JP2005117285A - 情報入力装置、通信端末及び通信方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 偏光フィルタを組み込むことにより画像処理による情報入力装置の実現を可能にし、カメラパラメータと撮影環境パラメータの伝送、及び鏡面変換による画像処理を用いることにより、情報共有画面と通信相手の映像を一致するように表示し、ディスプレイサイズの異なる端末同士でも通信可能な、電子ボード機能とテレビ会議機能を併せ持つ臨場感の高い通信を実現する。
【選択図】 図1
Description
また一方で、遠隔地の人と会議を行うためのシステムとしてテレビ会議システムが開発されている。こうしたテレビ会議システムでは、参加者を撮影するカメラの向いている方向やズーム値等の情報をやり取りすることにより、遠隔地からカメラの操作を行う機能を持っているが、カメラとディスプレイの位置関係やディスプレイのサイズ等、撮影環境に関する情報は伝送されていないため、通信相手の映像を実物大で表示するように調整することができず、臨場感に乏しいという問題点があった。また、前述の電子ボードシステムのような機能は持っていないため、遠隔地の人と情報共有をしながら会議をしたり、通信相手の指し示す画面上の位置を把握し、正確に表示したりすることは難しかった。
また、撮影した映像上に描画を行う機能を持つものとしては、ユーザを撮影するカメラと画像を表示するディスプレイとペンタイプのタブレット型入力装置を備えたシール印刷装置がある(例えば特許文献1参照)。
またこれまでは、電子ボードシステムとテレビ会議システムはそれぞれ独立して存在しており、これらを融合した臨場感の高いシステムは存在しなかった。例えば、上記非特許文献に記載の技術は、ディスプレイサイズが固定であることを前提にしているため、撮影環境に関する情報は伝送されておらず、異なるサイズの端末とは通信できない。また、電子ボードシステムのように画面上に描画する機能は持っていない。又、上記シール印刷装置では、自分の姿を映しながら、その上にペン等で描画することが可能であるが、通信端末ではないため、通信相手の画像を伝送し、実物と同じサイズになるように調整して表示する機能は持っていない。
画像を表示するディスプレイ装置と、画面上の位置を指し示すポインタと、ポインタの位置を認識するカメラ装置とを有し、該カメラ装置と該ディスプレイ装置がそれぞれ異なる偏光を通過させる偏光フィルタを有する情報入力装置を用いる。
また、ユーザを撮影する撮影装置と、画像を表示する画像表示装置と、画面上の位置を指し示し、指示位置を入力するための情報入力装置と、通信を行うためのネットワーク装置と、画像の変換と情報画面及び撮影画像の重畳とを行う画像処理装置と、音声の入出力を行う音声入出力装置と、これらの装置を制御・管理するコントローラとを有し、該画像処理装置は通信相手から伝送された撮影環境パラメータを利用して、拡大縮小、射影、クリッピング等の処理によって実物のサイズと同じように見えるように撮影映像を変換し、情報画面と重畳してディスプレイ装置に表示する通信端末を用いる。
また、テレビ会議システムにおける通信方式として、参加者を撮影したカメラの映像情報と、コンピュータ画面や数値等のデータ情報と、カメラの向きやズーム等のカメラパラメータと、カメラとディスプレイの位置関係、ディスプレイのサイズ、解像度、被写体との距離等を示した撮影環境パラメータを伝送する通信方法を用いる。
図1に本発明による情報入力装置の一実施例を示し、その特徴について述べる。
まずディスプレイ装置(101)は、さまざまな画像情報を表示する装置であり、ディスプレイ画面(102)に情報を表示する。ディスプレイ画面(102)には偏光フィルタが貼られているか、ディスプレイ装置の構造上内部にこれと同等の機能を有する。例えば液晶ディスプレイは、構造上内部に偏光フィルタが組み込まれているため、この場合ディスプレイ上に新たに偏光フィルタを貼る必要はない。偏光フィルタは一般に用いられるものでよく、一定の偏光を持つ光のみを通過させ、その他の偏光を持つ光を遮断する性質を持つ。偏光フィルタには、一定の回転方向の偏光のみを通過させる円偏光フィルタと、一定の偏光面を持つ偏光のみを通過させる直線偏光フィルタがあるが、どちらを用いてもよい。尚、通常ディスプレイ画面に表示される光にはあらゆる方向の偏光が含まれているため、偏光フィルタを通しても人間の目には通常と同じように見えるため通常の視認に関しては何ら問題がない。
