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JP5231799B2 - Control device, display device and control method thereof, mixed reality system, and computer program - Google Patents

Control device, display device and control method thereof, mixed reality system, and computer program Download PDF

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JP5231799B2
JP5231799B2 JP2007333191A JP2007333191A JP5231799B2 JP 5231799 B2 JP5231799 B2 JP 5231799B2 JP 2007333191 A JP2007333191 A JP 2007333191A JP 2007333191 A JP2007333191 A JP 2007333191A JP 5231799 B2 JP5231799 B2 JP 5231799B2
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Description

本発明は、ビデオシースルー型のHMD(Head Mounted Display)を用いた複合現実技術に利用可能な制御装置、表示装置及びそれらの制御方法、複合現実システム、及びコンピュータプログラムに関する。   The present invention relates to a control device, a display device, a control method thereof, a mixed reality system, and a computer program that can be used in a mixed reality technology using a video see-through HMD (Head Mounted Display).

近年、現実世界と仮想世界をリアルタイムかつシームレスに融合させる技術として複合現実感、いわゆるMR(Mixed Reality)技術が知られている。MR技術の1つに、ビデオシースルー型HMD(Head Mounted Display)を利用して、HMD使用者の瞳位置から観察される被写体と略一致する被写体をビデオカメラなどで撮像し、その撮像画像にCG(Computer Graphics)を重畳表示した複合現実画像をHMD使用者が観察できる技術が知られている。   In recent years, a mixed reality, so-called MR (Mixed Reality) technology has been known as a technology for seamlessly combining the real world and the virtual world in real time. As one of the MR technologies, a video see-through HMD (Head Mounted Display) is used to capture a subject that substantially matches the subject observed from the pupil position of the HMD user with a video camera or the like. A technique is known in which an HMD user can observe a mixed reality image in which (Computer Graphics) is superimposed and displayed.

図13は、一般的なビデオシースルー型複合現実システムの機能ブロック図である。この図を使用して概要を説明する。ビデオシースルー型複合現実システムは、大きく分けて表示装置としてのHMD1301、制御装置1302及び画像処理装置1303で構成される。   FIG. 13 is a functional block diagram of a general video see-through mixed reality system. The outline will be described with reference to this figure. The video see-through mixed reality system is roughly composed of an HMD 1301, a control device 1302, and an image processing device 1303 as display devices.

まず、HMD1301は、ビデオシースルー型のHMDである。HMD1301は、外界を撮像する撮像ユニット1304、CGが重畳されたMR画像を表示する表示ユニット1306、制御装置1302とのデータ送受信を行う通信I/F1305から構成される。   First, the HMD 1301 is a video see-through HMD. The HMD 1301 includes an imaging unit 1304 that images the outside, a display unit 1306 that displays an MR image on which CG is superimposed, and a communication I / F 1305 that performs data transmission and reception with the control device 1302.

より具体的に撮像ユニット1304は、HMD使用者の視線位置と略一致する外界の観察画像を撮像する撮像ユニットである。ステレオ画像を生成するための右目用、左目用の二組の撮像素子と光学系および後段の画像処理を行うための信号処理回路から構成される。また、インタフェース(IF)1305は、撮像ユニット1304で撮像された画像を制御装置1302へ伝送し、また合成されたMR画像を受信するための通信インタフェースである。ここでは、リアルタイム性が求められかつ大容量の伝送が可能な光ファイバやLVDSを想定している。表示ユニット1306は、合成されたMR画像を表示し、右目用、左目用の二組の表示デバイスと光学系から構成される。表示デバイスは小型の液晶ディスプレイやMEMSによるスキャンタイプのデバイスが使用される。   More specifically, the imaging unit 1304 is an imaging unit that captures an external observation image that substantially matches the line-of-sight position of the HMD user. It comprises two sets of image sensors for the right eye and left eye for generating a stereo image, an optical system, and a signal processing circuit for performing image processing at the subsequent stage. An interface (IF) 1305 is a communication interface for transmitting an image captured by the imaging unit 1304 to the control device 1302 and receiving a combined MR image. Here, it is assumed an optical fiber or LVDS that requires real-time performance and is capable of large-capacity transmission. The display unit 1306 displays the combined MR image, and includes two sets of display devices for right eye and left eye and an optical system. As the display device, a small liquid crystal display or a scan type device using MEMS is used.

次に、制御装置1302は、HMD1301を制御するための制御装置である。通信I/F1307、I/F変換部1308、画像処理装置1303とのデータ送受信を行う通信I/F1309、1310、および光学歪補正部1311から構成される。   Next, the control device 1302 is a control device for controlling the HMD 1301. The communication I / F 1307, the I / F conversion unit 1308, the communication I / Fs 1309 and 1310 that perform data transmission / reception with the image processing apparatus 1303, and the optical distortion correction unit 1311 are included.

より具体的に、インタフェース(I/F)1307は、HMD1301とのデータ送受信を行うための、制御装置1302側の通信I/Fである。こちらのI/FはHMD1301側と同じものが使用される。I/F変換部1308は、受信した撮像画像データを画像処理装置1303へ伝送する際、画像処理装置が備えるI/Fで扱うデータフォーマットに変換する。インタフェース(I/F)1309は、フォーマット変換、場合によってはプロトコール変換された撮像画像データを画像処理装置1303へ送信するための通信I/Fである。こちらもリアルタイム性が求められかつ大容量の伝送が可能な、USBやIEEE1394のメタル線、GigabitEthernet(登録商標)等の光ファイバが使用される。インタフェース(I/F)1310は、表示画像を受信するためのI/Fであり、DVIやHDMI等の表示画像伝送用のI/Fが使用される。光学歪補正部1311は、HMD1301内の表示ユニットのレンズ等が持つ光学的な歪みを電子的に補正する補正処理部である。ここでの補正処理の内容については後述する。   More specifically, the interface (I / F) 1307 is a communication I / F on the control device 1302 side for performing data transmission / reception with the HMD 1301. This I / F is the same as that on the HMD 1301 side. When the received captured image data is transmitted to the image processing apparatus 1303, the I / F conversion unit 1308 converts the received captured image data into a data format handled by the I / F included in the image processing apparatus. An interface (I / F) 1309 is a communication I / F for transmitting captured image data that has undergone format conversion or protocol conversion in some cases to the image processing apparatus 1303. In this case, optical fibers such as USB and IEEE 1394 metal wires and Gigabit Ethernet (registered trademark), which are required to have real-time properties and can transmit a large capacity, are used. An interface (I / F) 1310 is an I / F for receiving a display image, and an I / F for display image transmission such as DVI or HDMI is used. The optical distortion correction unit 1311 is a correction processing unit that electronically corrects the optical distortion of the lens of the display unit in the HMD 1301. The details of the correction process will be described later.

更に、画像処理装置1303は、制御装置1302を介してHMD1301から受け取った撮像画像に基づいてCG描画のための位置姿勢を計測し、コンテンツDBを基にCGを描画し、撮像画像と合成処理を行う。画像処理装置1303は、通信I/F1312、1317、位置姿勢情報生成部1313、コンテンツDB1314、CG描画部1315、画像合成部1316から構成される。また、画像処理装置1303は、パソコンやワークステーション等の高性能な演算処理機能やグラフィック表示機能を有する装置を用いて構成することができる。   Furthermore, the image processing device 1303 measures the position and orientation for CG drawing based on the captured image received from the HMD 1301 via the control device 1302, draws the CG based on the content DB, and performs the combined processing with the captured image. Do. The image processing apparatus 1303 includes communication I / Fs 1312, 1317, a position / orientation information generation unit 1313, a content DB 1314, a CG drawing unit 1315, and an image composition unit 1316. The image processing apparatus 1303 can be configured using an apparatus having a high-performance arithmetic processing function or a graphic display function such as a personal computer or a workstation.

より具体的に、インタフェース(I/F)1312は、撮像画像を受信するための画像処理装置1303側の通信I/Fであり、制御装置1302側と同じものが使用される。位置姿勢情報生成部1313は、受け取った撮像画像から、HMD1301装着者の位置姿勢情報を生成する位置姿勢情報生成部である。ここでは示していないが、HMD1301に付けられた三次元位置姿勢センサの出力信号を補助的に用いても構わない。また、同じく不図示の客観視点カメラによる撮像画像からマーカー等の識別子を抽出して補正情報として使用する形態もある。   More specifically, the interface (I / F) 1312 is a communication I / F on the image processing apparatus 1303 side for receiving a captured image, and the same one as that on the control apparatus 1302 side is used. The position and orientation information generation unit 1313 is a position and orientation information generation unit that generates position and orientation information of the wearer of the HMD 1301 from the received captured image. Although not shown here, the output signal of the three-dimensional position and orientation sensor attached to the HMD 1301 may be used supplementarily. There is also a form in which an identifier such as a marker is extracted from an image captured by an objective viewpoint camera (not shown) and used as correction information.

コンテンツDB1314は、CGを描画するための仮想画像のコンテンツを格納するデータベースである。CG描画部1315は、位置姿勢情報とコンテンツDB1314のコンテンツによりCGを描画する。画像合成部1316は、受け取った撮像画像とCG描画部1315で生成した仮想画像を合成する。インタフェース(I/F)1317は、画像合成部1316で生成された合成画像であるMR画像(複合画像)を制御装置1302へ送信する。制御装置1302は、その後I/F1307を介してHMD1301へMR画像を送り、表示ユニット1306で表示する。   The content DB 1314 is a database that stores virtual image content for rendering CG. The CG rendering unit 1315 renders a CG based on the position / orientation information and the content stored in the content DB 1314. The image composition unit 1316 synthesizes the received captured image and the virtual image generated by the CG drawing unit 1315. The interface (I / F) 1317 transmits an MR image (composite image) that is a composite image generated by the image composition unit 1316 to the control device 1302. The control device 1302 then sends the MR image to the HMD 1301 via the I / F 1307 and displays it on the display unit 1306.

以上の構成および処理のプロセスにより、ビデオシースルーHMDを装着することで、現実世界と仮想世界とがリアルタイムかつシームレスに融合した複合現実世界を体験することができる。一般的なMR技術およびシステムの構成については特許文献1に開示されている。   By mounting the video see-through HMD with the above configuration and processing process, it is possible to experience a mixed real world where the real world and the virtual world are seamlessly fused in real time. A general MR technique and system configuration are disclosed in Patent Document 1.

また、MRシステムでは、MR空間の現実感をより増すために、撮像画像およびCG画像(仮想画像)の解像度や階調性の向上や、動画表示における滑らかさをフレームレートの向上によって実現することが求められている。この要求に対して、撮像画像およびMR画像のデータ量は飛躍的に増大し、データを送受信するための伝送帯域も非常に広いものが求められるようになってきた。DVIによる表示画像データの光伝送化はそのための解の一つである。   In the MR system, in order to further increase the realism of the MR space, the resolution and gradation of captured images and CG images (virtual images) are improved, and smoothness in moving image display is realized by increasing the frame rate. Is required. In response to this requirement, the amount of data of captured images and MR images has increased dramatically, and an extremely wide transmission band for transmitting and receiving data has been demanded. Optical transmission of display image data by DVI is one of the solutions.

ユーザーが装着して使用するHMDでは制御装置とのケーブルには、軽く細く取り回しがしやすいものが要求されるのは必然である。DVIのRGBの各色信号と同期信号および制御信号を束ねたパラレル信号を時分割多重でシリアル化し、かつ同期信号を明示するフラグをパケット内のフィールドに設けてシリアル伝送する技術が特許文献2に開示されている。
特開平11−88913号公報(図7、段落[0035]) 特開2005−258579号公報
In the HMD used by the user, it is inevitable that the cable to the control device should be light and thin and easy to handle. Patent Document 2 discloses a technique for serializing a DVI RGB color signal, a parallel signal obtained by bundling a synchronization signal and a control signal by time-division multiplexing, and providing a flag in the packet field for serial transmission. Has been.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-88913 (FIG. 7, paragraph [0035]) JP 2005-258579 A

しかしながら上述した従来の技術においては、以下のような問題があった。   However, the conventional techniques described above have the following problems.

まず、上記の複合現実システムでは、表示系の光学歪みを補正するため、光学歪補正部1311で図14に示されるような逆補正をかけることで劣化のない表示画像を生成する。その際、表示画像の上下は実際には使用できない領域となるため、その部分のデータ伝送は不要となるが、DVIから入力されるパラレル信号の画像表示データを単にシリアル化し、伝送するだけでは不要な部分の伝送も行われてしまう。   First, in the above mixed reality system, in order to correct the optical distortion of the display system, the optical distortion correction unit 1311 performs a reverse correction as shown in FIG. 14 to generate a display image without deterioration. At that time, since the upper and lower sides of the display image are areas that cannot actually be used, it is not necessary to transmit the data in that portion, but it is not necessary to simply serialize and transmit the parallel image display data input from the DVI. Some parts are also transmitted.

