JP2005295406A - Imaging device, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置に関し、特に、物体の位置案内をおこなうことができる携帯可能な撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus, and more particularly, to a portable imaging apparatus capable of performing position guidance of an object.
従来より、例えば、工場の生産ラインなどで、部品の取付状態などをカメラで撮像し、予め登録されている基準位置とのズレを画像認識によって特定することで、部品の取付位置を自動補正する技術が知られている（例えば、特許文献１）。 Conventionally, for example, on a production line in a factory, the mounting state of a component is imaged with a camera, and a deviation from a reference position registered in advance is specified by image recognition, so that the mounting position of the component is automatically corrected. A technique is known (for example, Patent Document 1).
このような手法で用いられるカメラは、特定の場所に固定されたものであり、また、認識対象物や基準位置なども予め決められたものであるため、特定の場所での特定用途にしか利用することができなかった。すなわち、任意の場所で任意の物体を対象とすることができなかった。 The camera used in such a method is fixed at a specific location, and the object to be recognized, the reference position, etc. are also determined in advance, so it can only be used for a specific application at a specific location. I couldn't. That is, an arbitrary object cannot be targeted at an arbitrary place.
一方で、高画質でコンパクトなデジタルカメラが普及しつつあり、デジタル方式による撮影が手軽にできるようになってきている。このようなデジタルカメラでは、デジタル方式で撮像・記録することができるので、上記従来技術における画像認識の手法を適用することができ、デジタルカメラを上記のような位置認識の用途に利用することが考えられる。 On the other hand, high-quality and compact digital cameras are becoming popular, and it is now possible to easily perform digital photography. Since such a digital camera can capture and record in a digital manner, the image recognition method in the prior art can be applied, and the digital camera can be used for the position recognition as described above. Conceivable.
このようなデジタルカメラを位置認識に利用することができれば、種々の物体の位置認識をいつでもどこでも実施することができる。すなわち、これまで複数人が協力して行わなければならなかった物体の位置調整などを、１人もしくは少人数でおこなうことができる。しかしながら、上記従来技術にかかる手法では、カメラが固定されていることが前提となっているので、基準位置自体がずれることが考慮されていなかった。したがって、撮影条件が撮影毎に異なる携帯型のデジタルカメラに従来の手法をそのまま適用しても、実用的な位置認識を実現することはできなかった。
本発明は上記実状に鑑みてなされたもので、物体の位置認識の用途に利用できる撮像装置およびプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an imaging apparatus and a program that can be used for the object position recognition.
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る撮像装置は、
入射光をデジタルデータに変換して画像データを取得する携帯可能な撮像装置において、
一の画像データに示される対象物を認識する対象物認識手段と、
前記対象物の位置を規定するための基準を示す基準情報を取得する基準情報取得手段と、
前記対象物認識手段が認識した対象物の特徴を検出する特徴検出手段と、
前記特徴検出手段が検出した特徴を示す特徴情報を記録する特徴記録手段と、
他の画像データに示される前記対象物を認識して特徴を検出し、前記特徴記録手段が記録した特徴情報に基づいて、検出した特徴と、前記基準との誤差を検出する誤差検出手段と、
前記誤差検出手段が検出した誤差に基づいて、前記対象物の位置を調整するための案内情報を出力する案内手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to the first aspect of the present invention provides:
In a portable imaging device that obtains image data by converting incident light into digital data,
Object recognition means for recognizing an object shown in one image data;
Reference information acquisition means for acquiring reference information indicating a reference for defining the position of the object;
Feature detection means for detecting features of the object recognized by the object recognition means;
Feature recording means for recording feature information indicating the features detected by the feature detection means;
An error detecting means for detecting the feature by recognizing the object shown in other image data, and detecting an error between the detected feature and the reference based on the feature information recorded by the feature recording means;
Guidance means for outputting guidance information for adjusting the position of the object based on the error detected by the error detection means;
It is characterized by providing.
上記撮像装置において、
前記基準情報取得手段は、前記一の画像データと前記他の画像データに示される基準物体を認識する基準物体認識手段をさらに備えていることが望ましく、この場合、
前記誤差検出手段は、検出した特徴と、前記基準物体認識手段が認識した基準との誤差を検出することが望ましい。
In the imaging apparatus,
Preferably, the reference information acquisition means further includes reference object recognition means for recognizing a reference object indicated in the one image data and the other image data.
Preferably, the error detection means detects an error between the detected feature and the reference recognized by the reference object recognition means.
上記撮像装置において、
前記基準情報取得手段は、
重力方向を検出する重力方向検出手段をさらに備えていることが望ましく、この場合、
前記重力方向検出手段が検出した重力方向に基づく所定の方向を前記基準情報として取得することが望ましい。
In the imaging apparatus,
The reference information acquisition means includes
It is desirable to further include gravity direction detection means for detecting the direction of gravity, in this case,
It is desirable to acquire a predetermined direction based on the gravity direction detected by the gravity direction detection means as the reference information.
上記撮像装置において、
前記特徴検出手段、および、前記誤差検出手段は、前記対象物の特徴と前記基準との相対角度を特徴として検出することが望ましい。
In the imaging apparatus,
The feature detection unit and the error detection unit may detect a relative angle between the feature of the object and the reference as a feature.
上記撮像装置において、
前記特徴検出手段、および、前記誤差検出手段は、前記対象物の特徴と前記基準との相対位置を特徴として検出することができ、
この場合、
前記画像データを構成するピクセルによって、前記相対位置を検出するものとすることができる。
In the imaging apparatus,
The feature detection means and the error detection means can detect the relative position between the feature of the object and the reference as a feature,
in this case,
The relative position may be detected by a pixel constituting the image data.
上記撮像装置において、
前記対象物認識手段は、前記対象物を示す色情報に基づいて、前記一の画像データに示される当該対象物を認識することができ、この場合、
前記誤差検出手段は、前記色情報に基づいて、前記他の画像データに示される当該対象物を認識することが望ましい。
In the imaging apparatus,
The object recognition means can recognize the object shown in the one image data based on color information indicating the object, in this case,
It is desirable that the error detection unit recognizes the target object indicated in the other image data based on the color information.
上記撮像装置は、
ユーザからの指示を入力する入力手段をさらに備えていてもよく、この場合、
前記特徴記録手段は、前記入力手段からの入力情報を特徴情報として記録することができる。
The imaging apparatus is
An input means for inputting an instruction from the user may be further provided. In this case,
The feature recording means can record input information from the input means as feature information.
上記撮像装置において、
前記案内手段は、案内情報を音声出力することが望ましい。
In the imaging apparatus,
The guide means preferably outputs the guide information by voice.
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点にかかるプログラムは、
撮像装置を制御するコンピュータに、
一の撮像画像に示される対象物を認識するステップと、
前記対象物の位置を調整する際の基準を設定するステップと、
前記一の撮像画像に示される前記対象物と前記基準の特徴を検出し、特徴情報として記録するステップと、
他の撮像画像に示される前記対象物を認識するステップと、
前記他の撮像画像における前記対象物と前記基準の特徴を検出するステップと、
前記他の撮像画像から検出された特徴と、前記特徴情報とに基づいて、前記対象物の位置を認識するステップと、
認識した前記対象物の位置に応じて、ユーザの位置調整動作を支援するための案内情報を出力するステップと、
を実行させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a program according to the second aspect of the present invention is:
In the computer that controls the imaging device,
Recognizing an object shown in one captured image;
Setting a reference for adjusting the position of the object;
Detecting the object and the feature of the reference shown in the one captured image, and recording it as feature information;
Recognizing the object shown in another captured image;
Detecting the object and the reference feature in the other captured image;
Recognizing the position of the object based on the feature detected from the other captured image and the feature information;
Outputting guidance information for supporting the user's position adjustment operation according to the recognized position of the object;
Is executed.
本発明によれば、撮像装置が取得した撮像画像から対象物を認識して特徴を検出し、検出した特徴と所定の基準との誤差に基づいて、対象物を所定の位置に調整するための案内情報を出力するので、物体の位置合わせなどを１人あるいは少人数でおこなうことができる。 According to the present invention, a feature is detected by recognizing an object from a captured image acquired by an imaging device, and the object is adjusted to a predetermined position based on an error between the detected feature and a predetermined reference. Since the guidance information is output, the positioning of the object can be performed by one person or a small number of people.
