロジェクタ１２１，１２２にそれぞれ出力される。この結果、投写スクリーン１４０には、風景に解説が付された映像が投写表示される。乗客は、偏光メガネを着用して投写スクリーン１４０を観察することによって、立体的な風景を解説付きで楽しむことが可能である。

なお、天気が悪い場合には、移動体ＭＢから直接風景が楽しめない場合がある。このような場合のために、リアルタイムにカメラ１１１，１１２で撮影された画像の代わりに、予め同じ移動ルートに沿って移動した際に取得されていた映像を風景データベース（図２）として格納しておいてもよい。この場合に、解説画像作成装置２５１，２５２の入力画像受信部２６２は、風景データベースからそのときの移動体ＭＢの位置に応じた風景の映像を取得して、プロジェクタ１２１，１２２に投影する。すなわち、解説画像作成装置２５１，２５２は、カメラ１１１，１１２からリアルタイムに供給される映像信号に解説を合成する第１のモードと、予め取得された映像に解説を合成する第２のモードとを有している。このような第２のモードを利用すれば、天気が悪い場合にもその映像を楽しむことが可能である。

上述したように、本実施例では、２台のカメラで撮影した立体画像をプロジェクタで投影し、かつ、画像内に含まれる対象物の解説を同時に表示することによって、観光案内などの解説付きの立体映像をリアルタイムに表示することが可能である。また、解説データベースから対象物の地理情報を取得して、解説画像平面上の位置を計算するようにしたので、対象物のパターンマッチングを行って対象物を検出する場合に比べて高速に対象物の位置を決定することが可能である。

Ｂ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

Ｂ１．変形例１：
上記実施例では、２台のカメラと２台のプロジェクタとを用いて立体的な画像を表示するものとしたが、１台のカメラと１台のプロジェクタのみを用いて解説付きの画像を表示するようにしてもよい。このときには、鑑賞者は、裸眼で解説付き画像を見ることができる。

また、上記実施例のように２台のプロジェクタを用いて立体画像を投写表示した場合にも、鑑賞者は、左目と右目で異なる偏光板で構成された偏光メガネと、左右同一の偏光板で構成された偏光メガネとのうちから一方を選択するようにすれば、解説つき立体画像と解説つき平面画像のいずれかを好みに応じて鑑賞することが可能である。

Ｂ２．変形例２：
解説としては、対象物の名称以外の種々のものを利用可能である。例えば、対象物に関する種々の説明（歴史など）を表示するようにしてもよい。

Ｂ３．変形例３：
上記実施例では、解説画像平面ＣＤＰ内に存在する対象物の解説をすべて表示するようにしていたが、解説を表示すべき対象物を、所定の条件を満たすものだけに限定することも可能である。例えば、移動体ＭＢがほぼ決まったルートをたどる場合には、そのルートで見える対象物の中から解説を表示したい対象物のみを予め選択しておいてもよい。また、現在位置からの距離が所定の許容値以下の対象物の解説のみを表示するようにしてもよい。これらの構成によれば、解説の表示に要する処理をより高速に行うことができる。

Ｂ４．変形例４：
上記実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。

本発明の一実施例としてのプロジェクタシステムを示す説明図である。 プロジェクタシステムの構成を示すブロック図である。 解説データベースの内容を示す説明図である。 解説画像作成装置の構成を示すブロック図である。 プロジェクタシステムの通常の動作を示すフローチャートである。 画像内に存在する対象物の検索方法を示す説明図である。 解説画像平面ＣＤＰ上に解説を配置した様子を示す説明図である。

符号の説明

１１１，１１２…ビデオカメラ
１１４…撮像面
１１６…レンズ
１２１，１２２…プロジェクタ
１３０…景観表示制御装置
１４０…投写スクリーン
２００…操作パネル
２１０…ＧＰＳ装置
２２０…ジャイロ
２３０…方位センサ
２４０…データベースアクセス部
２４２…データベース
２５１，２５２…解説画像作成装置
２６２…入力画像受信部
２６４…解説画像作成部
２６８…画像合成部

Claims (8)