また、撮像系と表示系の画像サイズが異なる場合、特にアスペクト比が異なる場合には所望の解像度変換を行うか、すべての画像データを伝送後、表示する直前で不要部分をマスクして合わせる処理が必要となり、帯域を有効に活用することが困難である。   Also, if the image size of the imaging system is different from that of the display system, especially when the aspect ratio is different, the desired resolution conversion is performed, or after all the image data is transmitted, the unnecessary part is masked and combined immediately before display. Therefore, it is difficult to effectively use the bandwidth.

さらには、データ伝送を無線通信によって行う場合には、有線系と比べて伝送の帯域が限られている。よって、解像度と階調性と動画表示時のフレームレートおよびそれらをリアルタイムに遅延時間を少なくして表示することを並び立たせることは大変困難となっている。   Furthermore, when data transmission is performed by wireless communication, the transmission band is limited compared to the wired system. Therefore, it is very difficult to line up the resolution, gradation, frame rate at the time of moving image display, and displaying them with a reduced delay time in real time.

本発明はかかる問題に鑑みなされたものであり、表示装置と制御装置との間でのデータ伝送におけるトータルのデータ伝送量を削減し、帯域を有効に活用することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to reduce the total data transmission amount in data transmission between the display device and the control device, and to effectively use the bandwidth.

上記課題を解決するための本発明は、外部の表示装置に表示するための表示画像データの伝送を制御する制御装置であって、
伝送対象の表示画像データをライン単位に伝送パケットで伝送する場合に、前記表示画像データの伝送されるべきラインと伝送されなくてもよいラインとを、予め定められた設定値に基づいて判定する判定手段と、
前記表示画像データのライン単位の伝送パケットを生成するパケット生成手段であって、前記判定手段において伝送されなくてもよいと判定された前記表示画像データのラインについて少なくとも該表示画像データの伝送を行わない旨を示すフラグと該ラインの同期信号とをヘッダ内に含み、前記表示画像データを除いた前記伝送パケットを生成するパケット生成手段と、
前記パケット生成手段により生成された前記伝送パケットを外部の表示装置へ送信する送信手段とを備える。
The present invention for solving the above problems is a control device for controlling transmission of display image data for display on an external display device,
When transmitting the transmission packet to the display image data to be transmitted to the line unit, it determines the display and transmitted as to line and transmitted not be good line of image data, based on a predetermined set value A determination means;
Packet generation means for generating a transmission packet for each line of the display image data, wherein at least the display image data is transmitted for the line of the display image data determined not to be transmitted by the determination means. includes a flag indicating not to perform and the synchronization signal of the line in the header, a packet generation unit that generates the transmission packet excluding the display image data,
And transmitting means for transmitting the transmission packets generated by the packet generator to the external display device.

上記課題を解決するための本発明は、上記制御装置と接続される、表示装置であって、
前記制御装置から伝送パケットを受信する受信手段と、
受信した前記伝送パケットに含まれる表示画像データを表示する表示手段と
を備え、
前記表示手段は、受信した前記伝送パケットに該表示画像データの伝送を行わない旨を示すフラグが含まれる場合に、該伝送パケットに対応する表示領域においてNullデータを表示する。
The present invention for solving the above problems is a display device connected to the control device,
Receiving means for receiving a transmission packet from the control device;
Display means for displaying display image data included in the received transmission packet,
The display means displays Null data in a display area corresponding to the transmission packet when the received transmission packet includes a flag indicating that the display image data is not transmitted.

また、該表示装置は、
現実空間を撮像して撮像画像データを生成する撮像手段と、
表示装置の位置姿勢を計測する位置姿勢センサと、
前記位置姿勢センサにおける計測結果に基づいて、前記表示装置の位置姿勢を予測する予測手段と、
前記予測手段の予測結果に基づいて、前記撮像画像データの切り出し位置を決定する決定手段と、
前記撮像画像データをライン単位に伝送パケットで伝送する場合に該伝送パケットを生成するパケット生成手段であって、前記切り出し位置に基づき前記伝送がなされない前記撮像画像データラインにつき少なくとも該撮像画像データの伝送を行わない旨を示すフラグと該ラインの同期信号とをヘッダ内に含み、前記撮像画像データを除いた伝送パケットを生成するパケット生成手段と、
前記伝送パケットを、前記制御装置へ送信する送信手段と
を更に備えることができる。
In addition, the display device
Imaging means for imaging real space and generating captured image data;
A position and orientation sensor for measuring the position and orientation of the display device;
Prediction means for predicting the position and orientation of the display device based on the measurement result of the position and orientation sensor;
A determination unit that determines a cut-out position of the captured image data based on a prediction result of the prediction unit;
The packet generating means for generating said transmission packet when transmitting the transmission packet to the captured image data in a line unit, per line of the captured image data to the transmission is not made based on the extraction position, at least the captured image A packet generation means for generating a transmission packet including a flag indicating that data transmission is not performed and a synchronization signal of the line in the header, and excluding the captured image data;
Transmission means for transmitting the transmission packet to the control device can be further provided.

上記課題を解決するための本発明は、上記制御装置と、上記表示装置とを含み、表示装置に、現実空間画像と仮想画像とを合成した前記表示画像データを表示させる複合現実システムとしても、実現できる。   The present invention for solving the above problems includes the control device and the display device, and the display device displays a display image data obtained by combining the real space image and the virtual image. realizable.

本発明によれば、表示装置と制御装置との間でのデータ伝送におけるトータルのデータ伝送量を削減し、帯域を有効に活用することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the total amount of data transmission in the data transmission between a display apparatus and a control apparatus can be reduced, and a band can be utilized effectively.

以下、発明の実施形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the invention will be described below with reference to the drawings.

[第1の実施形態]
まず、発明の第1の実施形態を図を参照して説明する。図1は、本実施形態に対応する画像形成システムの一構成例を示す機能ブロック図である。画像形成システムは、表示装置101、制御装置102、画像処理装置103を含む。
[First Embodiment]
First, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram illustrating a configuration example of an image forming system corresponding to the present embodiment. The image forming system includes a display device 101, a control device 102, and an image processing device 103.

表示装置101は、表示機能も備えたビデオシースルー型のHMDを想定しており、以下では、表示装置101をHMD101という。HMD101は、撮像ユニット104、パケット化処理部105、光伝送の通信I/F106、表示画像調整部107、および表示ユニット108から構成される。   The display device 101 is assumed to be a video see-through HMD having a display function, and hereinafter, the display device 101 is referred to as an HMD 101. The HMD 101 includes an imaging unit 104, a packetization processing unit 105, an optical transmission communication I / F 106, a display image adjustment unit 107, and a display unit 108.

制御装置102は、外部のHMD101と接続して該HMD101を制御する。また、HMD101とのデータ送受信を行う光伝送の通信I/F109、I/F変換部110、画像処理装置103とのデータ送受信を行う通信I/F111、1112を備える。さらに、光学歪補正部113、および本実施例の特徴となるパケット化マスク処理部114を備える。   The control device 102 is connected to an external HMD 101 and controls the HMD 101. Also, optical transmission communication I / F 109 that performs data transmission / reception with the HMD 101, an I / F conversion unit 110, and communication I / Fs 111 and 1112 that perform data transmission / reception with the image processing apparatus 103 are provided. Furthermore, an optical distortion correction unit 113 and a packetization mask processing unit 114 that is a feature of the present embodiment are provided.

画像処理装置103は、制御装置102を介してHMD101から受け取った撮像画像に基づいてCG描画のための位置姿勢を計測し、コンテンツDBを基にCGを描画し、現実空間画像である撮像画像との合成処理を行う。画像処理装置103は、通信I/F115、120、位置姿勢情報生成部116、コンテンツDB117、CG描画部118、画像合成部119から構成される。画像処理装置103は、パソコンやワークステーション等の高性能な演算処理機能やグラフィック表示機能を有する装置を用いて構成することができる。   The image processing apparatus 103 measures the position and orientation for CG rendering based on the captured image received from the HMD 101 via the control apparatus 102, renders the CG based on the content DB, and captures the captured image that is a real space image and The synthesis process is performed. The image processing apparatus 103 includes communication I / Fs 115 and 120, a position / orientation information generation unit 116, a content DB 117, a CG drawing unit 118, and an image composition unit 119. The image processing apparatus 103 can be configured using an apparatus having a high-performance arithmetic processing function or a graphic display function such as a personal computer or a workstation.

以下、各装置を構成するコンポーネントについて説明する。   Hereinafter, components constituting each device will be described.

まず、HMD101において、撮像ユニット104は、HMD装着者の視線位置と略一致する現実空間の観察画像を撮像する。撮像ユニット104は、ステレオ画像を生成するための右目用、左目用の二組の撮像素子と光学系、及び、後段の画像処理を行うための信号処理回路から構成される。   First, in the HMD 101, the imaging unit 104 captures a real space observation image that substantially matches the line-of-sight position of the HMD wearer. The imaging unit 104 includes two sets of imaging elements and optical systems for right eye and left eye for generating a stereo image, and a signal processing circuit for performing subsequent image processing.

パケット化処理部105は、撮像ユニット104から出力される撮像画像を、光ファイバによるシリアル伝送が可能なパケット構成へ変換する。パラレルで出力される撮像画像データをシリアル化するとともに、所定の伝送プロトコールに従ってパケット化を行う。   The packetization processing unit 105 converts the captured image output from the imaging unit 104 into a packet configuration that allows serial transmission using an optical fiber. The captured image data output in parallel is serialized and packetized according to a predetermined transmission protocol.

光伝送インタフェース(I/F)106は、撮像ユニット104で撮像された画像を制御装置102へ伝送し、また合成されたMR画像を受信するための通信インタフェースである。ここではリアルタイム性が求められかつ大容量の伝送が可能な光ファイバを使用した光伝送を想定している。本実施形態では光伝送による有線系のデータ伝送を例にとって説明しているが、UWB等の広帯域の無線技術を用いても構わない。また、RGBおよび同期信号それぞれの伝送のための伝送ケーブルを用意して伝送する方式ではなく、各色を時系列にシリアル化するとともに、同期信号をもパケット化し、伝送に必要となるケーブルの本数を少なくする構成を想定している。データ非伝送時のマスク処理については後述する。   The optical transmission interface (I / F) 106 is a communication interface for transmitting an image captured by the imaging unit 104 to the control device 102 and receiving a synthesized MR image. Here, optical transmission using an optical fiber that requires real-time performance and capable of large-capacity transmission is assumed. Although the present embodiment has been described by taking wired data transmission by optical transmission as an example, broadband wireless technology such as UWB may be used. Also, it is not a method of preparing and transmitting transmission cables for transmission of RGB and sync signals, but serializing each color in time series, packetizing sync signals, and the number of cables required for transmission A configuration that reduces the number is assumed. The mask process when data is not transmitted will be described later.

表示画像調整部107は、制御装置102から受信した表示画像データを、表示ユニット108の表示形式に合わせて調整する。光伝送のためにシリアル化された表示画像データをパラレルデータに変換するとともに、表示ユニットの表示サイズに合わせて表示すべきデータのないエリアのデータを生成する。詳細については後述する。   The display image adjustment unit 107 adjusts the display image data received from the control device 102 according to the display format of the display unit 108. The display image data serialized for optical transmission is converted into parallel data, and data of an area having no data to be displayed is generated in accordance with the display size of the display unit. Details will be described later.

表示ユニット108は、合成されたMR画像を表示する。この表示ユニット108も、撮像ユニット104同様に右目用、左目用の二組の表示デバイスと光学系から構成される。表示デバイスは小型の液晶ディスプレイやMEMSによるスキャンタイプのデバイスが使用される。   The display unit 108 displays the synthesized MR image. Similar to the imaging unit 104, the display unit 108 also includes two sets of display devices for the right eye and left eye and an optical system. As the display device, a small liquid crystal display or a scan type device using MEMS is used.

次に、制御装置102において、光伝送インタフェース(I/F)109は、制御装置102側の通信インタフェースである。光伝送I/F109は、HMD101側の光伝送I/F106と同一の構成を有することができる。   Next, in the control apparatus 102, an optical transmission interface (I / F) 109 is a communication interface on the control apparatus 102 side. The optical transmission I / F 109 can have the same configuration as the optical transmission I / F 106 on the HMD 101 side.

インタフェース(I/F)変換部110は、受信した撮像画像データを画像処理装置103へ伝送する際、画像処理装置103が備えるインタフェースで扱うデータフォーマットに変換する。   An interface (I / F) conversion unit 110 converts received captured image data into a data format handled by an interface included in the image processing apparatus 103 when transmitting the captured image data to the image processing apparatus 103.