（実施形態１）
本発明にかかる実施形態を、以下図面を参照して説明する。本実施形態では、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）などの撮像素子を用いて撮像する撮像装置に本発明を適用することよって、物体の位置を認識して位置調整支援をおこなう。本実施形態では、撮像装置として、携帯可能なデジタルカメラを用いることとする。また、「物体の位置認識」は、対象となる物体を撮像した画像を用いて、その物体の空間内での位置を撮像画像上で認識することをいい、「位置調整支援」は、認識結果に基づいて、ユーザによる物体の位置調整を支援することをいう。そして、このような動作を、例えば、「物体を所定の位置に正確に配置する」や「物体を移動させた後に、元の位置に正確に戻す」などといった場面に適用する。
(Embodiment 1)
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, the present invention is applied to an image pickup apparatus that picks up an image using an image pickup device such as a CCD (Charge Coupled Device), thereby recognizing the position of an object and providing position adjustment support. In this embodiment, a portable digital camera is used as the imaging device. “Object position recognition” refers to recognizing the position of the object in the space on the captured image using an image of the target object, and “position adjustment support” is the recognition result. Based on the above, it means that the user supports the position adjustment of the object. Such an operation is applied to scenes such as “place the object accurately at a predetermined position” or “return the object to the original position accurately after moving”.
本実施形態に係る撮像装置（デジタルカメラ）の構成を図１、図２を参照して説明する。図１は本実施形態にかかる撮像装置１００のシステム構成（内部構成）を示すブロック図であり、図２は撮像装置１００の外観例を示す図（図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は背面図）である。図示するように、本実施形態にかかる撮像装置１００は、制御部１１０と、撮像部１２０と、入力部１３０、出力部１４０と、画像記録部１５０と、記憶部１６０と、センサ部１７０と、を備える。
A configuration of an imaging apparatus (digital camera) according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration (internal configuration) of the
制御部１１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）などから構成され、撮像装置１００の各部を制御する。ここで、制御部１１０は、記憶部１６０に格納された動作プログラムを実行することで後述する各処理が実現される。なお、制御部１１０は、動作時に必要なデータや動作プログラムなどを展開（ロード）するための記憶領域を備えているものとする。この記憶領域（以下「ワークエリア」とする）は、例えば、レジスタやキャッシュメモリ、および、ＲＡＭ（Random Access Memory）などから構成される。
The
撮像部１２０は、制御部１１０の制御によって撮像動作をおこなうものであり、本実施形態では、図１に示すように、レンズユニット１２１、測距・測光部１２２、撮像素子１２３、などを備える。
The
レンズユニット１２１は、レンズ群や絞り羽根などから構成される光学的部材や、これを駆動する駆動部などから構成される。駆動部は、制御部１１０の制御により光学的部材を駆動するものであり、例えば、設定された絞りとなるよう絞り羽根を駆動する。また、レンズユニット１２１がＡＦ（Auto Focus：オートフォーカス）機能を備えている場合には、撮影対象に合焦するよう光学的部材を駆動し、ズーム機能を備えている場合には、ユーザのズーム操作に応じて光学的部材を駆動する。
The
測距・測光部１２２は、例えば、赤外線照射部、受光部、距離センサ、光センサなどから構成され、撮像装置１００から撮影対象（被写体）までの距離や光量などを測定する。
The distance measurement /
撮像素子１２３は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）などから構成され、レンズユニット１２１を介して入光した可視光（入射光）を光電変換により電荷に変換して蓄積する。ここで撮像素子１２３は、所定のＡＤ変換回路などを備えるものとし、蓄積された電荷量に基づいてデジタルデータに変換する。すなわち、変換されたデジタルデータは、入射光から得られる「画像データ」を構成することとなる。
The
入力部１３０は、ユーザによって操作される部材から構成され、ユーザからの指示を受け付ける。入力部１３０は、操作に応じた所定の信号を制御部１１０に送出することで、ユーザの指示を制御部１１０に入力する。本実施形態では、入力部１３０は、少なくとも、シャッタボタン１３１と操作入力部１３２とを備える。
The
シャッタボタン１３１は、ユーザによる押下に応じて上下方向に可動するボタンなどから構成され、ユーザに押下されることによって、撮影開始などを指示する信号（以下、「シャッタ信号」とする）を制御部１１０に送出する。
The
操作入力部１３２は、例えば、所定の操作ボタンやダイヤル、カーソルキー、などから構成され、ユーザの操作により、種々の設定を変更する指示などが入力される。本実施形態においては、撮影モードをはじめとする各種動作モードの変更・設定に用いられる他、位置認識の対象となる物体の特定や基準の設定などに用いられる。また、本実施形態では、動作モードとして「位置認識モード」や「位置合わせモード」などが用意されるものとし、操作入力部１３２が操作されることによって、ユーザが所望する動作モードに設定される。
The
出力部１４０は、ユーザに対して通知される種々の情報を出力するものであり、本実施形態では、画像を出力する表示部１４１と、音声を出力する報音部１４２と、を備える。
The
表示部１４１は、例えば、液晶表示装置などから構成され、画像情報を表示出力する。本実施形態では、撮像素子１２３によって得られた画像や画像記録部１５０に記録された画像を表示する他、設定変更をおこなうためのメニュー画面、および、設定状態やユーザに対する案内情報などが表示される。なお、表示部１４１がタッチパネルなどから構成される場合には、操作入力部１３２と同等の入力装置として機能させることができる。本実施形態にかかる表示部１４１は、このようなタッチパネル式の表示装置から構成されるものとする。
The
報音部１４２は、例えば、スピーカなどから構成され、所定の音声情報を出力する。ここでは、撮像装置１００による撮影時の各種動作（例えば、合焦、シャッタ押下など）に応じた音声（アラーム音など）が出力される他、本実施形態では、物体の位置調整時の案内音声（案内情報）などが出力される。
The
画像記録部１５０は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、もしくは、フラッシュメモリなどの記憶装置を備えるメモリカードなどから構成され、撮像素子１２３のＡＤ変換回路によって変換されたデジタルデータを記録することで、撮像部１２０の撮像動作によって得られた画像データを記録する。
The
記憶部１６０は、例えば、ＲＯＭやフラッシュメモリなどの記憶装置から構成され、制御部１１０が実行するプログラムや、各処理に必要なデータ（以下、「処理データ」とする）などを記憶する。ここでは、撮像準備動作および撮像動作のための各種制御を実行するプログラム（以下、「撮像プログラム」とする）の他、本実施形態では、物体の位置調整するユーザを案内するためのプログラムが格納される。より詳細には、以下のようなプログラムが格納される。
（Ｐ１）「対象認識プログラム」：撮像画像から対象となっている物体を認識するためのプログラム
（Ｐ２）「特徴検出プログラム」：認識された物体の特徴を検出するためのプログラム
（Ｐ３）「誤差検出プログラム」：検出された特徴同士の誤差を検出するためのプログラム
（Ｐ４）「案内情報出力プログラム」：検出された誤差に基づいて、ユーザに対する案内情報を出力するためのプログラム
The storage unit 160 includes, for example, a storage device such as a ROM or a flash memory, and stores a program executed by the
(P1) “Target recognition program”: A program for recognizing a target object from a captured image (P2) “Feature detection program”: A program for detecting a feature of a recognized object (P3) “Error” "Detection program": Program for detecting errors between detected features (P4) "Guidance information output program": Program for outputting guidance information for the user based on the detected errors
このようなプログラムを制御部１１０が実行することで、制御部１１０は以下のような機能を実現する。
（Ｆ１）「対象認識機能」：対象とする物体を撮像画像中から認識する機能
（Ｆ２）「特徴検出機能」：対象物体の特徴を検出する機能
（Ｆ３）「位置認識機能」：対象物体の特徴に基づいて、対象物体の位置や角度を認識する機能
（Ｆ４）「基準認識機能」：位置合わせの基準を認識する機能
（Ｆ５）「誤差検出機能」：対象物体と基準との相対関係を認識し、誤差を検出する機能
（Ｆ６）「案内機能」：検出した誤差に基づいて、ユーザの位置調整動作を支援するための案内情報を出力してユーザを案内する機能
When the
(F1) “Target recognition function”: a function for recognizing a target object from a captured image (F2) “feature detection function”: a function for detecting a feature of the target object (F3) “position recognition function”: a target object Function for recognizing position and angle of target object based on feature (F4) “reference recognition function”: function for recognizing alignment reference (F5) “error detection function”: relative relationship between target object and reference Function for recognizing and detecting error (F6) "Guidance function": Function for guiding the user by outputting guidance information for assisting the user's position adjustment operation based on the detected error
なお、本実施形態では、制御部１１０がプログラムを実行することによるソフトウェア処理で上記各機能を実現するが、例えば、これらの各機能をそれぞれ専門的に処理する回路等（いわゆる「ＡＳＩＣ」（Application Specific Integrated Circuit））を撮像装置１００に構成することにより、ハードウェア処理によって上記各機能が実現されてもよい。
In the present embodiment, each function is realized by software processing by the
また、記憶部１６０には、「処理データ」として、例えば、撮影時の露光量に対する絞り値やシャッタスピードの組み合わせなどといった撮影時に必要となる諸設定を示す情報（以下、「撮影パラメータ」という）などが記憶される他、本実施形態では、撮像画像から抽出される画像や、抽出された画像から検出される特徴を示す特徴情報などが格納される。 Further, in the storage unit 160, information indicating various settings necessary for shooting such as a combination of an aperture value and a shutter speed with respect to the exposure amount at the time of shooting (hereinafter referred to as “shooting parameters”) as “processing data”. In this embodiment, the image extracted from the captured image, the feature information indicating the feature detected from the extracted image, and the like are stored.