1. プロジェクタシステムであって、
   同一の撮影対象に関する画像をそれぞれ表すとともに互いに直交する偏光方向を有する偏光光である第１と第２の画像光を、同一の投写面上に重ね合わせて投写する第１と第２のプロジェクタと、
   前記第１と第２の画像光を生成するための第１と第２の画像データを作成して、前記第１と第２のプロジェクタに供給する第１と第２の画像データ作成部と、
   を備え、
   前記第１と第２の画像データ作成部は、前記撮影対象に含まれる所定の対象物の解説を当該対象物の近傍に表示するための解説画像をそれぞれ含むように前記第１と第２の画像データを作成する、プロジェクタシステム。
2. 請求項１記載のプロジェクタシステムであって、さらに、
   前記同一の撮影対象を撮影して第１と第２の撮影信号を生成するための第１と第２のカメラと、
   複数の対象物に関する解説を予め格納したデータベースにアクセスするためのデータベースアクセス部と、
   を備え、
   前記第１と第２の画像データ作成部は、前記第１と第２の撮影信号で表される画像に前記データベースから取得した解説を重畳することによって前記第１と第２の画像データを作成する、プロジェクタシステム。
3. 請求項２記載のプロジェクタシステムであって、さらに、
   前記プロジェクタシステムの地理的座標を検出するための座標検出部と、
   前記第１と第２のカメラの撮影方位を検出するための方位検出部と、
   を備え、
   前記データベースは、前記複数の対象物の地理的座標に関する座標情報を有しており、
   前記第１と第２の画像データ作成部は、前記座標検出部で検出された地理的座標と前記方位検出部で検出された撮影方位とを用いて前記データベースを参照して前記撮影対象に含まれる対象物を検索するとともに、検索された対象物に対する解説を取得する、プロジェクタシステム。
4. 請求項３記載のプロジェクタシステムであって、
   前記データベースは、前記複数の対象物のサイズに関するサイズ情報を有しており
   前記第１と第２の画像データ作成部は、前記データベースを参照して前記撮影対象に含まれる対象物のサイズを取得し、
   前記第１と第２の画像データ作成部は、前記対象物の地理的座標とサイズとに応じて前記解説の表示位置を決定する、プロジェクタシステム。
5. 請求項３記載のプロジェクタシステムであって、
   前記プロジェクタシステムは、所定の運行ルートに沿って運行される移動体に搭載されており、
   前記データベースは、前記運行ルートに沿った風景データを予め格納しており、
   前記第１と第２の画像データ作成部は、前記第１と第２のカメラから供給される前記第１と第２の撮影信号の代わりに前記データベースから取得した前記風景データを用いて前記第１と第２の画像データを作成するモードを有する、プロジェクタシステム。
6. 請求項３記載のプロジェクタシステムであって、
   前記第１と第２の画像データ作成部は、ユーザの指定に応じて前記対象物の解説の表示位置を移動させる、プロジェクタシステム。
7. 請求項２ないし６のいずれかに記載のプロジェクタシステムであって、
   前記第１と第２の画像データ作成部は、前記撮影対象に含まれている対象物の中で、所定の条件を満たす対象物についての解説が前記第１と第２の画像データに含まれ、かつ、前記所定の条件を満たさない対象物についての解説が前記第１と第２の画像データに含まれないように前記第１と第２の画像データを作成する、プロジェクタシステム。
8. 互いに直交する偏光方向を有する直線偏光である第１と第２の画像光を、同一の投写面上に重ね合わせて投写するための第１と第２のプロジェクタを備えたプロジェクタシステムを用いて画像を表示する方法であって、
   （ａ）同一の撮影対象に関する画像をそれぞれ表す第１と第２の画像データを作成する工程と、
   （ｂ）前記第１と第２の画像データを前記第１と第２のプロジェクタに供給して前記第１と第２の画像光を投射させる工程と、
   を備え、
   前記工程（ａ）は、前記撮影対象に含まれる所定の対象物の解説を当該対象物の近傍に表示するための解説画像をそれぞれ含むように前記第１と第２の画像データを作成する工程を含む、画像表示方法。

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