インタフェース(I/F)111は、フォーマット変換、場合によってはプロトコール変換された撮像画像データを画像処理装置103へ送信するための通信インタフェースである。リアルタイム性が求められかつ大容量の伝送が可能な、USBやIEEE1394のメタル線、GigabitEthernet(登録商標)等の光ファイバが使用される。   The interface (I / F) 111 is a communication interface for transmitting captured image data that has undergone format conversion, or protocol conversion in some cases, to the image processing apparatus 103. Optical fibers such as USB and IEEE 1394 metal wires and Gigabit Ethernet (registered trademark), which are required to be real-time and can transmit a large capacity, are used.

インタフェース(I/F)112は、表示画像を受信するための通信インタフェースである。DVIやHDMI等の表示画像伝送用のI/Fが使用される。光学歪補正部113は、HMD101内の表示ユニットのレンズ等が持つ光学的な歪みを電子的に補正する。   The interface (I / F) 112 is a communication interface for receiving a display image. An I / F for display image transmission such as DVI or HDMI is used. The optical distortion correction unit 113 electronically corrects the optical distortion of the lens of the display unit in the HMD 101.

パケット化マスク処理部114は、光学歪補正処理で光学系で生じる歪みを打ち消すような逆歪みがかけられた表示画像を光ファイバによるシリアル伝送が可能なパケット構成へと変換するパケット生成部として機能する。また、光学歪補正処理の結果表示されなくなった領域のデータをライン単位でマスクするマスク処理部として機能する。マスク処理によってデータの伝送を行わない場合は、マスク処理されたことを明示するフラグをパケットのヘッダ内のフラグで表示し、同じく同期信号(水平同期信号)を明示するフラグを立てたパケットを伝送する。詳細については後述する。   The packetization mask processing unit 114 functions as a packet generation unit that converts a display image subjected to reverse distortion that cancels distortion generated in the optical system by optical distortion correction processing into a packet configuration that can be serially transmitted by an optical fiber. To do. In addition, it functions as a mask processing unit that masks data in a region that is not displayed as a result of the optical distortion correction processing in units of lines. When data transmission is not performed by mask processing, a flag that clearly indicates that mask processing has been performed is displayed as a flag in the header of the packet, and a packet that also sets a flag that clearly indicates the synchronization signal (horizontal synchronization signal) is transmitted. To do. Details will be described later.

次に、画像処理装置103において、インタフェース(I/F)115は、撮像画像を受信するための画像処理装置103側の通信インタフェースである。I/F115は、制御装置102側のI/F111と同一の構成を有することができる。位置姿勢情報生成部116は、制御装置102からI/F115を介して受信した撮像画像から、HMD101装着者の位置姿勢情報を生成する。コンテンツDB117は、仮想画像のコンテンツとして保存するデータベースである。CG描画部118は、位置姿勢情報とコンテンツによりCGを描画する。画像合成部119は、受信した現実空間画像である撮像画像とCG描画部118で生成した仮想画像とを合成して、合成画像を生成する。   Next, in the image processing apparatus 103, an interface (I / F) 115 is a communication interface on the image processing apparatus 103 side for receiving a captured image. The I / F 115 can have the same configuration as the I / F 111 on the control device 102 side. The position / orientation information generation unit 116 generates position / orientation information of the wearer of the HMD 101 from the captured image received from the control device 102 via the I / F 115. The content DB 117 is a database stored as virtual image content. The CG drawing unit 118 draws a CG based on the position and orientation information and the content. The image composition unit 119 combines the captured image that is the received real space image and the virtual image generated by the CG drawing unit 118 to generate a composite image.

以上の構成を有する画像形成システムは、以下のように動作する。   The image forming system having the above configuration operates as follows.

まず、HMD101の撮像ユニット104で生成された撮像画像データは、パケット化処理部105でシリアルデータに変換され、かつ、所定のプロトコールに従ったパケット構成に変換される。変換後の撮像画像データは、光伝送I/F106を介して制御装置102へ送信される。   First, captured image data generated by the imaging unit 104 of the HMD 101 is converted into serial data by the packetization processing unit 105 and converted into a packet configuration according to a predetermined protocol. The converted captured image data is transmitted to the control device 102 via the optical transmission I / F 106.

制御装置102では、HMD101から受信した撮像画像データに対し、画像処理装置103に送信するためにプロトコール変換やフォーマット変換をI/F変換部110で施した後、画像処理装置103へ送信する。   The control device 102 performs protocol conversion and format conversion on the captured image data received from the HMD 101 for transmission to the image processing device 103 by the I / F conversion unit 110, and then transmits the data to the image processing device 103.

画像処理装置103は、受信した撮像画像データからHMD101装着者の位置姿勢情報を生成し、CG画像を生成する。撮像画像データとの合成処理後、制御装置102へ合成されたMR画像を送信する。   The image processing apparatus 103 generates position and orientation information of the wearer of the HMD 101 from the received captured image data, and generates a CG image. After synthesizing with the captured image data, the synthesized MR image is transmitted to the control device 102.

制御装置102では、表示画像に対して光学歪の影響をキャンセルするために光学歪補正部113で逆歪みを適用し、HMD101に対して光伝送I/F109を介して送信する。その際、データのパケット化と同時に、マスク処理によって非伝送のデータが存在する場合には、その旨をパケット内のヘッダに明示する。   In the control apparatus 102, reverse distortion is applied by the optical distortion correction unit 113 in order to cancel the influence of optical distortion on the display image, and the image is transmitted to the HMD 101 via the optical transmission I / F 109. At this time, if there is non-transmitted data due to mask processing at the same time as data packetization, this fact is clearly indicated in the header of the packet.

HMD101では、受信した表示画像を表示画像調整部107において適切なフォーマットに変換する。その際、マスクされたデータが存在する領域は、HMD101側でNullデータを埋めて、表示ユニット108へ送り、使用者に表示する。   In the HMD 101, the display image adjustment unit 107 converts the received display image into an appropriate format. At that time, the area where the masked data exists is filled with Null data on the HMD 101 side, sent to the display unit 108, and displayed to the user.

このように、本実施形態の画像形成システムでは、光学歪補正による非表示領域の発生や、撮像系と表示系の解像度やアスペクト比の調整のため、データのマスク処理を行っている。そして、マスク処理を行う場合は、マスクされたデータをHMD101には送信せず、同期信号とともにマスクのフラグをパケットとして送信している。これにより、伝送データ量を削減し、帯域を有効に活用することが可能になる。   As described above, in the image forming system of the present embodiment, data mask processing is performed to generate a non-display area by optical distortion correction and to adjust the resolution and aspect ratio of the imaging system and the display system. When the mask process is performed, the masked data is not transmitted to the HMD 101, but a mask flag is transmitted as a packet together with the synchronization signal. As a result, the amount of transmission data can be reduced and the bandwidth can be used effectively.

次に、本実施形態に対応する伝送パケットの構成について、図2を参照して説明する。図2は、発明の実施形態に対応する伝送パケットのフィールドコンポーネントの一例を示す図である。   Next, the configuration of the transmission packet corresponding to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a field component of a transmission packet corresponding to the embodiment of the invention.

図2に示す伝送パケットは、撮像系や表示系のストリームデータの伝送に用いるパケットの構成の例を示している。伝送パケット200は、複数のコンポーネントフィールドによって構成されている。以下、各コンポーネントフィールドについて説明する。   The transmission packet shown in FIG. 2 shows an example of the configuration of a packet used for transmission of stream data of an imaging system or a display system. The transmission packet 200 is composed of a plurality of component fields. Hereinafter, each component field will be described.

pcodeフィールド201は、パケットの種別を示すコードである。撮像系の画像データ、表示系の画像データ、制御データ等の種類が存在する。本実施形態では、後述するように垂直や水平の同期信号が画像データを伝送するパケットのヘッダ内にフラグとして明示される構成であるが、同期信号のみをパケットとして送信し、受信側で同期信号を生成する構成としてもよい。   The pcode field 201 is a code indicating the type of packet. There are types of image data of the imaging system, image data of the display system, control data, and the like. In the present embodiment, as will be described later, a vertical or horizontal synchronization signal is specified as a flag in the header of a packet that transmits image data. However, only the synchronization signal is transmitted as a packet, and the synchronization signal is transmitted on the receiving side. It is good also as a structure which produces | generates.

mask(マスク)フィールド202は、本実施形態の特徴となるフィールドで、送信すべきデータが存在しないことを明示するためのフラグの役割をもつ。表示ユニット108の表示デバイスで表示できる画像サイズの最大値は予め決められており、撮像系とのサイズやアスペクト比のミスマッチ、および歪み補正等で表示すべきデータが存在しない場合もある。このような場合には、表示されないデータは敢えて送信せず、データが存在しないことを伝え、受信側でデータを生成する構成を取る方が効率的である。実際には、表示すべきデータが存在しないのでNullデータで埋める。そこで、該当ラインのデータを送信しない場合にはこのマスクフィールド202を「ON」とする。一方、該当ラインのデータを送信する場合には、このマスクフィールド202を「OFF」とする。これにより、マスクフィールドのフラグによって受信側に、データの伝送の有無を伝えることができる。   The mask field 202 is a field that is a feature of this embodiment, and has a role of a flag for clearly indicating that there is no data to be transmitted. The maximum value of the image size that can be displayed on the display device of the display unit 108 is determined in advance, and there is a case where there is no data to be displayed due to a mismatch in size and aspect ratio with the imaging system, distortion correction, or the like. In such a case, it is more efficient to take a configuration in which data that is not displayed is not sent intentionally, data is not present, and data is generated on the receiving side. Actually, since there is no data to be displayed, it is filled with Null data. Therefore, the mask field 202 is set to “ON” when the data of the corresponding line is not transmitted. On the other hand, when transmitting the data of the corresponding line, this mask field 202 is set to “OFF”. Thus, the presence or absence of data transmission can be notified to the receiving side by the flag of the mask field.

また、同期信号を別パケット構成としない場合には、このフィールド内に、垂直同期および水平同期信号の立ち上がりを明示するフラグを設けてもよい。さらに、第2の実施形態で説明するような、水平方向のオフセットが存在する場合には、オフセット値を含めることができる。   If the synchronization signal is not configured as a separate packet, a flag that clearly indicates the rising edge of the vertical synchronization signal and the horizontal synchronization signal may be provided in this field. Furthermore, an offset value can be included when there is a horizontal offset as described in the second embodiment.

rlフィールド203は、該当パケットのデータが右目用か左目用かを明示するためのフィールドである。HMD101では右目用、左目用と撮像系も表示系も二系統の画像データを取り扱うため、これらの区別のために使用する。reserved204は、予約のためのフィールドである。   The rl field 203 is a field for clearly indicating whether the data of the corresponding packet is for the right eye or for the left eye. In the HMD 101, the image system and display system for the right eye, the left eye, and the display system handle two systems of image data. The reserved 204 is a field for reservation.

index(インデックス)フィールド205は、1フレームの画像データを複数のパケットに分割した際のインデックス番号である。この例では、水平同期信号ごと、すなわち1ラインごとに一つのパケットとして構成しているため、インデックス番号は水平同期信号の番号もしくはライン数と同義である。   The index (index) field 205 is an index number when one frame of image data is divided into a plurality of packets. In this example, since it is configured as one packet for each horizontal synchronization signal, that is, for each line, the index number is synonymous with the number of the horizontal synchronization signal or the number of lines.

data_length(データ長)フィールド206は、以後に続くデータフィールドのデータ長を示すフィールドである。この例では1ビットで1バイトのデータ長を示している。data_field(データフィールド)207は、伝送対象となる表示画像データを格納するためのフィールドである。仮にSXGA(1280×1024)の画像サイズの表示画像データを伝送することを想定した場合、1ラインのデータサイズは1280(画素)×3バイト(RGB各8ビット)で計3840バイトとなる。   The data_length (data length) field 206 is a field indicating the data length of the subsequent data field. In this example, 1 bit indicates a data length of 1 byte. A data_field (data field) 207 is a field for storing display image data to be transmitted. If it is assumed that display image data having an image size of SXGA (1280 × 1024) is transmitted, the data size of one line is 1280 (pixels) × 3 bytes (8 bits for each RGB), for a total of 3840 bytes.

次に、図3aを参照して、伝送前後の表示画像の関係を説明する。図3aは、発明の第1の実施形態に対応する、伝送前後の表示画像の関係を説明するための図である。   Next, the relationship between the display images before and after transmission will be described with reference to FIG. FIG. 3 a is a diagram for explaining the relationship between display images before and after transmission, corresponding to the first embodiment of the invention.