なお、上記の各構成は、本発明の実施に必要な要部であり、撮像装置１００には、これらの他に、デジタルカメラとして必要な構成や機能、および、その他の付加的な構成や機能が、必要に応じて備えられているものとする。
Note that each of the above-described configurations is a main part necessary for carrying out the present invention, and in addition to these, the
次に、上記のように構成された撮像装置１００の動作を図面を参照して以下説明する。後述する各処理は、記憶部１６０に格納されている動作プログラムを制御部１１０が実行することで実現される。
Next, the operation of the
本発明の実施形態１にかかる「位置調整支援処理」を図３に示すフローチャートを参照して説明する。ここでは、例えば、壁面などの垂直面に設置する物体（例えば、絵画など。以下、「対象物ＴＧ」とする）を、垂直面上にまっすぐ設置（配置）する場合（図４）を例に以下説明する。ここで、対象物ＴＧの形状は矩形であるものとし、当該矩形形状の上下の辺部が水平に、あるいは、左右の辺部が垂直となるように設置するものとする。 The “position adjustment support process” according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Here, for example, a case where an object (for example, a painting or the like, hereinafter referred to as “object TG”) installed on a vertical surface such as a wall surface is installed (arranged) straight on the vertical surface (FIG. 4) is taken as an example. This will be described below. Here, it is assumed that the shape of the object TG is a rectangle, and that the rectangle is installed such that the upper and lower sides are horizontal or the left and right sides are vertical.
「位置調整支援処理（１）」においては、対象物ＴＧを配置する際の基準を設定するための「基準設定処理（１）」（ステップＳ１１００）、対象物ＴＧを認識するための「対象物認識処理（１）」（ステップＳ１２００）、対象物ＴＧが所望された位置や角度で設置できるようユーザに案内情報を出力する「案内情報出力処理（１）」（ステップＳ１３００）、が撮像装置１００において順次実行される。各処理の詳細を以下説明する。 In the “position adjustment support process (1)”, the “reference setting process (1)” (step S1100) for setting a reference for placing the object TG, and the “object for recognizing the object TG” “Recognition process (1)” (step S1200) and “guidance information output process (1)” (step S1300) for outputting guidance information to the user so that the object TG can be installed at a desired position and angle. Are executed sequentially. Details of each process will be described below.
まず、実施形態１にかかる「基準設定処理（１）」を図５に示すフローチャートを参照して説明する。この「基準設定処理（１）」は、撮影モードとして「位置認識モード」が選択されたことを契機に開始される。 First, the “reference setting process (1)” according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This “reference setting process (1)” is started when “position recognition mode” is selected as the photographing mode.
制御部１１０は、まず、角度に関する基準を設定するための、図６（ａ）に示すような「角度設定画面」を表示部１４１に表示する（ステップＳ１１０１）。ここでは、対象物ＴＧを設置する際の角度を所定の基準との相対角度で設定する。「角度設定画面」においては、基準を選択するためのメニューが表示される。図示するように「角度設定画面」には、例えば、「水平方向」、「垂直方向」、「ファインダ」、「基準指定」、「角度指定なし」、などの項目が選択可能に表示される。
First, the
項目「水平方向」は、対象物ＴＧの一部を水平方向と平行にして設置する場合に選択される。項目「垂直方向」は、対象物ＴＧの一部を垂直方向と平行にして設置する場合に選択される。項目「ファインダ」は、撮像装置１００のファインダ、すなわち、表示部１４１における表示画面上での上下方向および左右方向を基準とする場合に選択される。項目「基準指定」は、任意の基準物体との相対角度を指定する場合に選択される。「角度指定なし」は、対象物ＴＧの設置角度を指定しない場合に選択される。
The item “horizontal direction” is selected when a part of the object TG is installed parallel to the horizontal direction. The item “vertical direction” is selected when a part of the object TG is installed parallel to the vertical direction. The item “finder” is selected when the finder of the
ユーザは、対象物ＴＧの設置位置や形状などに応じて、所望する角度基準を選択する。すなわち、ユーザが操作入力部１３２もしくは表示部１４１を操作することによって所望する項目を選択すると、当該選択項目を示す情報（以下、「基準角度情報」とする）が制御部１１０に入力される（ステップＳ１１０２）。入力された基準角度情報は、ワークエリアに保持される。なお、本実施形態では、矩形の対象物ＴＧを壁面上にまっすぐ（水平）に設置する場合を想定しているので、項目「水平方向」が選択されたものとして以下説明する。
The user selects a desired angle reference according to the installation position and shape of the object TG. That is, when a user selects a desired item by operating the
基準角度が設定されると、制御部１１０は、位置に関する基準を設定するための、図６（ｂ）に示すような「位置設定画面」を表示部１４１に表示する（ステップＳ１１０３）。ここでは、対象物ＴＧを設置する際の位置を所定の基準との相対位置で設定する。「位置設定画面」においては、基準を選択するためのメニューが表示される。図示するように「位置設定画面」には、例えば、「ファインダ」、「基準指定」、「指定なし」、などの項目が選択可能に表示される。
When the reference angle is set, the
項目「ファインダ」は、表示部１４１における表示画面上での相対位置を基準とする場合に選択される。項目「基準指定」は、任意の基準物体との相対位置を指定する場合に選択される。「位置指定なし」は、対象物ＴＧの設置位置を指定しない場合に選択される。
The item “finder” is selected when the relative position on the display screen in the
ユーザは、対象物ＴＧの設置位置や形状などに応じて、所望する位置基準を選択する。すなわち、ユーザが操作入力部１３２もしくは表示部１４１を操作することによって所望する項目を選択すると、当該選択項目を示す情報（以下、「基準位置情報」とする）が制御部１１０に入力される（ステップＳ１１０４）。入力された基準位置情報は、ワークエリアあるいは記憶部１６０に保持される。なお、本実施形態では、対象物ＴＧを壁面上に設置する場合を想定しているので、位置を指定する必要はない。したがって、項目「位置指定なし」が選択されたものとして以下説明する。
The user selects a desired position reference according to the installation position and shape of the object TG. That is, when the user selects a desired item by operating the
基準角度および基準位置が設定されると、制御部１１０は表示部１４１あるいは報音部１４２を制御し、ユーザに対象物ＴＧの撮影開始を促すメッセージを出力して（ステップＳ１１０５）、処理を終了する。
When the reference angle and the reference position are set, the