ポインタ(104)はユーザ(105)の操作する位置がカメラによって認識可能なものであればよく、例えば棒の先に色のついたボールをつけたものでよい。また、レーザポインタのように、指示するための棒の部分がないものを用いれば視認の障害とならない。
本発明の情報入力装置は主に、ディスプレイ装置(101)、カメラ装置(103)、ポインタ(104)から構成される。
ディスプレイ装置(101)は、偏光フィルタ1(201)、画面表示部(202)、本体側通信部(203)、情報処理部(204)、インタフェース(205)からなる。偏光フィルタ1(201)は、前述のように画面表示部(202)から発せられる光のうち一定の偏光のみを通過させるためのフィルタである。画面表示部(202)はディスプレイ画面であり、情報や映像を表示する装置である。本体側通信部(203)はカメラ装置(103)から伝送されてくる映像情報を受信するための装置である。情報処理部(204)はカメラ装置(103)から伝送された映像情報から、画像処理によってポインタ(104)の指し示すディスプレイ画面上の位置を認識し、算出する装置である。インタフェース(205)は外部に接続されたPC等の機器と情報のやり取りを行う装置であり、上記情報処理部(204)の算出した位置情報を外部機器に伝送する役割を持つ。
カメラ装置(103)は、偏光フィルタ2(206)、撮像部(207)、カメラ側通信部(208)からなる。偏光フィルタ2(206)は、上記偏光フィルタ1(201)とは異なる偏光を通過させるフィルタである。撮像部(207)は、ディスプレイ画面とポインタを撮影するための装置である。カメラ側通信部(208)は、上記本体側通信部(203)と通信し、撮像部(207)の撮影した画像情報をディスプレイ装置(101)に伝送するための装置である。図2では情報処理部(204)、及びインタフェース(205)はディスプレイ装置(101)の内部に備えているが、これはカメラ装置(103)の内部に備えてもよい。
カメラ装置(103)はディスプレイ装置(101)上のディスプレイ画面と、ユーザの操作するポインタ(104)を撮影する。この時、偏光フィルタ1(201)と偏光フィルタ2(206)の効果により、画面表示部(202)の表示するディスプレイ画面は撮像部(207)の撮影した画像上では黒く映り、ポインタ(104)だけがはっきり区別されて映る。この画像をカメラ装置(103)はカメラ側通信部(208)と本体側通信部(203)の無線または有線の通信によりディスプレイ装置(101)側に伝送する。伝送された画像情報は、情報処理部(204)によって画像処理され、ポインタ(104)の指し示すディスプレイ画面上の相対位置が算出される。算出された位置情報をインタフェース(205)が、外部に接続されたPC等に伝送する。以上のような手続きにより、ユーザの指し示した位置が機器に入力され、情報入力が完了する。このように本願を用いれば、偏光フィルムをディスプレイと撮像装置の両方に備えるという簡易な構成によって、ポインタの位置を認識可能とすることができる。
本発明の通信端末は、利用図(312)に示すように、遠隔地に離れたユーザ同士が同じホワイトボードを利用しているかのように電子ボードシステムに描かれる情報を共有し、さらに通信相手の映像を鏡面変換、および位置調整して表示することにより、相手の描く画面上の軌跡と相手の映像上の動きを正確に一致させながら、臨場感の高いテレビ会議システムを実現するものである。通信端末の一実施例として、上記情報入力装置を用いた場合を説明する。ユーザ(301)がポインタ(303)を用いて描画する位置を指し示し、情報入力装置の一部であるカメラ装置(302)によってポインタ(303)の位置が追跡され、情報が入力される。ディスプレイ装置は情報入力装置と画像表示装置が一体となった構成になっており、偏光フィルタ(304)とディスプレイ画面(305)を備える。ディスプレイ画面(305)は半透明のハーフミラーになっており、撮影装置であるユーザ撮影用カメラ(307)によってユーザの動作が撮影される。またディスプレイに映像を表示するための装置として、プロジェクタ(307)が用いられる。さらに、スピーカ(308)とマイク(309)を備えれば音声の入出力を行う装置ことができる。通信端末内部にこれら情報入力装置、画像表示装置、撮影装置、音声入出力装置、およびネットワーク装置を管理するコントローラ(308)があり、ネットワーク(309)を通じて他の端末との通信を行う。