図3aでは、縦L1、横Nの画素数を持つ表示画像のエリア300を一例として示している。たとえば、制御装置102がDVI経由で受信した表示画像サイズが、このL1×Nの画像サイズであったとする。しかし、設計条件によっては光学歪補正処理の結果、画像サイズが図の斜線部で示される上下のエリア301及び302を除いた領域303となってしまう。この場合、エリア301及び302は無効な領域であって、表示ユニット108の表示領域において表示画像が表示されない範囲である。なお、このときの縦方向のサイズをL2(<L1)とする。   In FIG. 3a, an area 300 of the display image having the number of pixels of length L1 and width N is shown as an example. For example, it is assumed that the display image size received by the control apparatus 102 via DVI is the L1 × N image size. However, depending on the design conditions, as a result of the optical distortion correction process, the image size becomes an area 303 excluding the upper and lower areas 301 and 302 indicated by the hatched portion in the figure. In this case, the areas 301 and 302 are invalid areas and are areas in which a display image is not displayed in the display area of the display unit 108. Note that the vertical size at this time is L2 (<L1).

制御装置102からHMD101に対して表示画像300を伝送する場合、斜線のエリアを除いた有効データ303を送信することが効率的である。その一方で、HMD101の表示ユニット108の表示サイズは、無効なエリアを含めたL1×Nである。よって、表示ユニット108で表示する際には、伝送されない領域をNullデータで埋めることとなる。   When the display image 300 is transmitted from the control device 102 to the HMD 101, it is efficient to transmit the valid data 303 excluding the hatched area. On the other hand, the display size of the display unit 108 of the HMD 101 is L1 × N including an invalid area. Therefore, when displaying on the display unit 108, a non-transmitted area is filled with null data.

具体的な数値を挙げると、L1=1024、N=1280、L2=960であり、上下の斜線のエリアの幅が等しいとすると、矢印で示されるaの位置は32とすることができる。この場合、0から31ライン目までがマスクされることになる。このようなマスク処理するライン数は、マスク処理のための設定値として、パケット化マスク処理部114が保持する。   Specifically, if L1 = 1024, N = 1280, L2 = 960, and the widths of the hatched areas above and below are equal, the position of a indicated by the arrow can be 32. In this case, the 0th to 31st lines are masked. The number of lines to be masked is held by the packetization mask processing unit 114 as a setting value for mask processing.

次に、図3bを参照して、HMD101と制御装置102との間のデータフローについて説明する。図3bは、発明の第1の実施形態に対応するHMD101と制御装置102との間のデータフローの一例を示すシーケンス図である。図3bのデータフローでは、一例として、制御装置102から図3aに示した表示画像がHMD101に送信される場合を想定している。   Next, a data flow between the HMD 101 and the control device 102 will be described with reference to FIG. FIG. 3B is a sequence diagram illustrating an example of a data flow between the HMD 101 and the control apparatus 102 corresponding to the first embodiment of the invention. In the data flow of FIG. 3B, as an example, it is assumed that the display image illustrated in FIG. 3A is transmitted from the control device 102 to the HMD 101.

まず、フレームの先頭を示す垂直同期信号を表すVパケットを制御装置102からHMD101に対して送信する。この例ではわかりやすくするために、垂直および水平の同期信号はストリームデータを送信するパケットとは別パケットとしているが、同期信号を明示するフィールドを設けたストリームデータパケットとして送付しても構わない。   First, a V packet representing a vertical synchronization signal indicating the head of a frame is transmitted from the control device 102 to the HMD 101. In this example, for the sake of simplicity, the vertical and horizontal synchronization signals are different from the packets for transmitting the stream data, but may be sent as stream data packets provided with a field for clearly indicating the synchronization signal.

垂直同期信号Vを送信したあと、続けて水平同期信号を表すHパケットを送信する。この例では別パケット構成としているのは垂直同期信号と同様である。   After transmitting the vertical synchronization signal V, an H packet representing the horizontal synchronization signal is transmitted continuously. In this example, another packet configuration is the same as the vertical synchronization signal.

次に表示系のストリームパケットを送信する。その際、上から32ラインは非伝送となるため、ストリームパケット自体は送信するものの、先に説明したヘッダ内のマスクフィールドのフラグを立て、データ長フィールド206の値は0、そのあとに続くデータフィールド207もなしとなる。このパケットを受信したHMD101側ではマスクビットがONになっていることから、データが存在しないことを把握する。データがマスクされる間はしばらく同じシーケンスが続けられる。   Next, the display stream packet is transmitted. At this time, since the 32 lines from the top are not transmitted, the stream packet itself is transmitted, but the mask field flag in the header described above is set, the value of the data length field 206 is 0, and the data that follows There is also no field 207. The HMD 101 that receives this packet knows that no data exists because the mask bit is ON. The same sequence continues for a while while the data is masked.

そして、33ライン目(図3aのaライン目)からストリームデータが存在するため、通常のパケットの送信となる。制御装置102側の処理およびHMD101側の処理の内容やフローについては別途図を用いて後述する。   Since stream data exists from the 33rd line (a line in FIG. 3a), normal packet transmission is performed. The contents and flow of the processing on the control device 102 side and the processing on the HMD 101 side will be described later with reference to separate drawings.

まず、図4を参照して、制御装置102側の処理を説明する。図4は、発明の第1の実施形態に対応する制御装置102の処理の一例を示すフローチャートである。当該フローチャートに対応する処理は、制御装置102の各機能ブロックが、対応する処理プログラムを実行することにより実現される。   First, the processing on the control device 102 side will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing an example of processing of the control device 102 corresponding to the first embodiment of the invention. The processing corresponding to the flowchart is realized by each functional block of the control device 102 executing a corresponding processing program.

図4において、まず、ステップS401では、パケット化マスク処理部114がシステム稼働時の初期設定として、マスク設定が為されているか否かを判定する。もし、マスク設定がされている場合には(ステップS401において「YES」)、ステップS402へ移行する。一方、マスク設定がされていない場合は(ステップS401において「NO」)、すべてのデータを伝送すべく、ステップS402の処理を飛ばしステップS403へ進む。   In FIG. 4, first, in step S401, the packetization mask processing unit 114 determines whether or not mask setting is performed as an initial setting when the system is operating. If the mask is set (“YES” in step S401), the process proceeds to step S402. On the other hand, if the mask is not set ("NO" in step S401), the process of step S402 is skipped and the process proceeds to step S403 to transmit all data.

ステップS402では、パケット化マスク処理部114は、マスク設定があることを受けて設定値の読み出しを行う。具体的には上下、それぞれ何ラインをマスク処理するのかを把握し、設定する。ステップS403では、制御装置102は、画像処理装置103からDVI経由で表示画像の入力を受ける。ステップS404では、光学歪補正部113が、表示ユニット108の光学系を介した結果正常な表示が行われるよう逆歪みをかける光学歪補正処理を行う。   In step S402, the packetization mask processing unit 114 reads the set value in response to the mask setting. More specifically, the number of lines to be masked is determined and set up and down. In step S403, the control apparatus 102 receives an input of a display image from the image processing apparatus 103 via DVI. In step S <b> 404, the optical distortion correction unit 113 performs an optical distortion correction process that applies reverse distortion so that normal display is performed as a result of the optical system of the display unit 108.

ステップS405では、パケット化マスク処理部114は、補正処理の結果をライン単位で処理するため、ライン単位で読み出しを行う。ステップS406では、パケット化マスク処理部114は、処理対象のラインがマスク処理を行うラインであるかどうかを設定値に照らし合わせて判定する。マスク処理に該当するライン番号である場合には(ステップS406において「YES」)、ステップS407へ移行する。ラインがマスク処理に該当しない場合には(ステップS406において「NO」)、ステップS408へ移行する。   In step S405, the packetization mask processing unit 114 performs reading in units of lines in order to process the correction processing results in units of lines. In step S <b> 406, the packetization mask processing unit 114 determines whether or not the processing target line is a line on which mask processing is performed in light of the set value. If the line number corresponds to the mask process (“YES” in step S406), the process proceeds to step S407. If the line does not correspond to the mask process (“NO” in step S406), the process proceeds to step S408.

ステップS407では、マスク処理を行うラインであることを受けて、パケット化マスク処理部114がパケットヘッダのマスクフィールドのマスクビット(フラグ)をONにセットする。この場合はデータは非伝送となるため、データフィールド207には伝送対象のデータ本体が付加されず、データ長206も0に設定されることとなる。ステップS408では、マスク処理を行わない通常の処理を行うラインであることを受けて、マスクフィールド202のマスクビット(フラグ)をOFFする。   In step S407, in response to the line to be masked, the packetization mask processing unit 114 sets the mask bit (flag) in the mask field of the packet header to ON. In this case, since the data is not transmitted, the data body to be transmitted is not added to the data field 207, and the data length 206 is also set to zero. In step S408, the mask bit (flag) in the mask field 202 is turned OFF in response to the line performing normal processing without performing mask processing.

ステップS409では、パケット化マスク処理部114が、それぞれのマスクフィールド202の値を反映させ、パケットを構成する。同期信号を別パケット構成にしていない場合は、同期信号のフラグを同じくマスクフィールド202内に立てる。ステップS410では、生成されたパケットを、光伝送I/F109を介してHMD101へ伝送する。   In step S409, the packetization mask processing unit 114 reflects the value of each mask field 202 to form a packet. If the synchronization signal is not in a separate packet configuration, the synchronization signal flag is also set in the mask field 202. In step S410, the generated packet is transmitted to the HMD 101 via the optical transmission I / F 109.

次に、図5を参照して、HMD101側の処理を説明する。図5は、発明の第1の実施形態に対応するHMD101の処理の一例を示すフローチャートである。当該フローチャートに対応する処理は、HMD101の各機能ブロックが、対応する処理プログラムを実行することにより実現される。   Next, the processing on the HMD 101 side will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing an example of processing of the HMD 101 corresponding to the first embodiment of the invention. The processing corresponding to the flowchart is realized by each functional block of the HMD 101 executing a corresponding processing program.

まず、ステップS501では、制御装置102からパケットを、光伝送I/F106を介して受信する。受信したパケットはストリームデータパケットで、同期信号もヘッダ内に含まれる構成であるとする。ステップS502では、表示画像調整部107が、パケットヘッダ内のマスクフィールドにある同期信号のフラグを確認する。ステップS503では、表示画像調整部107が同期信号の種類の確認を受けて、表示ユニット108で使用する同期信号を生成する。   First, in step S501, a packet is received from the control apparatus 102 via the optical transmission I / F 106. The received packet is a stream data packet, and the synchronization signal is also included in the header. In step S502, the display image adjustment unit 107 checks the synchronization signal flag in the mask field in the packet header. In step S <b> 503, the display image adjustment unit 107 receives the confirmation of the type of the synchronization signal, and generates a synchronization signal used by the display unit 108.

ステップS504では、表示画像調整部107がヘッダ内のマスクフィールドにあるマスクビットがONになっているかどうかを判定する。マスクビットがON、すなわちマスク処理によってデータが非伝送である場合には(ステップS504において「YES」)、ステップS505へ移行する。一方、マスクビットがOFF、すなわち通常のデータ伝送が行われている場合には(ステップS504において「NO」)、ステップS506へ移行する。   In step S504, the display image adjustment unit 107 determines whether the mask bit in the mask field in the header is ON. If the mask bit is ON, that is, if the data is not transmitted by the mask process (“YES” in step S504), the process proceeds to step S505. On the other hand, when the mask bit is OFF, that is, when normal data transmission is performed (“NO” in step S504), the process proceeds to step S506.

ステップS505では、表示画像調整部107がマスク処理が行われていることを受けて、該当するエリアにNullデータを、表示ユニット108が使用するメモリに書き込む。その後、ステップS508に移行する。ステップS506では、マスク処理が行われていないことを受けて、表示画像調整部107がパケットのデータフィールド内にある表示画像データを取得する。続くステップS507では、表示画像調整部107が取得した表示画像データをメモリに書き込む。   In step S <b> 505, the display image adjustment unit 107 receives the fact that the mask processing is being performed, and writes Null data to the memory used by the display unit 108 in the corresponding area. Thereafter, the process proceeds to step S508. In step S506, in response to the mask process not being performed, the display image adjustment unit 107 acquires the display image data in the data field of the packet. In the subsequent step S507, the display image data acquired by the display image adjustment unit 107 is written in the memory.

ステップS508では、表示ユニット108が1フレーム分の画像の格納が終わったタイミングで表示を行う。   In step S508, the display unit 108 performs display at the timing when the storage of the image for one frame is completed.

以上のように、本実施形態では表示画像のシリアル化および水平、垂直同期信号のパケット化と合わせてデータの非伝送を明示するフラグを用意し、受け側で画像の再構成を行う。これによりトータルのデータ伝送量を削減し、帯域を有効に活用することが可能となる。   As described above, in this embodiment, a flag that clearly indicates non-transmission of data is prepared together with serialization of the display image and packetization of the horizontal and vertical synchronization signals, and the receiving side performs image reconstruction. As a result, the total amount of data transmission can be reduced and the bandwidth can be used effectively.