制御部１１０は「基準設定処理（１）」に引き続いて「対象物認識処理（１）」を実行する（ステップＳ１２００）。すなわち、「基準設定処理（１）」の終了を契機に「対象物認識処理（１）」が実行される。「対象物認識処理（１）」の詳細を、図７に示すフローチャートを参照して説明する。
The
「対象物認識処理（１）」が実行された状態では、撮像素子１２３がレンズユニット１２１を介して入光する入射光を受光し、受光した素子の電荷に応じた画像が表示部１４１に表示される（ステップＳ１２０１）。
In a state where “object recognition processing (1)” is executed, the
ユーザは、表示部１４１に表示されている画像をもとに、対象物ＴＧの全体が撮像範囲内に収まるよう、撮像装置１００の位置調整やズーム操作などをおこなう。対象物ＴＧの全体が収まると、ユーザはシャッタボタン１３１を押下して撮像を指示する。すなわち、シャッタボタン１３１からシャッタ信号が制御部１１０に入力される。これに応じて、制御部１１０は、シャッタ押下時の条件で撮像動作を実行する（ステップＳ１２０２）。制御部１１０は、撮像された画像（以下、「撮像画像Ｐ１」とする）を画像記録部１５０に保存するとともに、撮像画像Ｐ１に示されている対象物ＴＧの範囲をユーザに選択させるための「対象選択画面」を表示部１４１に表示する（ステップＳ１２０３）。
Based on the image displayed on the
すなわち、図８（ａ）に示すように、撮像画像Ｐ１とともに、範囲選択をおこなうための選択手段ＰＴ（例えば、ポインタやカーソルなど）を表示部１４１に表示する。ユーザは、操作入力部１３２のカーソルキーなどを操作し、表示部１４１に表示されている撮像画像Ｐ１中の対象物ＴＧを選択する。この場合の選択動作は、例えば、一般的な画像処理における選択動作と同様のものとすることができる。すなわち、例えば、ポインタをドラッグさせることで所定の形状（矩形や円形など）で範囲指定したり、複数の点を指定することで直線や多角形を指定したり、フリーハンドで指定した選択範囲内の一定の色や輝度の集合部分を自動的に選択するなどによって、撮像画像Ｐ１中で対象物ＴＧを示す部分が選択される（ステップＳ１２０４）。
That is, as shown in FIG. 8A, a selection means PT (for example, a pointer or a cursor) for performing range selection is displayed on the
対象物ＴＧが選択されると、制御部１１０は、選択範囲を示す画像を抽出し、対象物ＴＧのみを示す対象物画像ＴＰ１としてワークエリアあるいは記憶部１６０に格納する（ステップＳ１２０５）。すなわち、撮像画像Ｐ１中に示される対象物ＴＧが認識される。
When the target object TG is selected, the
制御部１１０は、取得した対象物画像ＴＰ１の特徴を検出し、検出した特徴を示す特徴情報を、当該対象物画像ＴＰ１と対応付けて記憶部１６０に格納する（ステップＳ１２０６）。ここでは、対象物画像ＴＰ１の位置座標および色情報や輝度情報、および、サイズなどといった対象物画像ＴＰ１を特定する特徴の他、対象物画像ＴＰ１に示される対象物ＴＧの輪郭や角部などといった対象物ＴＧの形状的な特徴を画像認識により検出する。ここでは、検出した輪郭を構成する部分（以下、「形状要素」とする）を分割して認識する。ここでは、輪郭を構成する複数の線分などを角度の変化などに基づいて認識する。すなわち、図４に示すような矩形形状の対象物ＴＧを撮像した対象物画像ＴＰ１においては、矩形の有する４つの辺部（ＳＧ１〜ＳＧ４）のそれぞれが形状要素として認識される（図８（ｂ））。
The
認識された各形状要素の特徴も検出され、当該対象物画像ＴＰ１の特徴情報として記録される。ここでは、例えば、各形状要素の位置座標やサイズ、所定の基準との相対角度など、が求められて記録される。ここで「所定の基準」とは、例えば、取得された画像上での上下左右方向や、センサ部１７０が検出する重力方向（すなわち垂直方向）および重力方向に直交する水平方向などである。
The feature of each recognized shape element is also detected and recorded as feature information of the object image TP1. Here, for example, the position coordinates and size of each shape element, the relative angle with a predetermined reference, and the like are obtained and recorded. Here, the “predetermined reference” is, for example, the up / down / left / right direction on the acquired image, the gravity direction (that is, the vertical direction) detected by the
また、対象物画像ＴＰ１を撮像した際の撮影パラメータも特徴情報として記録されるものとする。ここでは、例えば、測距・測光部１２２により検出された撮像装置１００と対象物ＴＧまでの距離や撮像時のレンズユニット１２１の焦点距離などといった、特に撮像時の画角を特定できる撮影パラメータが記録される。
In addition, shooting parameters when the object image TP1 is captured are also recorded as feature information. Here, for example, there are shooting parameters that can specify the angle of view at the time of imaging, such as the distance between the
制御部１１０は、ステップＳ１１０４で指定された基準と、ステップＳ１２０６で検出された対象物画像ＴＰ１の特徴との相対関係を認識し、認識した相対関係に基づいて、いずれの形状要素を指定された基準に合わせるべきかを推測する（ステップＳ１２０７）。本実施形態では、対象物ＴＧが矩形形状をしており、ステップＳ１１０４で指定された基準が「水平方向」であるため、制御部１１０は、ステップＳ１２０６で認識した形状要素（ＳＧ１〜ＳＧ４）のそれぞれについての特徴情報に基づいて、いずれの形状要素を水平方向にすべきかを推測する。より詳細には、各形状要素ＳＧ１〜ＳＧ４と画像上での左右方向もしくは水平方向との相対角度に基づいて、いずれの形状要素を水平方向とすべきかを推測する。本実施形態の例では、形状要素ＳＧ２とＳＧ４が、対象物ＴＧの上辺と下辺に対応するので、制御部１１０は、形状要素ＳＧ２とＳＧ４を水平方向にすべきであると推測する。すなわち、制御部１１０は、対象物画像ＴＰ１の特徴と、所定の基準との相対関係を認識して、基準に合わせるべき部分を推測する。
The
基準に合わせるべき形状要素を推測できると（ステップＳ１２０８：Ｙｅｓ）、図８（ｃ）に示すように、推測内容とともに当該内容をユーザに確認するメッセージを表示部１４１に表示してユーザに確認する。ユーザは、表示された内容でよい場合は、画面上の「ＯＫ」を選択することで、推測内容を了承した旨を入力する。この場合（ステップＳ１２０９：Ｙｅｓ）、制御部１１０は、ステップＳ１２０７での推測内容、すなわち、基準に合わせるべきとされた形状要素がいずれであるかが特定され、特定された形状要素を示す情報（以下、「特定要素情報」とする）を、記憶部１６０に格納されている当該対象物画像ＴＰ１の特徴情報に追加して（ステップＳ１２１０）、処理を終了する。
When the shape element to be matched with the reference can be estimated (step S1208: Yes), as shown in FIG. 8C, a message confirming the content with the user is displayed on the
一方、対象物の形状が不規則であるなどにより基準に合わせるべき形状要素が推測できない場合（ステップＳ１２０８：Ｎｏ）や、ユーザが推測内容を了承しない場合（ステップＳ１２０９：Ｎｏ）、制御部１１０は、当該対象物ＴＧのいずれの部分を基準に合わせるかをユーザに指定させるための「基準位置指定画面」を表示部１４１に表示する（ステップＳ１２１１）。ここでは、対象物画像ＴＰ１上に各形状要素が選択可能に表示されるとともに、「対象選択画面」と同様の選択手段ＰＴが表示される。ユーザは、操作入力部１３２などによって選択手段ＰＴを操作し、表示されている対象物画像ＴＰ１上で、基準に合わせる形状要素を指定する。
On the other hand, when the shape element to be matched with the reference cannot be estimated because the shape of the object is irregular (step S1208: No), or when the user does not accept the estimated content (step S1209: No), the
ユーザによって基準に合わせる形状要素が指定されると、制御部１１０は、当該形状要素が基準に合わせられるべき形状要素であると特定し、当該形状要素を示す特定要素情報を、記憶部１６０に格納されている当該対象物画像ＴＰ１の特徴情報に追加して（ステップＳ１２１０）、処理を終了する。