本発明の通信端末は少なくとも、情報入力装置(401)、画像表示装置(402)、撮影装置(403)、画像処理装置(404)、音声入出力装置(405)、コントローラ(406)、ネットワーク装置(407)から構成される。
情報入力装置(401)は、前述の様々な方式によりユーザの指し示す位置を取得し、描画やPCの操作を行う装置である。これは既存の方式である超音波方式、赤外線方式、抵抗膜方式、静電容量方式等の装置を用いてもよいし、本発明に示す情報入力装置を用いてもよい。画像表示装置(402)は共有する電子ボードの画像情報や、通信相手の映像を表示するためのディスプレイ装置である。これはプラズマディスプレイ、液晶ディスプレイや背面プロジェクタ等を用いればよい。撮影装置(403)はユーザを撮影するためのカメラ装置である。これらの情報入力装置(401)、画像表示装置(402)、撮影装置(403)はそれぞれ組み合わさった装置を用いてもよい。例えば、本発明に示す情報入力装置は、ポインタの軌跡を撮影するためのカメラとディスプレイ画面から構成されるため、情報入力装置(401)と画像表示装置(402)が一体となった装置となっている。また、撮影装置(403)としては通常のカメラを用いてもよいし、ディスプレイと一体となった平面型のカメラを用いてもよい。これはディスプレイ内に微小なレンズが多数埋め込まれることにより、全体が一枚の画像となるように撮影されるものである。
音声入出力装置(405)は、ユーザの音声をマイクによって集め、通信相手の音声をスピーカによって再生する装置である。
コントローラ(406)は、通信端末の全ての装置を管理するための装置である。
ネットワーク装置(407)は、上記の撮影されたユーザの画像情報や、共有情報画面、音声情報、画像調整のためのカメラパラメータおよび撮影環境パラメータ、その他ネットワーク調整、コントロールのための情報等を通信端末間でやり取りするための装置である。
上記のような方法により、通信相手の描画した共有画面の軌跡と、撮影された通信相手の画像が、正確に重なるように表示し、高い臨場感を保ちながら通信を行う方法を実現できる。
Claims (6)
- 画像を表示するディスプレイ装置と、画面上の位置を指し示すポインタと、ポインタの位置を認識するカメラ装置とを有し、該カメラ装置と該ディスプレイ装置がそれぞれ異なる偏光を通過させる偏光フィルタを有することを特徴とする情報入力装置。
- 上記ディスプレイ装置は、直線偏光の偏光フィルタを有することを特徴とする、請求項1記載の情報入力装置。
- 上記カメラ装置はポインタの色、形状を認識して位置を識別することを特徴とする、請求項1記載の情報入力装置。
- ユーザを撮影する撮影装置と、画像を表示する画像表示装置と、画面上の位置を指し示し、指示位置を入力するための情報入力装置と、通信を行うためのネットワーク装置と、画像の変換と情報画面及び撮影画像の重畳とを行う画像処理装置と、音声の入出力を行う音声入出力装置と、これらの装置を制御・管理するコントローラとを有し、該画像処理装置は通信相手から伝送された撮影環境パラメータを利用して、拡大縮小、射影、クリッピング等の処理によって実物のサイズと同じように見えるように撮影映像を変換し、情報画面と重畳して画像表示装置に表示することを特徴とする通信端末。
- 上記画像処理装置は、通信相手から伝送される撮影画像を鏡面変換し、通信相手の指し示した位置とユーザの画面位置とが一致するように調整することを特徴とする請求項4記載の通信端末。
- テレビ会議システムにおける通信方法であって、
参加者を撮影したカメラの映像情報と、コンピュータ画面や数値等のデータ情報と、カメラの向きやズーム等のカメラパラメータと、カメラとディスプレイの位置関係、ディスプレイのサイズ、解像度、被写体との距離等を示した撮影環境パラメータを伝送することを特徴とする通信方法。
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