[第2の実施形態]
次に、発明を実現する第2の実施形態について説明する。上述の第1の実施形態では、マスク領域を、光学歪補正処理の結果や、撮像系と表示系のサイズやアスペクト比に基づいて決定した。これ対して、本第2の実施形態に対応する画像形成システムでは、工場出荷時の調整工程の結果を反映させる点で相違する。具体的には、左右の目に表示する表示画像が、上下、左右に微小の調整を必要とする場合、組立時の精度をある程度に抑え、電子的に補正することで同等の機能を実現する。この特徴に関して、以下ではより詳細に説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment for realizing the invention will be described. In the first embodiment described above, the mask area is determined based on the result of the optical distortion correction process and the size and aspect ratio of the imaging system and the display system. On the other hand, the image forming system corresponding to the second embodiment is different in that the result of the adjustment process at the time of factory shipment is reflected. Specifically, when the display image displayed on the left and right eyes requires fine adjustments in the vertical and horizontal directions, the same function is realized by electronically correcting the accuracy during assembly to some extent. . This feature will be described in more detail below.

まず、図6を参照して、発明の第2の実施形態に対応するシステム構成を説明する。図6は、本実施形態に対応するシステム構成の一例を示す機能ブロック図である。図6に示すように、本実施形態に対応するシステムは、HMD601、制御装置602、パーソナルコンピュータ(PC)603、検査用カメラ604とで構成される。   First, a system configuration corresponding to the second embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a functional block diagram illustrating an example of a system configuration corresponding to the present embodiment. As shown in FIG. 6, the system corresponding to this embodiment includes an HMD 601, a control device 602, a personal computer (PC) 603, and an inspection camera 604.

HMD601は、MR画像を表示する。HMD601が有する撮像、表示及び画像伝送の機能については第1の実施形態と同様のため、ここでの説明を省略する。なお、以下の説明においてHMD601の構成ブロックに言及する場合は、図1における参照番号を利用して言及する。たとえば、HMD601内の表示ユニットについては、表示ユニット108と呼ぶことにする。   The HMD 601 displays an MR image. Since the imaging, display, and image transmission functions of the HMD 601 are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here. In the following description, when referring to the configuration block of the HMD 601, reference is made using the reference numbers in FIG. 1. For example, the display unit in the HMD 601 is referred to as the display unit 108.

制御装置602は、HMD601を制御する。制御装置602の機能も、第1の実施形態で説明した制御装置102と同様であるが、調整時の値を格納する調整値格納部610を更に有する点で相違する。なお、以下の説明において制御装置602の構成ブロックに言及する場合は、HMD601の場合と同様に図1における参照番号を利用して言及する。   The control device 602 controls the HMD 601. The function of the control device 602 is the same as that of the control device 102 described in the first embodiment, but is different in that it further includes an adjustment value storage unit 610 that stores values at the time of adjustment. In the following description, when referring to the constituent blocks of the control device 602, the reference numerals in FIG. 1 are used as in the case of the HMD 601.

PC603は、調整用の画像を出力し、調整値を把握するための機能を持つ処理装置である。PC603は、画像生成部605、画像出力部606、画像入力部607、比較・調整機能部608及び調整値設定部609を備えて構成される。   The PC 603 is a processing device having a function for outputting an adjustment image and grasping an adjustment value. The PC 603 includes an image generation unit 605, an image output unit 606, an image input unit 607, a comparison / adjustment function unit 608, and an adjustment value setting unit 609.

検査用カメラ604は、HMDの表示出力を確認する検査用のカメラである。カメラで撮像した表示画像はPC603へ取り込まれ、調整に使用される。   The inspection camera 604 is an inspection camera for confirming the display output of the HMD. A display image captured by the camera is taken into the PC 603 and used for adjustment.

画像生成部605は、HMD601で表示させる調整用の画像を生成する。画像出力部606は、DVI等の出力を持つグラフィックスボードから画像生成部605で生成された表示用画像を出力する。画像入力部607は、検査用カメラ604で撮像されたカメラ画像を、USBやIEEE1394等のI/Fを介してPC603へ入力する。   The image generation unit 605 generates an adjustment image to be displayed on the HMD 601. The image output unit 606 outputs the display image generated by the image generation unit 605 from a graphics board having an output such as DVI. The image input unit 607 inputs a camera image captured by the inspection camera 604 to the PC 603 via an I / F such as USB or IEEE1394.

比較・調整機能部608は、表示用画像として出力した画像と、検査用カメラ604で撮像された画像とを比較する。また、比較の結果、表示位置がずれている場合には、そのズレ量を算出して再度画像を生成し、画像を出力する。この作業を繰り返し所望の公差範囲に収まったら処理を終え、最終的にどの程度ずれているかという調整値を調整値設定部609に送る。比較・調整機能部608における処理の詳細については後述する。   The comparison / adjustment function unit 608 compares the image output as the display image with the image captured by the inspection camera 604. If the display position is shifted as a result of the comparison, the amount of deviation is calculated, an image is generated again, and the image is output. This process is repeated, and when it falls within the desired tolerance range, the process is finished, and an adjustment value indicating how much the deviation is finally sent is sent to the adjustment value setting unit 609. Details of processing in the comparison / adjustment function unit 608 will be described later.

調整値設定部609は、制御装置602に対して調整値を設定する。比較・調整機能部608で算出されたズレ量の設定値を制御装置602に送信する。RS−232CやUSB等のシリアルI/Fまたは、制御装置のデバッグ用I/F(例えばJ−TAG等)を使用する。   The adjustment value setting unit 609 sets an adjustment value for the control device 602. The set value of the deviation amount calculated by the comparison / adjustment function unit 608 is transmitted to the control device 602. A serial I / F such as RS-232C or USB, or a debugging I / F (for example, J-TAG) of the control device is used.

上記の構成によって、本実施形態では、工場やユーザーサイドで表示位置の自動調整を行うための調整値を算出し、制御装置602に対して設定する。   With this configuration, in this embodiment, an adjustment value for automatically adjusting the display position at the factory or the user side is calculated and set for the control device 602.

次に、図7を参照して調整前後の画像位置について説明する。図7は、発明の第2の実施形態に対応する、調整前後の画像位置の関係を説明するための図である。   Next, image positions before and after adjustment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between image positions before and after adjustment, corresponding to the second embodiment of the invention.

図7は、左目画像700Lと右目画像700Rの両表示画像の模式図を示している。左目画像700Lと右目画像700Rとにおいて、最も外側の枠701Lと701Rとは、検査用カメラの撮影範囲を示している。内側の実線で示された矩形702Lと702Rとは、理想的な状態における表示画像の位置を示す。一方、点線部703Lと703Rとは、実際に観察されている表示位置を示している。   FIG. 7 is a schematic diagram of both display images of the left eye image 700L and the right eye image 700R. In the left eye image 700L and the right eye image 700R, the outermost frames 701L and 701R indicate the imaging range of the inspection camera. Rectangles 702L and 702R indicated by inner solid lines indicate the position of the display image in an ideal state. On the other hand, dotted lines 703L and 703R indicate display positions that are actually observed.

左目画像700Lは、点線部703Lが右斜め下方にずれていることがわかる。また、右目画像700Rは、点線部703Rが下方にずれていることがわかる。ここではあくまで模式的に示しているが、コントラストが高く表示位置の確認がしやすい検査用の画像を表示して、理想的な位置との比較を行う。   In the left-eye image 700L, it can be seen that the dotted line portion 703L is shifted diagonally downward to the right. Also, it can be seen that the dotted line portion 703R is shifted downward in the right eye image 700R. Although schematically shown here, an image for inspection having a high contrast and allowing easy confirmation of the display position is displayed and compared with an ideal position.

次に、図8を参照して、本実施形態に対応するPC603における処理を説明する。図8は、発明の第2の実施形態に対応する処理の一例を示すフローチャートである。図8において、ステップS801からS809まではPC603側で行う処理の内容であり、ステップS810だけが制御装置602で行う処理内容である。よって、当該フローチャートに対応する処理は、制御装置602とPC603との各機能ブロックが、対応する処理プログラムを実行することにより実現される。   Next, processing in the PC 603 corresponding to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing an example of processing corresponding to the second embodiment of the invention. In FIG. 8, steps S801 to S809 are the contents of processing performed on the PC 603 side, and only step S810 is the contents of processing performed by the control device 602. Therefore, the processing corresponding to the flowchart is realized by the functional blocks of the control device 602 and the PC 603 executing the corresponding processing program.

まず、ステップS801では、画像生成部605で標準画像を基準位置に表示されるように画像を生成し、画像出力部606から出力する。ステップS802では、HMD601の表示ユニット108に表示されている画像を検査用カメラ604によって撮影し、そのカメラ画像をPC603に取り込む。   First, in step S <b> 801, the image generation unit 605 generates an image so that the standard image is displayed at the reference position, and outputs the image from the image output unit 606. In step S <b> 802, the image displayed on the display unit 108 of the HMD 601 is captured by the inspection camera 604, and the camera image is captured into the PC 603.

ステップS803では、比較・調整機能部608が、出力した標準画像と検査用カメラ604から取り込まれた入力画像との位置関係を比較する。ステップS804では、比較の結果、表示位置のずれが許容範囲に入っているかどうかを判断する。この許容範囲は、たとえば、「垂直方向にN画素、水平方向にM画素」のように設定することができる。具体的な値は、設計的事項であるので、ここでは特に限定しない。許容範囲に入っていない場合にはステップS805へ、許容範囲に収まっている場合にはステップS809へそれぞれ進む。   In step S803, the comparison / adjustment function unit 608 compares the positional relationship between the output standard image and the input image captured from the inspection camera 604. In step S804, it is determined whether the display position shift is within an allowable range as a result of the comparison. This allowable range can be set, for example, as “N pixels in the vertical direction and M pixels in the horizontal direction”. The specific value is a design matter and is not particularly limited here. If it is not within the allowable range, the process proceeds to step S805. If it is within the allowable range, the process proceeds to step S809.

ステップS805では、比較・調整機能部608が、位置ずれが許容値以上あることを受けて、さらに電気的には補正しきれない規定値を超えたズレ量であるかどうかを判定する。ズレ量が規定値を超えている場合にはステップS806へ、規定値以内に収まっている場合にはステップS807へそれぞれ進む。ステップS806では、ズレ量が規定値以上であることを受けて、メカ的な調整が必要であると判断し、電子的な調整工程を終了する。   In step S805, the comparison / adjustment function unit 608 determines whether the amount of deviation exceeds a specified value that cannot be electrically corrected, in response to the positional deviation being greater than or equal to the allowable value. If the amount of deviation exceeds the specified value, the process proceeds to step S806, and if it is within the specified value, the process proceeds to step S807. In step S806, it is determined that mechanical adjustment is necessary in response to the amount of deviation being greater than or equal to the specified value, and the electronic adjustment process is terminated.

ステップS807では、画像生成部605が、比較・調整機能部608からズレ量の情報を取得し、ズレ量が許容範囲に収まるように表示させる画像を改めて生成する。実際には比較結果で得られたズレ量を相殺するようにずらした表示画像を生成する。ステップS808では、画像出力部606が、ステップS807で生成した調整確認要の表示画像を、制御装置602に出力する。   In step S <b> 807, the image generation unit 605 acquires information on the amount of deviation from the comparison / adjustment function unit 608, and newly generates an image to be displayed so that the amount of deviation falls within the allowable range. Actually, a display image shifted so as to cancel out the shift amount obtained from the comparison result is generated. In step S808, the image output unit 606 outputs the display image for confirmation of adjustment generated in step S807 to the control device 602.

以後、検査用カメラ604で表示画像を取り込み、許容値の範囲に収まるまで処理を繰り返す。ステップS809では、位置ずれが許容値の範囲内に収まったことを受けて、最終的な調整値を決定する。この場合の調整値は図7で示したように、上下のライン方向だけではなく、左右の画素単位でも調整が可能である。   Thereafter, the display image is captured by the inspection camera 604, and the process is repeated until it falls within the allowable value range. In step S809, the final adjustment value is determined in response to the positional deviation falling within the allowable value range. As shown in FIG. 7, the adjustment value in this case can be adjusted not only in the upper and lower line directions but also in the left and right pixel units.

ステップS810では、決定された調整値を制御装置602の調整値格納部610が保存する。保存した後、実際にシステムを動作させた場合の処理については別の図を用いて説明する。   In step S810, the adjustment value storage unit 610 of the control device 602 stores the determined adjustment value. The processing when the system is actually operated after saving will be described with reference to another drawing.

次に、図9を参照して制御装置602における処理を説明する。図9は、発明の第2の実施形態に対応する制御装置602の処理の一例を示すフローチャートである。当該フローチャートに対応する処理は、制御装置602の各機能ブロックが、対応する処理プログラムを実行することにより実現される。   Next, processing in the control device 602 will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart showing an example of processing of the control device 602 corresponding to the second embodiment of the invention. The processing corresponding to the flowchart is realized by each functional block of the control device 602 executing a corresponding processing program.