When a shape element that matches the reference is specified by the user, the
制御部１１０は、引き続き「案内情報出力処理（１）」を実行する（ステップＳ１３００）。すなわち、「対象物認識処理（１）」の終了を契機に「案内情報出力処理（１）」が開始される。「案内情報出力処理（１）」が開始された状態では、対象物ＴＧを所望する位置に設定する場所が撮像されるよう撮像装置１００が配置され、この状態でのレンズユニット１２１への入射光に基づく画像（以下、「撮像画像Ｐ２」とする）が随時取得される。すなわち「対象物認識処理（１）」での撮像画像Ｐ１とは異なる撮像画像が取得されることとなる。「案内情報出力処理（１）」の詳細を図９に示すフローチャートを参照して説明する。
The
制御部１１０は、記憶部１６０に格納されている対象物画像ＴＰ１とこれに対応付けられた特徴情報に基づいて、撮像画像Ｐ２内に対象物ＴＧが示されているか否かを判別する。すなわち、撮像画像Ｐ２内に対象物ＴＧを示す画像（以下、「対象物画像ＴＰ２」とする）が認識できるか否かを判別する（ステップＳ１３０１）。ここでは、特徴情報に示される対象物画像ＴＰ１の色情報に基づき、撮像画像Ｐ２内に同様の色情報を有する領域が存在するか否かによって、対象物画像ＴＰ２を認識する。
The
撮像画像Ｐ２中に対象物画像ＴＰ２が認識されない場合（ステップＳ１３０１：Ｎｏ）、制御部１１０は報音部１４２から、例えば、対象物ＴＧが撮像範囲内にない旨の警告メッセージを示す音声情報を出力し（ステップＳ１３０２）、ユーザに通知する。
When the target image TP2 is not recognized in the captured image P2 (step S1301: No), the
一方、撮像画像Ｐ２中に対象物画像ＴＰ２が認識された場合（ステップＳ１３０１：Ｙｅｓ）、制御部１１０は、認識した対象物画像ＴＰ２について、ステップＳ１２０６と同様の処理により、当該対象物画像ＴＰ２の特徴を検出する（ステップＳ１３０３）。すなわち、対象物画像ＴＰ２を特定するための特徴および形状要素を検出する。
On the other hand, when the target image TP2 is recognized in the captured image P2 (step S1301: Yes), the
制御部１１０は、対象物画像ＴＰ２についての特徴を検出すると、記憶部１６０に格納した対象物画像ＴＰ１についての特徴情報と指定された基準に基づき、現在の対象物画像ＴＰ２の特徴と指定された基準とを随時比較して、その誤差を検出する（ステップＳ１３０４）。より詳細には、制御部１１０は、まず、対象物画像ＴＰ２について形状要素を検出し、基準に合わせるべき形状要素がいずれであるかを特定する。すなわち、対象物画像ＴＰ１の特徴情報である特定要素情報に示される形状要素の特徴と同一もしくは類似する形状要素を対象物画像ＴＰ２から特定する。そして、特定された形状要素と基準との誤差を検出する。
When the
本実施形態では、対象物画像ＴＰ１における形状要素ＳＧ２とＳＧ４（図８（ｂ）参照）を基準に合わせるべき形状要素としているので、形状要素ＳＧ２、ＳＧ４と同一もしくは類似する形状要素を対象物画像中ＴＰ２から検出し、これらと基準との相対角度を求める。本実施形態では基準を「水平方向」としているので、検出した形状要素と水平方向との相対角度を求める。すなわち、検出された特徴と基準との相対関係を認識する。ここで、基準となる水平方向を示す情報は、制御部１１０が、センサ部１７０が検出する重力方向に直交する方向を演算して求める。
In the present embodiment, the shape elements SG2 and SG4 (see FIG. 8B) in the object image TP1 are the shape elements to be matched with the reference, and therefore the shape elements that are the same as or similar to the shape elements SG2 and SG4 are used as the object image. Detect from middle TP2, and obtain the relative angle between these and the reference. In this embodiment, since the reference is “horizontal direction”, the relative angle between the detected shape element and the horizontal direction is obtained. That is, the relative relationship between the detected feature and the reference is recognized. Here, the information indicating the reference horizontal direction is obtained by the
制御部１１０は、このようにして求めた誤差、すなわち、形状要素と基準との相対角度の大きさが所定の許容範囲内であるか否かを判別する（ステップＳ１３０５）。ここで「所定の許容範囲」とは、形状要素と基準との角度について、所望する角度と実際の角度とのズレの許容範囲をいい、例えば、ユーザの要求する精度や撮像装置１００の性能などに基づいて任意に設定される。
The
誤差が許容範囲内にない場合（ステップＳ１３０５：Ｎｏ）、制御部１１０は、誤差が許容範囲内に収まるよう、所定の案内情報を報音部１４２から音声出力する（ステップＳ１３０６）。ここでは、ユーザがどのように対象物ＴＧを動かせば誤差が少なくなるかを示す情報が案内情報として出力される。本例のように水平方向を基準としている場合、基準に合わせるべき形状要素と水平方向との相対角度に基づいて、対象物ＴＧをいずれの方向にどの程度動かせばよいかを示すメッセージ（例えば、「もう少し左に傾けてください」など）を音声出力する。
If the error is not within the allowable range (step S1305: No), the
このような案内情報を出力すると、制御部１１０は、誤差が許容範囲内に収まるまで、対象物画像ＰＴ２と基準との誤差を検出する（ステップＳ１３０４、Ｓ１３０５：Ｎｏ）。
When such guidance information is output, the
一方、対象物画像ＰＴ２と基準との誤差が許容範囲内となった場合（ステップＳ１３０５：Ｙｅｓ）、制御部１１０は、対象物ＴＧが所定の位置となった旨を示す案内情報を報音部１４２から音声出力して（ステップＳ１３０７）、処理を終了する。
On the other hand, when the error between the target object image PT2 and the reference is within the allowable range (step S1305: Yes), the
上記各処理によって、対象物ＴＧが指定した方向となるよう正確に設置することができる。この場合、撮像装置１００が、取得した撮像画像に基づいて対象を認識し、ユーザが対象を指定した基準に合わせられるよう、音声によって案内情報をユーザに通知するので、対象物ＴＧの位置合わせをユーザ１人で実施することができる。
Through the above processes, the object TG can be accurately placed in the designated direction. In this case, the
上記実施形態１では「水平方向」を基準とした場合を例示したが、他の基準が指定された場合も同様の処理によってユーザを案内することができる。すなわち、指定された基準が「垂直方向」である場合には、センサ部１７０が検出した重力方向を基準として対象物画像ＰＴ２との誤差を求めて、案内情報を出力する。また、指定された基準が「ファインダ」である場合には、取得される画像上での上下方向あるいは左右方向を基準として対象物画像ＰＴ２との誤差を求めればよい。基準「ファインダ」は、例えば、撮像装置１００がセンサ部１７０を有していない場合や三脚などで撮像装置１００を固定できる場合に有効となる。
In the first embodiment, the case where the “horizontal direction” is used as a reference is illustrated, but the user can be guided by the same process even when another reference is specified. That is, when the designated reference is “vertical direction”, an error from the object image PT2 is obtained with reference to the gravity direction detected by the
上記実施形態１では、基準となる方向を固定的な方向としたが、これに限られず、例えば、時間経過にしたがって規則的に変化する方向を基準としてもよい。 In the first embodiment, the reference direction is a fixed direction. However, the direction is not limited to this, and for example, a direction that regularly changes over time may be used as a reference.
（実施形態２）
上記実施形態１では、角度のみに基づいて対象物ＴＧの位置合わせをユーザに案内したが、対象物ＴＧと他の基準となる物体（以下、「基準物体ＲＦ」とする）とを画像認識することで、対象物ＴＧと基準物体ＲＦとの相対的な位置関係を検出し、例えば、対象物ＴＧを現在の場所から移動した後に、同じ場所に正確に戻せるようユーザを案内することができる。この場合を実施形態２として以下説明する。なお、撮像装置１００の構成および用語の定義等は実施形態１と同様である。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the user is guided to align the target TG based only on the angle. However, the target TG and another reference object (hereinafter referred to as “reference object RF”) are image-recognized. Thus, the relative positional relationship between the object TG and the reference object RF can be detected, and for example, after moving the object TG from the current location, the user can be guided so that the user can accurately return to the same location. This case will be described below as a second embodiment. Note that the configuration of the
本実施形態では、実施形態１と同様に、矩形形状の対象物ＴＧを壁面に設置する場合を例示するが、図１０に示すように、対象物ＴＧの前方に他の物体が基準物体ＲＦとして存在することが実施形態１とは異なる。基準物体ＲＦは任意の物体であり、本来的に存在している種々の物体を基準物体ＲＦとすることができる。なお、基準物体ＲＦとなり得る物体が本来的に存在しない場合には、撮像装置１００を用いた位置認識時に、例えば、適当な物体を基準物体ＲＦとして一時的に設置するものとする。本実施形態では、理解を容易にするため、基準物体ＲＦが、矩形形状から構成された箱状の物体であるものとして、以下説明する。
In the present embodiment, as in the first embodiment, a case where a rectangular target TG is installed on a wall surface is illustrated. However, as illustrated in FIG. 10, another object is used as a reference object RF in front of the target TG. It is different from the first embodiment. The reference object RF is an arbitrary object, and various originally existing objects can be used as the reference object RF. Note that when there is essentially no object that can serve as the reference object RF, for example, an appropriate object is temporarily set as the reference object RF during position recognition using the
本実施形態においても、実施形態１と同様に、対象物ＴＧを配置する際の基準を設定するための「基準設定処理（２）」（ステップＳ２１００）、対象物ＴＧを認識するための「対象物認識処理（２）」（ステップＳ２２００）、対象物ＴＧが所望された位置や角度で設置できるようユーザに案内情報を出力する「案内情報出力処理（２）」（ステップＳ２３００）、により実現される「位置調整支援処理」が撮像装置１００によって実行される（図１１）。 Also in the present embodiment, as in the first embodiment, “reference setting process (2)” for setting a reference for placing the object TG (step S2100), “object for recognizing the object TG” Object recognition process (2) "(step S2200), and" guidance information output process (2) "(step S2300) for outputting guidance information to the user so that the object TG can be installed at a desired position and angle. The “position adjustment support process” is executed by the imaging apparatus 100 (FIG. 11).
本実施形態にかかる「基準設定処理（２）」は、実施形態１の「基準設定処理（１）」と同様の処理である。すなわち、表示部１４１に「角度設定画面」および「位置設定画面」を表示することで、基準となる角度と位置が設定される。上記実施形態１では、位置の設定がなされない場合を例示したが、本実施形態では基準物体ＲＦとの相対位置により位置決めをおこなうため、位置の設定を必須とする。ここでは、基準物体ＲＦを基準とするため、角度設定および位置設定において、項目「基準指定」が指定される。
The “reference setting process (2)” according to the present embodiment is the same process as the “reference setting process (1)” according to the first embodiment. That is, by displaying the “angle setting screen” and the “position setting screen” on the
「基準設定処理（２）」により、設置する対象物ＴＧの角度および位置を規定するための基準が設定されると、制御部１１０は「対象物認識処理（２）」を実行する（ステップＳ２２００）。この「対象物認識処理（２）」を図１２に示すフローチャートを参照して説明する。
When the reference for defining the angle and position of the object TG to be installed is set by the “reference setting process (2)”, the
制御部１１０はまず、「対象物認識処理（１）」（図７）のステップＳ１２０１〜Ｓ１２０６と同様の処理を実行することにより、撮像画像Ｐ１から対象物画像ＴＰ１を抽出するとともに、対象物画像ＴＰ１の特徴を検出して特徴情報を記憶部１６０に格納する（ステップＳ２２０１）。
First, the
本実施形態では、「基準設定処理（２）」において「基準指定」が指定されているため、制御部１１０は、指定された基準となる基準物体ＲＦを撮像画像Ｐ１から認識する（ステップＳ２２０２）。ここでは、ステップＳ２２０１と同様の処理によって基準物体ＲＦが認識される。すなわち、ユーザが表示部１４１に表示された選択手段ＰＴを操作することにより、撮像画像Ｐ１中で基準物体ＲＦが示されている領域が指定されると、制御部１１０は、指定された領域を抽出して基準画像ＲＰ１を取得する。制御部１１０は、取得した基準画像ＲＰ１を記憶部１６０に格納するとともに、基準画像ＲＰ１を画像認識することにより特徴を検出し、検出した特徴を示す特徴情報を記憶部１６０に格納する。基準画像ＲＰ１についても対象物画像ＴＰ１と同様に、基準画像ＲＰ１の輪郭を構成する形状要素が検出される。
In this embodiment, since “reference designation” is designated in “reference setting process (2)”, the
対象物画像ＴＰ１と基準画像ＲＰ１についての特徴が検出されると、制御部１１０は、それぞれの特徴の相対関係に基づいて、対象物ＴＧを設置する際の角度および位置の基準を規定する（ステップＳ２２０３）。例えば、図１０に示すような場面において、対象物ＴＧと基準物体ＲＦとを撮像すると、図１３（ａ）に示すような撮像画像Ｐ１が得られる。本例のように、対象物ＴＧと基準物体ＲＦの双方が矩形形状で構成される場合、撮像画像Ｐ１には、図１３（ａ）に示すような位置関係で２つの矩形（すなわち、対象物画像ＴＰ１と基準画像ＲＰ１）が示されることとなる。
When the features of the object image TP1 and the reference image RP1 are detected, the
このような撮像画像Ｐ１において、対象物画像ＴＰ１と基準画像ＲＰ１のそれぞれで形状要素を検出しているので、対象物画像ＴＰ１の形状要素と基準画像ＲＰ１の形状要素の相対関係をみることで、対象物ＴＧの設置時の角度と位置を規定することができる。図１３（ａ）に示す撮像画像Ｐ１から検出された形状要素の例を図１３（ｂ）に示す。図示するように、対象物画像ＴＰ１からは形状要素ＴＳ１〜ＴＳ４が検出され、基準画像ＲＰ１からは形状要素ＲＳ１〜ＲＳ３が検出される。上述したように、各形状要素についての特徴を検出しているので、それぞれの特徴に基づいて相対関係をみる。この場合、例えば、各形状要素の角度やサイズ（長さ）などの特徴から相対関係を認識する。 In such a captured image P1, since the shape element is detected in each of the object image TP1 and the reference image RP1, by looking at the relative relationship between the shape element of the object image TP1 and the shape element of the reference image RP1, The angle and position at the time of installation of the target object TG can be defined. An example of the shape element detected from the captured image P1 shown in FIG. 13A is shown in FIG. As illustrated, the shape elements TS1 to TS4 are detected from the object image TP1, and the shape elements RS1 to RS3 are detected from the reference image RP1. As described above, since the feature of each shape element is detected, the relative relationship is seen based on each feature. In this case, for example, the relative relationship is recognized from features such as the angle and size (length) of each shape element.
図１３（ｂ）の場合では、対象物画像ＴＰ１の形状要素ＴＳ２およびＴＳ４と、基準画像ＲＰ１の形状要素ＲＳ２とが平行であると認識することができる。あるいは、形状要素ＴＳ２およびＴＳ４と形状要素ＲＳ１およびＲＳ３との相対角度は直角であると認識することもできる。すなわち、対象物画像ＴＰ１の形状要素と、基準画像ＲＰ１の形状要素との間の相対角度をみることにより、現在設置されている対象物ＴＧの角度を、基準物体ＲＦとの相対角度に基づいて認識することができる。 In the case of FIG. 13B, it can be recognized that the shape elements TS2 and TS4 of the object image TP1 and the shape element RS2 of the reference image RP1 are parallel. Or it can also recognize that the relative angle of shape element TS2 and TS4 and shape element RS1 and RS3 is a right angle. That is, by looking at the relative angle between the shape element of the object image TP1 and the shape element of the reference image RP1, the angle of the currently installed object TG is based on the relative angle with the reference object RF. Can be recognized.
また、対象物画像ＴＰ１の形状要素と基準画像ＲＰ１の形状要素との相対関係から、対象物ＴＧと基準物体ＲＦとの相対位置を特定することもできる。すなわち、対象物画像ＴＰ１の形状要素上のある箇所と、基準画像ＲＰ１の形状要素上のある箇所との間の画像上の距離差を検出することで、対象物画像ＴＰ１と基準画像ＲＰ１との相対的位置関係を認識することができる。 In addition, the relative position between the target object TG and the reference object RF can be specified from the relative relationship between the shape element of the target object TP1 and the shape element of the reference image RP1. That is, by detecting a difference in image distance between a certain location on the shape element of the target image TP1 and a certain location on the shape element of the reference image RP1, the difference between the target image TP1 and the reference image RP1 is detected. The relative positional relationship can be recognized.