図9において、ステップS901では、システムの起動時に表示位置の補正を行うための調整値を、調整値格納部610から読み出す。ステップS902では、I/F112において、合成されたMR画像を、HMD601への表示画像として画像処理装置103から受信する。   In FIG. 9, in step S <b> 901, an adjustment value for correcting the display position when the system is activated is read from the adjustment value storage unit 610. In step S902, the I / F 112 receives the synthesized MR image from the image processing apparatus 103 as a display image to the HMD 601.

ステップS903では、光学歪補正部113が、入力された表示画像に対し光学歪補正を施す。ステップS904では、歪補正後の表示画像をパケット化マスク処理部114が、ライン単位で読み出す。ステップS905では、処理対象のラインがマスク処理の該当ラインであるかどうかを判定する。   In step S903, the optical distortion correction unit 113 performs optical distortion correction on the input display image. In step S904, the packetized mask processing unit 114 reads the display image after distortion correction in units of lines. In step S905, it is determined whether the processing target line is a corresponding line for mask processing.

なお、ここでは特に説明していないが、第1の実施形態で説明した光学歪補正処理やアスペクト比変換等に伴うマスク処理についても含めて処理を行う。すなわち、マスク処理を行う該当ラインの判定は、ズレ量がない前提での設定値と、調整時に決定された調整値とを合成した設定値に基づいて行う。ズレ量の調整値は実際にはライン番号の変更、付け替えとして作用し、ずらしたことによってデータが存在しなくなるラインについてマスク処理を適用する。   Although not specifically described here, the process is performed including the optical distortion correction process and the mask process associated with the aspect ratio conversion described in the first embodiment. That is, the determination of the corresponding line to be masked is performed based on a setting value obtained by combining a setting value on the assumption that there is no deviation amount and an adjustment value determined at the time of adjustment. The adjustment value of the deviation amount actually acts as a change or replacement of the line number, and the mask process is applied to the line where data does not exist due to the shift.

例えば、ズレ量の調整値が「下方に2ライン」の場合には、上部の2ラインがマスクされ、下部の2ラインは不採用となる。該2ライン分は、表示画像において表示ユニット108の表示領域から外れることとなる。マスク処理の該当ラインである場合にはステップS906へ、非該当のラインである場合にはステップS907へそれぞれ進む。   For example, when the adjustment value of the deviation amount is “two lines below”, the upper two lines are masked and the lower two lines are not adopted. The two lines are out of the display area of the display unit 108 in the display image. If it is a corresponding line of the mask process, the process proceeds to step S906, and if it is a non-relevant line, the process proceeds to step S907.

ステップS906では、パケット化マスク処理部114が、マスク処理の該当ラインであることを受けて、マスク処理を行う。マスク処理の内容については第1の実施形態と同様のため説明は省略する。ステップS907では、パケット化マスク処理部114が、水平方向の調整値が設定されているかどうかを判定する。調整が必要な場合は(ステップS907において「YES」)ステップS908へ移行する。一方、調整が不要の場合は(ステップS907において「NO」)、ステップS909へ移行する。   In step S <b> 906, the packetization mask processing unit 114 performs mask processing in response to the fact that the line is a mask processing target line. The contents of the mask process are the same as those in the first embodiment, and a description thereof is omitted. In step S907, the packetization mask processing unit 114 determines whether a horizontal adjustment value is set. If adjustment is necessary (“YES” in step S907), the process proceeds to step S908. On the other hand, when adjustment is not necessary (“NO” in step S907), the process proceeds to step S909.

ステップS908では、パケット化マスク処理部114が、水平ラインにおける表示用画素として採用する先頭画素のオフセット値を決定する。これにより、HMD601側で読み出し位置をオフセット位置によって調整することで、表示する画像の位置を調整することが可能になる。   In step S908, the packetization mask processing unit 114 determines the offset value of the first pixel to be used as the display pixel in the horizontal line. As a result, the position of the image to be displayed can be adjusted by adjusting the reading position by the offset position on the HMD 601 side.

ステップS909では、それぞれのマスクフィールドの値を反映させ、パケットを構成する。このとき、オフセット値が設定されているラインについては、該オフセット値をマスクフィールド202に含める。併せて、データフィールド207には、オフセットによりHMD601の表示ユニット108の表示領域から外れる画素のデータを含めないこととする。同期信号を別パケット構成にしていない場合は、同期信号のフラグを同じくマスクフィールド内に立てる。ステップS910では、生成されたパケットを伝送する。   In step S909, the packet is configured by reflecting the value of each mask field. At this time, for a line for which an offset value is set, the offset value is included in the mask field 202. In addition, the data field 207 does not include data of pixels that are out of the display area of the display unit 108 of the HMD 601 due to the offset. If the synchronization signal is not in a separate packet configuration, the synchronization signal flag is also set in the mask field. In step S910, the generated packet is transmitted.

以上のように、工場出荷時やユーザーによる調整時に表示位置のズレ量を把握し、表示画像伝送時に表示位置をずらすよう調整した場合でも、表示のために必要なデータのみを伝送することができる。その結果、伝送の帯域を有効活用することが可能となる。   As described above, it is possible to transmit only the data necessary for display even when the display position is misaligned at the time of shipment from the factory or at the time of adjustment by the user and the display position is shifted during transmission of the display image. . As a result, it is possible to effectively use the transmission band.

[第3の実施形態]
次に、発明を実現する第3の実施形態について説明する。上述の第1の実施形態では、画像合成を画像処理装置103で行っていた。これに対し本実施形態では、画像合成を制御装置もしくはHMD側で行い、最新の撮像画像と合成することで背景画像である実写画像の遅延を抑える点に特徴を有する。また、合成に使用する撮像画像の非伝送時の対応も含めている。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment for realizing the invention will be described. In the first embodiment described above, image composition is performed by the image processing apparatus 103. On the other hand, the present embodiment is characterized in that image synthesis is performed on the control device or HMD side, and the delay of a real image as a background image is suppressed by synthesizing with the latest captured image. In addition, the response when the captured image used for composition is not transmitted is also included.

まず、図10を参照して、発明の第3の実施形態に対応するシステム構成を説明する。図10は、本実施形態に対応するシステム構成の一例を示す機能ブロック図である。図10に示すように、本実施形態に対応するシステムは、表示装置1001、制御装置1002、画像処理装置1003とで構成される。   First, a system configuration corresponding to the third embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a functional block diagram illustrating an example of a system configuration corresponding to the present embodiment. As shown in FIG. 10, the system corresponding to this embodiment includes a display device 1001, a control device 1002, and an image processing device 1003.

表示装置1001は、表示機能も備えたビデオシースルー型のHMDを想定している。以下、表示装置1001は、HMD1001という。HMD1001は、撮像ユニット1004、三次元位置姿勢センサ1005、位置姿勢情報生成部1006,パケット化マスク処理部1007、光伝送の通信I/F1008、表示画像調整部1009、表示ユニット1010から構成される。   The display device 1001 is assumed to be a video see-through HMD having a display function. Hereinafter, the display device 1001 is referred to as an HMD 1001. The HMD 1001 includes an imaging unit 1004, a three-dimensional position / orientation sensor 1005, a position / orientation information generation unit 1006, a packetized mask processing unit 1007, an optical transmission communication I / F 1008, a display image adjustment unit 1009, and a display unit 1010.

撮像ユニット1004、光伝送の通信I/F1008、表示画像調整部1009、、表示ユニット1010の機能は、図1に示した対応するブロックと同様であるため、ここでの説明は省略する。   The functions of the imaging unit 1004, the optical transmission communication I / F 1008, the display image adjustment unit 1009, and the display unit 1010 are the same as the corresponding blocks shown in FIG.

制御装置1002は、HMD1001を制御する。制御装置1002は、HMD1001とのデータ送受信を行う光伝送の通信I/F1011、データ変換部1012、撮像画像変換部1013、I/F変換部1014、画像処理装置1003とのデータ送受信を行う通信I/F1015、1016を備える。また、画像合成部1017、光学歪補正部1018、およびパケット化マスク処理部1019を更に備える。光伝送の通信I/F1011、I/F変換部1014、通信I/F1015、1016、光学歪補正部1018、およびパケット化マスク処理部1019は、図1における対応するブロックと同様の機能を有するので説明は省略する。   The control device 1002 controls the HMD 1001. The control device 1002 performs communication I / F 1011 for optical transmission that performs data transmission / reception with the HMD 1001, communication I / F 1011 that performs data transmission / reception with the data conversion unit 1012, the captured image conversion unit 1013, the I / F conversion unit 1014, and the image processing device 1003. / F1015, 1016 are provided. Further, an image composition unit 1017, an optical distortion correction unit 1018, and a packetization mask processing unit 1019 are further provided. The optical transmission communication I / F 1011, the I / F conversion unit 1014, the communication I / Fs 1015 and 1016, the optical distortion correction unit 1018, and the packetization mask processing unit 1019 have the same functions as the corresponding blocks in FIG. Description is omitted.

画像処理装置1003は、制御装置1002を介してHMD1001から受け取った撮像画像や位置姿勢情報生成部1006における計測結果として生成される位置姿勢情報に基づきCG描画のための位置姿勢を補正し、コンテンツDBを基にCGを描画する。図1とは、画像合成機能が省かれた他は、位置姿勢補正部1021以外の機能が同じであるため、ここでの説明は省略する。   The image processing apparatus 1003 corrects the position and orientation for CG rendering based on the captured image received from the HMD 1001 via the control device 1002 and the position and orientation information generated as a measurement result in the position and orientation information generation unit 1006, and the content DB CG is drawn based on the above. Since the functions other than the position / orientation correction unit 1021 are the same as those in FIG. 1 except that the image composition function is omitted, the description thereof is omitted here.

三次元位置姿勢センサ1005は、HMD1001装着者の位置姿勢計測の補助を行うセンサであって、磁気センサやジャイロセンサ(加速度、角速度)を想定している。位置姿勢情報生成部1006は、三次元位置姿勢センサ1005出力および画像処理によって撮像画像から抽出した識別マーカーを利用して、HMD1001装着者の位置姿勢情報を生成する。   The three-dimensional position / orientation sensor 1005 is a sensor for assisting the position / orientation measurement of the wearer of the HMD 1001, and assumes a magnetic sensor or a gyro sensor (acceleration, angular velocity). The position / orientation information generation unit 1006 generates the position / orientation information of the wearer of the HMD 1001 using the output of the three-dimensional position / orientation sensor 1005 and the identification marker extracted from the captured image by image processing.

本実施形態では、計測補助用に三次元位置姿勢センサ1005を使用する構成であるが、センサの使用および実装は必須ではなく、撮像画像に含まれるマーカーの識別のみによって計測する構成でも構わない。   In the present embodiment, the three-dimensional position / orientation sensor 1005 is used for measurement assistance. However, the use and mounting of the sensor are not essential, and the measurement may be performed only by identifying the marker included in the captured image.

パケット化マスク処理部1007は、表示領域より大きなサイズの撮像画像を取得して、撮像画像取得時の位置姿勢情報に基づいて、表示のタイミングにおける位置を予測し、予測結果に基づいて切り出すサイズを決定する。また、表示に不要な領域のデータをライン単位でマスクする。これにより、CGとの合成の背景となる撮像画像の遅延を最小限に抑えることができる。   The packetization mask processing unit 1007 acquires a captured image having a size larger than the display area, predicts the position at the display timing based on the position and orientation information at the time of acquiring the captured image, and determines the size to be cut out based on the prediction result. decide. In addition, data in an area unnecessary for display is masked in units of lines. Thereby, the delay of the captured image used as the background of a synthesis | combination with CG can be suppressed to the minimum.

マスク処理によってデータの伝送を行わない場合は、マスク処理されたことを明示するフラグをパケットのヘッダ内のフラグで示し、同じく同期信号(水平同期信号)を明示するフラグを立てたパケットを伝送する。なお、第2の実施形態と同様に、水平方向のオフセット値も設定し、水平ライン上の必要なデータを選択してパケット化を行う。   When data transmission is not performed by mask processing, a flag that clearly indicates that mask processing has been performed is indicated by a flag in the header of the packet, and a packet that has a flag that clearly indicates a synchronization signal (horizontal synchronization signal) is transmitted. . As in the second embodiment, the horizontal offset value is also set, and necessary data on the horizontal line is selected to perform packetization.

データ変換部1012は、画像処理装置1003において、HMD1001で撮像した画像中から識別子を抽出して位置姿勢計測を実施するのに撮像画像が必要な場合、位置姿勢計測に必要な画像サイズにまで画像を縮小処理する。また、HMD1001側で既に算出された値を補正処理するのに撮像画像が必要な場合、補正に必要な画像サイズにまで画像を縮小処理する。   When the image processing apparatus 1003 requires the captured image to extract the identifier from the image captured by the HMD 1001 and perform the position / orientation measurement, the data conversion unit 1012 captures the image up to the image size necessary for the position / orientation measurement. Reduce processing. Further, when a captured image is necessary to correct the value already calculated on the HMD 1001 side, the image is reduced to the image size necessary for correction.