図１３（ａ）に示す撮像画像Ｐ１の場合、例えば、図１３（ｃ）に示すように、対象物画像ＴＰ１の形状要素ＴＳ４の一端部ＴＥ１と、基準画像ＲＰ１の形状要素ＲＳ２の一端部ＲＥ１とを認識し、端部ＴＥ１と端部ＲＥ１との間の左右方向の距離差Ｄ１を求める。すなわち、端部ＴＥ１から形状要素ＲＳ２への垂線との交点であるＲＣ１と端部ＲＥ１との間の距離が距離差Ｄ１となる。この場合、各形状要素の座標が特徴として検出されているので、各端部の座標に基づいて、距離差Ｄ１を画像上のピクセル数（ドット数）によって求めることができる。 In the case of the captured image P1 shown in FIG. 13A, for example, as shown in FIG. 13C, one end TE1 of the shape element TS4 of the object image TP1 and one end RE1 of the shape element RS2 of the reference image RP1. And the distance difference D1 in the left-right direction between the end TE1 and the end RE1 is obtained. That is, the distance between RC1 and the end part RE1 which is the intersection with the perpendicular line from the end part TE1 to the shape element RS2 is the distance difference D1. In this case, since the coordinates of each shape element are detected as features, the distance difference D1 can be obtained from the number of pixels (dot number) on the image based on the coordinates of each end.
同様にして、形状要素ＴＳ４の他端部ＴＥ２と、形状要素ＲＳ２の他端部ＲＥ２とを認識し、これらの間の左右方向の距離差Ｄ２（すなわち、端部ＴＥ２から形状要素ＲＳ２への垂線との交点であるＲＣ２と端部ＲＥ２との間の距離）を求める。さらに、形状要素ＴＳ４と形状要素ＲＳ２の長さと、距離差Ｄ１およびＤ２との比を求めることで、形状要素ＴＳ４とＲＳ２との間の相対的な位置関係を認識することができる。すなわち、図１３（ｃ）の例では、例えば、形状要素ＴＳ４の長さを１とすると、形状要素ＲＳ２上での区間ＲＥ１−ＲＣ１、ＲＣ１−ＲＣ２、ＲＣ２−ＲＥ２の長さの比を、例えば「0.7：1：0.6」というように認識することができる。 Similarly, the other end portion TE2 of the shape element TS4 and the other end portion RE2 of the shape element RS2 are recognized, and a distance difference D2 between them in the left-right direction (that is, a perpendicular line from the end portion TE2 to the shape element RS2). And the distance between RC2 and the end portion RE2). Furthermore, the relative positional relationship between the shape elements TS4 and RS2 can be recognized by obtaining the ratio between the lengths of the shape element TS4 and the shape element RS2 and the distance differences D1 and D2. That is, in the example of FIG. 13C, for example, when the length of the shape element TS4 is 1, the ratio of the lengths of the sections RE1-RC1, RC1-RC2, RC2-RE2 on the shape element RS2 is, for example, It can be recognized as “0.7: 1: 0.6”.
制御部１１０は、図１４（ａ）に示すように、認識内容とともに当該内容をユーザに確認するメッセージを表示部１４１に表示してユーザに確認する。ユーザは、表示された内容でよい場合は、画面上の「ＯＫ」を選択することで、認識内容を了承した旨を入力する。この場合（ステップＳ２２０４：Ｙｅｓ）、制御部１１０は、ステップＳ２２０３での認識内容、すなわち、相対関係をとった形状要素がいずれであるかを特定し、特定した形状要素とその相対関係を示す情報（以下、「相対関係情報」とする）を、記憶部１６０に格納されている当該対象物画像ＴＰ１の特徴情報に追加して（ステップＳ２２０５）、処理を終了する。
As shown in FIG. 14A, the
一方、ユーザが認識内容を了承しない場合（ステップＳ２２０４：Ｎｏ）、制御部１１０は、対象物ＴＧと基準物体ＲＦとの相対関係をユーザに指定させるための「相対関係指定画面」を表示部１４１に表示する（ステップＳ２２０６）。ここでは、図１４（ｂ）に示すように、各形状要素が選択可能に表示されるとともに選択手段ＰＴが表示される。ユーザは、操作入力部１３２などによって選択手段ＰＴを操作し、表示されている形状要素を指定し、例えば、数値入力などによって所望する相対角度などを入力する。
On the other hand, when the user does not approve the recognition content (step S2204: No), the
ユーザによって相対関係が指定されると、制御部１１０は、当該相対関係を示す相対関係情報を、記憶部１６０に格納されている当該対象物画像ＴＰ１の特徴情報に追加して（ステップＳ２２０５）、処理を終了する。
When the relative relationship is designated by the user, the
上記「対象物認識処理（２）」にて相対関係情報が特徴情報として記録されると、例えば、ユーザは、対象物ＴＧの移動等をおこなう。そして、対象物ＴＧを元の場所に戻す際に、撮像装置１００を用いて、同じ場所に正確に設置するようにする。すなわち、撮像装置１００が画像認識に基づく案内情報を出力することで、ユーザが対象物ＴＧを元の場所に正確に設置できるよう案内する。ここでは、撮像装置１００の制御部１１０が「案内情報出力処理（２）」を実行する（ステップＳ２３００）。「案内情報出力処理（２）」は、例えば、撮像装置１００が、対象物を元の位置に戻すための動作モード（「位置合わせモード」）に設定されたことを契機に開始されるものとする。「案内情報出力処理（２）」の詳細を、図１５に示すフローチャートを参照して説明する。
When the relative relationship information is recorded as the feature information in the “target recognition process (2)”, for example, the user moves the target TG. Then, when the object TG is returned to the original location, the
「案内情報出力処理（２）」が開始された状態では、対象物体ＲＦが撮像されるよう撮像装置１００が配置され、この状態でのレンズユニット１２１への入射光に基づく画像（以下、「撮像画像Ｐ２」とする）が随時取得される。すなわち「対象物認識処理（２）」での撮像画像Ｐ２とは異なる撮像画像が取得されることとなる。
In the state where the “guidance information output process (2)” is started, the
制御部１１０は、撮像画像Ｐ２に、基準物体ＲＦが示されているか否かを判別する。すなわち、基準物体ＲＦを示す基準画像ＲＰ１と同様の画像（以下、「基準画像ＲＰ２」とする）が撮像画像Ｐ２内に認識できるか否かを判別する（ステップＳ２３０１）。ここでは、記憶部１６０に格納されている基準画像ＲＰ１についての特徴情報（例えば、色情報）に基づいて、同様の特徴を有する基準画像ＲＰ２が撮像画像Ｐ２内に存在するか否かを検知することで、撮像画像Ｐ２に基準物体ＲＦが写り込んでいるか否かを判別する。
The
基準画像ＲＰ２が認識できない場合（ステップＳ２３０１：Ｎｏ）、制御部１１０は報音部１４２から、例えば、基準物体ＲＦが撮像範囲内にない旨の警告メッセージを示す音声情報を出力し（ステップＳ２３０２）、ユーザに通知する。
When the reference image RP2 cannot be recognized (step S2301: No), the
一方、撮像画像Ｐ２中に基準画像ＲＰ２が認識された場合（ステップＳ２３０１：Ｙｅｓ）、制御部１１０は、記憶部１６０に格納されている対象物画像ＴＰ１とこれに対応付けられた特徴情報に基づいて、撮像画像Ｐ２内に対象物ＴＧが示されているか否かを判別する。すなわち、撮像画像Ｐ２内に対象物ＴＧを示す対象物画像ＴＰ２が認識できるか否かを判別する（ステップＳ２３０３）。ここでは、特徴情報に示される対象物画像ＴＰ１の色情報に基づき、撮像画像Ｐ２内に同様の色情報を有する領域が存在するか否かによって、対象物画像ＴＰ２を認識する。
On the other hand, when the reference image RP2 is recognized in the captured image P2 (step S2301: Yes), the
撮像画像Ｐ２中に対象物画像ＴＰ２が認識されない場合（ステップＳ２３０３：Ｎｏ）、制御部１１０は報音部１４２から、例えば、対象物ＴＧが撮像範囲内にない旨の警告メッセージを示す音声情報を出力し（ステップＳ２３０４）、ユーザに通知する。
When the target image TP2 is not recognized in the captured image P2 (step S2303: No), the
一方、撮像画像Ｐ２中に対象物画像ＴＰ２が認識された場合（ステップＳ２３０３：Ｙｅｓ）、制御部１１０は、認識した基準画像ＲＰ２と対象物画像ＴＰ２のそれぞれについて、特徴を検出する（ステップＳ２３０５）。すなわち、基準画像ＲＰ２と対象物画像ＴＰ２を特定するための特徴および形状要素を検出する。また、検出された形状要素について、座標位置やサイズ、画像上での相対角度、などの特徴を検出する。
On the other hand, when the object image TP2 is recognized in the captured image P2 (step S2303: Yes), the
制御部１１０は、検出した特徴に基づいて、撮像画像Ｐ２に示される基準画像ＲＰ２と対象物画像ＴＰ２との相対的位置関係を認識する（ステップＳ２３０６）。制御部１１０は、認識した基準画像ＲＰ２と対象物画像ＴＰ２との相対的位置関係と、記憶部１６０に格納した相対関係情報に示される相対関係とを比較し、撮像画像Ｐ２での基準画像ＲＰ２と対象物画像ＴＰ２との間の誤差（ズレ）を検出する（ステップＳ２３０７）。
Based on the detected feature, the
例えば、撮像画像Ｐ１において（図１３参照）、基準画像ＲＰ１の形状要素であるＴＳ２と基準画像ＲＰ１の形状要素であるＲＳ２の相対角度をＡ１とする。この場合に、撮像画像Ｐ２における基準画像ＲＰ２の形状要素ＲＳ２と対象物画像ＴＰ２の形状要素ＴＳ２との相対角度Ａ２を検出し、相対角度Ａ１と相対角度Ａ２との誤差を求めることで、基準画像ＲＰ２と対象画像ＴＰ２との角度についてのズレを検出することができる。この「ズレ」は、対象物ＴＧを本来の設置位置に正確に設置した際の基準物体ＲＦとの相対角度に対する誤差ということになる。 For example, in the captured image P1 (see FIG. 13), the relative angle between TS2 that is the shape element of the reference image RP1 and RS2 that is the shape element of the reference image RP1 is A1. In this case, the relative angle A2 between the shape element RS2 of the reference image RP2 and the shape element TS2 of the object image TP2 in the captured image P2 is detected, and an error between the relative angle A1 and the relative angle A2 is obtained, thereby obtaining the reference image. It is possible to detect a deviation of the angle between RP2 and target image TP2. This “deviation” is an error with respect to a relative angle with respect to the reference object RF when the object TG is accurately installed at the original installation position.