撮像画像変換部1013は、HMD1001から受信した撮像画像データを画像合成時のデータ形式に合わせて変換する。光伝送のためにシリアル化された撮像画像データをパラレルデータに変換する。   The captured image conversion unit 1013 converts the captured image data received from the HMD 1001 according to the data format at the time of image composition. The captured image data serialized for optical transmission is converted into parallel data.

画像合成部1017は、それぞれ入力された撮像画像と画像処理装置1003のCG描画部1023で生成された仮想画像を合成する。画像の合成方法にはいくつかの手法が存在するが、ここではクロマキー処理とαチャネルによる画像合成を想定している。   The image composition unit 1017 synthesizes each input captured image and the virtual image generated by the CG rendering unit 1023 of the image processing apparatus 1003. There are several methods for synthesizing images. Here, image synthesis using chroma key processing and an α channel is assumed.

位置姿勢補正部1021は、画像処理装置1003側に配置し、HMD1001側で持つ機能と同等か、またはHMD1001で生成した位置姿勢情報を画像合成時のタイミングに合わせて補正処理する機能を持たせても構わない。補正では、時系列的に把握した過去の位置姿勢情報から画像合成時の位置姿勢情報を算出する処理を行う。この処理は一般的な予測手法で構わず、良く知られた手法ではカルマンフィルタを用いたものがある。ここでは画像合成時のタイミングと合わせたが、合成画像表示時のタイミングに合わせる構成でも構わない。その場合、撮像画像に関しては、取得から表示まで若干のタイムラグが生じるが、CG画像に関しては予測が大幅にずれない限りリアルタイム性を保証しているように見せることができる。   The position / orientation correction unit 1021 is arranged on the image processing apparatus 1003 side, and has the same function as that of the HMD 1001 or a function of correcting the position / orientation information generated by the HMD 1001 in accordance with the timing of image composition. It doesn't matter. In the correction, a process of calculating position / orientation information at the time of image composition from past position / orientation information grasped in time series is performed. This process may be a general prediction method, and a well-known method uses a Kalman filter. Here, the timing is the same as the timing at the time of image synthesis. In that case, although there is a slight time lag from the acquisition to the display for the captured image, the CG image can appear to guarantee real-time characteristics as long as the prediction is not significantly shifted.

次に、図11を参照して調整前後の画像位置について説明する。図11は、発明の第3の実施形態に対応する、撮像画像から表示領域を切り出す処理を説明するための概念図である。   Next, image positions before and after adjustment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a conceptual diagram for explaining processing for cutting out a display area from a captured image, corresponding to the third embodiment of the invention.

図11において、外枠1101は撮像ユニット1004によって撮影された撮像画像の画像サイズである。内側の実線で示された矩形1102は、撮像時と画像表示時もしくは画像合成時の空間的な位置ずれがない理想的な状態における撮像画像の位置を示す。点線部で囲まれる斜線領域1103は、位置姿勢情報によって画像表示時もしくは画像合成時のタイミングに合わせて切り出しが行われる撮像画像の切り出し位置を示している。この例では、右上方に頭部が運動していることを予測している。   In FIG. 11, an outer frame 1101 is an image size of a captured image captured by the imaging unit 1004. A rectangle 1102 indicated by a solid line on the inner side indicates the position of the captured image in an ideal state where there is no spatial displacement between the time of image capturing and the time of image display or image composition. A hatched area 1103 surrounded by a dotted line portion indicates a cut-out position of a captured image that is cut out in accordance with timing at the time of image display or image synthesis based on position and orientation information. In this example, it is predicted that the head is moving in the upper right.

次に、図12を参照してHMD1001における処理を説明する。図12は、発明の第3の実施形態に対応するHMD1001の処理の一例を示すフローチャートである。当該フローチャートに対応する処理は、HMD1001の各機能ブロックが、対応する処理プログラムを実行することにより実現される。   Next, processing in the HMD 1001 will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a flowchart showing an example of processing of the HMD 1001 corresponding to the third embodiment of the invention. The processing corresponding to the flowchart is realized by each functional block of the HMD 1001 executing a corresponding processing program.

図12において、ステップS1201では、撮像ユニット1004によって撮像された撮像画像を出力する。この撮像画像は、画像合成サイズよりも大きな画像である。ステップS1202では、位置姿勢情報生成部1006が三次元位置姿勢センサ1005の出力値を取得する。位置姿勢情報生成部1006は、過去のセンサ出力値を保持しており、ステップS1203では、撮像されたタイミングのセンサ出力値と該過去のセンサ出力値から画像合成時もしくは画像表示時のタイミングの撮像位置を予測する。なお、過去のセンサ出力値は、新しいセンサ出力値により更新される。   In FIG. 12, in step S1201, the captured image captured by the imaging unit 1004 is output. This captured image is an image larger than the image synthesis size. In step S <b> 1202, the position / orientation information generation unit 1006 acquires the output value of the three-dimensional position / orientation sensor 1005. The position / orientation information generation unit 1006 holds a past sensor output value. In step S1203, the sensor output value at the timing of imaging and the imaging at the time of image synthesis or image display based on the past sensor output value. Predict location. The past sensor output value is updated with a new sensor output value.

ステップS1204では、パケット化マスク処理部1007が、画像合成時もしくは画像表示時の予測された撮像位置に基づき、撮像画像の切り出し位置を設定する。ステップS1205では、処理対象ラインがマスク処理を行うラインであるかどうかを設定値に照らし合わせて判定する。もし、マスク処理に該当するライン番号である場合には(ステップS1205において「YES」)、ステップS1206へ移行する。マスク処理に該当しない場合には(ステップS1205において「NO」)、ステップS1207へ移行する。   In step S1204, the packetization mask processing unit 1007 sets the cutout position of the captured image based on the predicted imaging position at the time of image synthesis or image display. In step S1205, it is determined based on the set value whether the processing target line is a line to be masked. If the line number corresponds to the mask process (“YES” in step S1205), the process proceeds to step S1206. If it does not correspond to the mask process (“NO” in step S1205), the process proceeds to step S1207.

ステップS1206では、パケット化マスク処理部1007が、マスク処理に該当するラインである場合に、パケットヘッダのマスクフィールド202のマスクビット(フラグ)をONする。その際、データは非伝送のためデータは付加しない構成となる。ステップS1207では、パケット化マスク処理部1007が、マスク処理を行わない通常の処理を行うラインであることを受けて、マスクフィールド202のマスクビット(フラグ)をOFFする。   In step S1206, the packetization mask processing unit 1007 turns ON the mask bit (flag) in the mask field 202 of the packet header when the line corresponds to the mask processing. At this time, since the data is not transmitted, no data is added. In step S1207, the packetization mask processing unit 1007 turns off the mask bit (flag) of the mask field 202 in response to the line performing normal processing without performing mask processing.

ステップS1208では、パケット化マスク処理部1007が、マスクフィールド202の値に基づいて、伝送パケットを構成する。同期信号を別パケット構成にしていない場合は、同期信号のフラグを同じくマスクフィールド内に立てる。ステップS1209では、生成されたパケットを伝送する。   In step S1208, the packetization mask processing unit 1007 configures a transmission packet based on the value of the mask field 202. If the synchronization signal is not in a separate packet configuration, the synchronization signal flag is also set in the mask field. In step S1209, the generated packet is transmitted.

以上説明してきたように、表示画像のみならず撮像画像の伝送時にもデータの非伝送を明示することで、帯域を有効活用することが可能となる。またこうした構成をとることで、撮像から表示までの遅延時間が体感的には短く感じられる複合現実感システムを提供することができる。   As described above, it is possible to effectively use the band by clearly indicating that data is not transmitted when transmitting a captured image as well as a display image. Further, by adopting such a configuration, it is possible to provide a mixed reality system in which the delay time from imaging to display can be felt in terms of experience.

以上のように、本発明によれば表示系と撮像系の画像データのシリアル化および水平、垂直同期信号のパケット化とデータの非伝送を明示するフラグを用意し、受け側で画像の再構成を行う。これにより、解像度変換や受信側でのマスク処理を行うことなくトータルのデータ伝送量を削減し、帯域を有効に活用することができる。伝送の帯域が有線系に比べて限られる無線通信時には、更に効果がある。   As described above, according to the present invention, the flag for clearly indicating the serialization of the image data of the display system and the imaging system and the packetization of the horizontal and vertical synchronization signals and the non-transmission of the data is prepared, and the image is reconstructed on the receiving side. I do. As a result, the total data transmission amount can be reduced and the band can be used effectively without performing resolution conversion or mask processing on the receiving side. This is more effective during wireless communication where the transmission band is limited compared to the wired system.

また、調整工程にこの制御システムを組み入れることによって、工場組立時の調整の精度を落とすことができ、調整にかかる時間、コストを削減する効果もある。また、ユーザーサイドで調整を可能にするため、本来であればメカ的な調整が必要な表示画像のズレに対しても一定の補正の効果を挙げることができる。   In addition, by incorporating this control system in the adjustment process, the accuracy of adjustment at the time of factory assembly can be reduced, and the time and cost for adjustment can be reduced. In addition, since adjustment is possible on the user side, a certain correction effect can be obtained even with respect to a shift of a display image that normally requires mechanical adjustment.

[その他の実施形態]
なお、本発明は、複数の機器(例えばホストコンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリンタなど)から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置(例えば、複写機、ファクシミリ装置など)に適用してもよい。
[Other Embodiments]
Note that the present invention can be applied to a system (for example, a copier, a facsimile machine, etc.) consisting of a single device even when applied to a system composed of a plurality of devices (for example, a host computer, interface device, reader, printer, etc.). You may apply.

また、本発明の目的は、前述した機能を実現するコンピュータプログラムのコードを記録した記憶媒体を、システムに供給し、そのシステムがコンピュータプログラムのコードを読み出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたコンピュータプログラムのコード自体が前述した実施形態の機能を実現し、そのコンピュータプログラムのコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成する。また、そのプログラムのコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した機能が実現される場合も含まれる。   The object of the present invention can also be achieved by supplying, to a system, a storage medium that records the code of a computer program that realizes the functions described above, and the system reads and executes the code of the computer program. In this case, the computer program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the computer program code constitutes the present invention. In addition, the operating system (OS) running on the computer performs part or all of the actual processing based on the code instruction of the program, and the above-described functions are realized by the processing. .

さらに、以下の形態で実現しても構わない。すなわち、記憶媒体から読み出されたコンピュータプログラムコードを、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込む。そして、そのコンピュータプログラムのコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行って、前述した機能が実現される場合も含まれる。   Furthermore, you may implement | achieve with the following forms. That is, the computer program code read from the storage medium is written into a memory provided in a function expansion card inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer. Then, based on the instruction of the code of the computer program, the above-described functions are realized by the CPU or the like provided in the function expansion card or function expansion unit performing part or all of the actual processing.

本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するコンピュータプログラムのコードが格納されることになる。   When the present invention is applied to the above storage medium, the computer program code corresponding to the flowchart described above is stored in the storage medium.

発明の第1の実施形態に対応する画像形成システムの一構成例を示す機能ブロック図である。1 is a functional block diagram illustrating a configuration example of an image forming system corresponding to a first embodiment of the invention. 発明の第1の実施形態に対応する伝送パケットのフィールドコンポーネントの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the field component of the transmission packet corresponding to the 1st Embodiment of invention. 発明の第1の実施形態に対応する、伝送前後の表示画像の関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship of the display image before and behind transmission corresponding to the 1st Embodiment of invention. 発明の第1の実施形態に対応するHMD101と制御装置102との間のデータフローの一例を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows an example of the data flow between HMD101 and the control apparatus 102 corresponding to the 1st Embodiment of invention. 発明の第1の実施形態に対応する制御装置102の処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process of the control apparatus 102 corresponding to the 1st Embodiment of invention. 発明の第1の実施形態に対応する、HMD101の処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of a process of HMD101 corresponding to the 1st Embodiment of invention. 発明の第2の実施形態に対応するシステム構成の一例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows an example of the system configuration corresponding to the 2nd Embodiment of invention. 発明の第2の実施形態に対応する、調整前後の画像位置の関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship of the image position before and behind adjustment corresponding to the 2nd Embodiment of invention. 発明の第2の実施形態に対応する処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process corresponding to the 2nd Embodiment of invention. 発明の第2の実施形態に対応する制御装置602の処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of a process of the control apparatus 602 corresponding to the 2nd Embodiment of invention. 発明の第3の実施形態に対応するシステム構成の一例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows an example of the system configuration corresponding to the 3rd Embodiment of invention. 発明の第3の実施形態に対応する、撮像画像から表示領域を切り出す処理を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the process which extracts the display area from the captured image corresponding to the 3rd Embodiment of invention. 発明の第3の実施形態に対応するHMD1001の処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of a process of HMD1001 corresponding to the 3rd Embodiment of invention. 従来例におけるビデオシースルー型複合現実システムの機能ブロック図。The functional block diagram of the video see-through mixed reality system in a prior art example. 従来例における光学歪みを補正するための逆補正をかけた画像の模式図。The schematic diagram of the image which performed the reverse correction for correct | amending the optical distortion in a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

101・・・ HMD(Head Mounted Dislay)
102・・・ 制御装置
103・・・ 画像処理装置
104・・・ 撮像ユニット
105・・・ パケット化処理部
106・・・ 光伝送I/F(HMD装置)
107・・・ 表示画像調整部
108・・・ 表示ユニット
109・・・ 光伝送I/F(制御装置)
110・・・ I/F変換部
111・・・ 通信I/F部(撮像画像伝送用)
112・・・ 通信I/F部(表示画像伝送用)
113・・・ 光学歪み補正処理部
114・・・ パケット化マスク処理部
115・・・ 通信I/F部(撮像画像伝送用)
116・・・ 位置姿勢情報生成部
117・・・ コンテンツDB
118・・・ CG描画部
119・・・ 画像合成部
120・・・ 通信I/F部(表示画像伝送用)
101 ... HMD (Head Mounted Display)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 ... Control apparatus 103 ... Image processing apparatus 104 ... Imaging unit 105 ... Packetization process part 106 ... Optical transmission I / F (HMD apparatus)
107 ... Display image adjustment unit 108 ... Display unit 109 ... Optical transmission I / F (control device)
110: I / F conversion unit 111: Communication I / F unit (for captured image transmission)
112 ... Communication I / F part (for display image transmission)
113 ... Optical distortion correction processing unit 114 ... Packetization mask processing unit 115 ... Communication I / F unit (for captured image transmission)
116: Position / attitude information generation unit 117 ... Content DB
118 ... CG rendering unit 119 ... Image composition unit 120 ... Communication I / F unit (for display image transmission)

Claims (13)

外部の表示装置に表示するための表示画像データの伝送を制御する制御装置であって、 伝送対象の表示画像データをライン単位に伝送パケットで伝送する場合に、前記表示画像データの伝送されるべきラインと伝送されなくてもよいラインとを、予め定められた設定値に基づいて判定する判定手段と、
前記表示画像データのライン単位の伝送パケットを生成するパケット生成手段であって、前記判定手段において伝送されなくてもよいと判定された前記表示画像データのラインについて、少なくとも該表示画像データの伝送を行わない旨を示すフラグと該ラインの同期信号とをヘッダ内に含み、前記表示画像データを除いた前記伝送パケットを生成するパケット生成手段と、
前記パケット生成手段により生成された前記伝送パケットを外部の表示装置へ送信する送信手段と
を備えることを特徴とする制御装置。
A control device that controls transmission of display image data for display on an external display device, and when the display image data to be transmitted is transmitted in transmission packets in line units, the display image data should be transmitted Determination means for determining a line and a line that may not be transmitted based on a predetermined set value;
Packet generation means for generating a transmission packet for each line of the display image data, wherein at least the display image data is transmitted for the line of the display image data determined not to be transmitted by the determination means. A packet generation means for generating a transmission packet including a flag indicating that the display is not performed and a synchronization signal of the line in the header and excluding the display image data;
A control device comprising: transmission means for transmitting the transmission packet generated by the packet generation means to an external display device.
前記設定値は、前記外部の表示装置の表示領域において前記表示画像データが表示されない範囲、及び、前記表示画像データにおいて前記表示領域から外れる範囲の少なくともいずれかを規定することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。   The set value defines at least one of a range in which the display image data is not displayed in a display area of the external display device and a range outside the display area in the display image data. The control apparatus according to 1. 前記表示領域において前記表示画像データが表示されない範囲は、前記外部の表示装置の光学歪みをキャンセルするための補正処理の結果、または、前記表示画像データと前記表示領域との表示サイズの相違、に基づいて決定されることを特徴とする請求項2に記載の制御装置。   The range in which the display image data is not displayed in the display area is a result of correction processing for canceling optical distortion of the external display device, or a difference in display size between the display image data and the display area. The control device according to claim 2, wherein the control device is determined based on the determination. 前記表示画像データにおいて前記表示領域から外れる範囲は、前記外部の表示装置における表示のズレ量に基づいて決定されることを特徴とする請求項2または3に記載の制御装置。   The control device according to claim 2 or 3, wherein a range outside the display area in the display image data is determined based on a display shift amount in the external display device. 前記パケット生成手段は、前記判定手段において伝送されるべきと判定された前記表示画像データのラインについて、
前記ズレ量に基づく水平方向のオフセット値が存在する場合に、前記オフセット値と前記ラインの同期信号とをヘッダ内に含み、前記オフセット値に対応する表示画像データを含む伝送パケットを生成することを特徴とする請求項4に記載の制御装置。
The packet generation means, for the line of the display image data determined to be transmitted by the determination means,
When there is a horizontal offset value based on the shift amount, generating a transmission packet including the offset value and the synchronization signal of the line in a header and including display image data corresponding to the offset value. The control device according to claim 4, wherein
表示装置であって、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の制御装置の前記送信手段から、前記伝送パケットを受信する受信手段と、
受信した前記伝送パケットに含まれる表示画像データを表示する表示手段と
を備え、
前記表示手段は、受信した前記伝送パケットに表示画像データの伝送を行わない旨を示すフラグが含まれる場合に、該伝送パケットに対応する表示領域においてNullデータを表示することを特徴とする表示装置。
A display device,
Receiving means for receiving the transmission packet from the transmitting means of the control device according to any one of claims 1 to 5,
Display means for displaying display image data included in the received transmission packet,
The display means displays Null data in a display area corresponding to the transmission packet when the received transmission packet includes a flag indicating that transmission of display image data is not performed. .
現実空間を撮像して撮像画像データを生成する撮像手段と、
前記表示装置の位置姿勢を計測する位置姿勢センサと、
前記位置姿勢センサにおける計測結果に基づいて、前記表示装置の位置姿勢を予測する予測手段と、
前記予測手段の予測結果に基づいて、前記撮像画像データの切り出し位置を決定する決定手段と、
前記撮像画像データをライン単位に伝送パケットで伝送する場合に、前記撮像画像データにおいて、伝送されるべきラインと伝送されなくてもよいラインとを、前記切り出し位置に基づいて判定し、伝送されなくてもよいと判定された前記撮像画像データのラインにつき、少なくとも該撮像画像データの伝送を行わない旨を示すフラグと該ラインの同期信号とをヘッダ内に含み、前記撮像画像データを除いた伝送パケットを生成するパケット生成手段と、
前記伝送パケットを、前記制御装置へ送信する送信手段と
を更に備えることを特徴とする請求項6に記載の表示装置。
Imaging means for imaging real space and generating captured image data;
A position and orientation sensor for measuring the position and orientation of the display device;
Prediction means for predicting the position and orientation of the display device based on the measurement result of the position and orientation sensor;
A determination unit that determines a cut-out position of the captured image data based on a prediction result of the prediction unit;
When transmitting the captured image data in a transmission packet in units of lines, in the captured image data, a line to be transmitted and a line that may not be transmitted are determined based on the cut-out position, and are not transmitted. For the line of the captured image data determined to be acceptable, the header includes at least a flag indicating that transmission of the captured image data is not performed and a synchronization signal of the line, and excludes the captured image data. Packet generation means for generating a packet;
The display device according to claim 6, further comprising transmission means for transmitting the transmission packet to the control device.
請求項に記載の制御装置と、請求項6又は7に記載の表示装置であって、前記受信手段が請求項1に記載の制御装置の前記送信手段から前記伝送パケットを受信する表示装置とを含み、前記表示装置に、現実空間画像と仮想画像とを合成した前記表示画像データを表示させる複合現実システム。 A control apparatus according to claim 1, a display device according to claim 6 or 7, and a display device in which the receiving means receives the transmission packet from the transmission means of the control device according to claim 1 A mixed reality system that displays the display image data obtained by synthesizing a real space image and a virtual image on the display device. 外部の表示装置に表示するための表示画像データの伝送を制御する制御装置の制御方法であって、
前記制御装置の判定手段が、伝送対象の表示画像データをライン単位に伝送パケットで伝送する場合に、前記表示画像データの伝送されるべきラインと伝送されなくてもよいラインとを、予め定められた設定値に基づいて判定する判定行程と、
前記制御装置のパケット生成手段が、前記判定工程において伝送されなくてもよいと判定された前記表示画像データのラインについて、少なくとも該表示画像データの伝送を行わない旨を示すフラグと該ラインの同期信号とをヘッダ内に含み、前記表示画像データを除いた前記伝送パケットを生成するパケット生成工程と、
前記制御装置の送信手段が、前記パケット生成工程により生成された前記伝送パケットを外部の表示装置へ送信する送信工程と
を備えることを特徴とする制御装置の制御方法。
A control method of a control device for controlling transmission of display image data for display on an external display device,
When the determination unit of the control device transmits the display image data to be transmitted in a transmission packet for each line, a line to which the display image data is to be transmitted and a line that may not be transmitted are determined in advance. A determination process for determining based on the set value,
A synchronization between the line indicating that the display image data is not transmitted at least for the line of the display image data determined by the packet generation means of the control device to be not transmitted in the determination step and the line A packet generation step of generating the transmission packet including a signal and the display image data excluding the display image data;
A control method for a control device, comprising: a transmission step for transmitting the transmission packet generated by the packet generation step to an external display device.
表示装置の制御方法であって、
前記表示装置の受信手段が、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の制御装置の前記送信手段から、前記伝送パケットを受信する受信工程と、
前記表示装置の表示手段が、受信した前記伝送パケットに含まれる表示画像データを表示手段に表示する表示工程と
を備え、
前記表示工程では、受信した前記伝送パケットに該表示画像データの伝送を行わない旨を示すフラグが含まれる場合に、該伝送パケットに対応する表示領域においてNullデータを表示することを特徴とする表示装置の制御方法。
A display device control method comprising:
A reception step of receiving the transmission packet from the transmission unit of the control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the reception unit of the display device;
The display unit of the display device includes a display step of displaying the display image data included in the received transmission packet on the display unit;
In the display step, when the received transmission packet includes a flag indicating that the display image data is not transmitted, null data is displayed in a display area corresponding to the transmission packet. Control method of the device.
前記表示装置は、
現実空間を撮像して撮像画像データを生成する撮像手段と、
表示装置の位置姿勢を計測する位置姿勢センサとを備え、
前記制御方法は、
前記表示装置の予測手段が、前記位置姿勢センサにおける計測結果に基づいて、前記表示装置の位置姿勢を予測する予測工程と、
前記表示装置の決定手段が、前記予測工程における予測結果に基づいて、前記撮像画像データの切り出し位置を決定する決定工程と
前記表示装置のパケット生成手段が、前記撮像画像データをライン単位に伝送パケットで伝送する場合に、前記撮像画像データにおいて、伝送されるべきラインと伝送されなくてもよいラインとを、前記切り出し位置に基づいて判定し、伝送されなくてもよいと判定された前記撮像画像データのラインにつき、少なくとも該撮像画像データの伝送を行わない旨を示すフラグと該ラインの同期信号とをヘッダ内に含み、前記撮像画像データを除いた伝送パケットを生成するパケット生成工程と、
前記表示装置の送信手段が、前記伝送パケットを、前記制御装置へ送信する送信工程と
を更に備えることを特徴とする請求項10に記載の表示装置の制御方法。
The display device
Imaging means for imaging real space and generating captured image data;
A position and orientation sensor for measuring the position and orientation of the display device,
The control method is:
A predicting step in which the prediction unit of the display device predicts the position and orientation of the display device based on a measurement result in the position and orientation sensor;
A determination step in which the determination unit of the display device determines a cut-out position of the captured image data based on a prediction result in the prediction step; and a packet generation unit of the display device transmits the captured image data in line units. In the captured image data, the captured image that is determined not to be transmitted is determined based on the cut-out position in the captured image data. A packet generation step for generating a transmission packet excluding the captured image data, including a flag indicating that transmission of the captured image data is not performed and a synchronization signal of the line in the header for each data line;
The display device control method according to claim 10, further comprising: a transmission step of transmitting the transmission packet to the control device.
コンピュータを、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の制御装置として機能させるための、コンピュータプログラム。   The computer program for functioning a computer as a control apparatus of any one of Claims 1 thru | or 5. コンピュータを、請求項6または7に記載の表示装置として機能させるための、コンピュータプログラム。   A computer program for causing a computer to function as the display device according to claim 6.
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