このような角度のズレの他、制御部１１０は、位置のズレも検出する。すなわち、、撮像画像Ｐ２から検出された形状要素の長さ比を撮像画像Ｐ２上でのピクセル数（ドット数）に基づいて求め、記憶部１６０に格納されている相対関係情報に示されている形状要素の長さ比と比較することで、相対位置のズレを検出する。
In addition to such an angle shift, the
制御部１１０は、ステップＳ２３０７で検出した誤差が所定の許容範囲内であるか否かを判別する（ステップＳ２３０８）。そして、許容範囲内でない場合（ステップＳ２３０８：Ｎｏ）、制御部１１０は、報音部１４２から角度もしくは位置の調整を指示する案内情報を音声出力して（ステップＳ２３０９）、ユーザに対象物ＴＧの位置調整を促す。ここでは、角度にズレがある場合には、例えば、「もう少し左に傾けてください」などといったメッセージを音声出力し、位置にズレがある場合には、例えば、「もう少し左に移動させてください」なとどいったメッセージを音声出力する。
The
このような案内情報にしたがって、ユーザは対象物ＴＧの位置調整をおこなう。そして、誤差が所定の許容範囲内になると（ステップＳ２３０８：Ｙｅｓ）、制御部１１０は、対象物ＴＧが所定位置になった旨を示すメッセージを報音部１４２から音声出力し（ステップＳ２３１０）、処理を終了する。
In accordance with such guidance information, the user adjusts the position of the object TG. When the error falls within the predetermined allowable range (step S2308: Yes), the
上記のような処理によれば、対象物ＴＧと基準物体ＲＦとの相対的な位置関係を画像認識により認識し、認識した位置関係となるようにユーザを案内することができるので、移動させた対象物ＴＧを元の位置に正確に戻す場合などにおいて、ユーザを適切に案内することができる。この場合、撮像装置１００が、音声によって案内情報をユーザに通知するので、対象物ＴＧの位置合わせをユーザ１人もしくは少人数で実施することができる。
According to the processing as described above, the relative positional relationship between the object TG and the reference object RF can be recognized by image recognition, and the user can be guided to the recognized positional relationship. In the case where the object TG is accurately returned to the original position, the user can be guided appropriately. In this case, since the
なお、上記実施形態２では、「対象物認識処理（２）」で対象物ＴＧと基準物体ＲＦの双方を撮像し、「案内情報出力処理（２）」で、対象物ＴＧと基準物体ＲＦとの相対位置に基づいて案内するようにしたが、例えば、「対象物認識処理（２）」では基準物体ＲＦのみを撮像し、「案内情報出力処理（２）」において対象物ＴＧと基準物体ＲＦを撮像し、撮像された基準物体ＲＦと対象物ＴＧとの相対関係をユーザが入力することで、対象物ＴＧの設置すべき位置を特定してもよい。すなわち、対象物ＴＧを元に戻すのではなく、新たに設置するような場合であっても、任意の基準物体ＲＦを利用して、対象物ＴＧをユーザが所望する位置に正確に設置できるよう案内することもできる。 In the second embodiment, both the object TG and the reference object RF are imaged in the “object recognition process (2)”, and the object TG and the reference object RF are captured in the “guidance information output process (2)”. However, for example, in the “target recognition process (2)”, only the reference object RF is imaged, and in the “guidance information output process (2)”, the target TG and the reference object RF are captured. And the user inputs the relative relationship between the captured reference object RF and the target object TG, so that the position where the target object TG is to be installed may be specified. That is, even if the target object TG is not returned to the original state but is newly installed, the target object TG can be accurately set at a position desired by the user using an arbitrary reference object RF. You can also guide.
また、上記各実施形態では、理解を容易にするため、対象物ＴＧや基準物体ＲＦを矩形形状で構成される物体としたが、対象物ＴＧおよび基準物体ＲＦの形状・形態は任意のものとすることができる。また、対象物ＴＧや基準物体ＲＦの数も任意であり、複数の対象物ＴＧや基準物体ＲＦを対象にしてもよい。また、対象物ＴＧの設置形態も任意であり、上記実施形態のように壁面などの垂直面に設置する場合に限られず、任意面に載置する場合などにも適用することができる。さらに、対象物ＴＧを設置する場合に限られず、例えば、設置されている対象物ＴＧの角度や位置を変えたい場合などにも適用することができる。また、ひとつの撮像画像上に撮像できるのであれば、対象物ＴＧと基準物体ＲＦとの位置関係も任意である。 In each of the above-described embodiments, the object TG and the reference object RF are objects configured in a rectangular shape for easy understanding, but the shapes and forms of the object TG and the reference object RF are arbitrary. can do. Further, the number of target objects TG and reference objects RF is also arbitrary, and a plurality of target objects TG and reference objects RF may be targeted. The installation form of the object TG is also arbitrary, and is not limited to the case where the object TG is installed on a vertical surface such as a wall surface as in the above-described embodiment, but can also be applied to the case where the object TG is placed on an arbitrary surface. Furthermore, the present invention is not limited to the case where the target object TG is installed, and can be applied, for example, when the angle or position of the installed target object TG is desired to be changed. In addition, if the image can be captured on one captured image, the positional relationship between the object TG and the reference object RF is also arbitrary.
上記各実施形態では、音声出力により案内情報を出力することでユーザに通知したが、案内情報の出力形態は任意であり、例えば、振動や光などによってユーザに通知するようにしてもよい。また、撮像装置１００に所定の通信機能を有している場合、ユーザが携行する通信端末などと通信することによって、ユーザに案内情報を通知してもよい。さらに、ユーザの状態を検知するセンサなどを撮像装置１００に構成することで、ユーザの状態に応じた案内情報を出力するようにしてもよい。すなわち、撮像装置１００とユーザが離れていても、ユーザに案内情報を通知できるのであれば、任意の出力形態を採用することができる。これにより、目視では位置確認ができないような場所であっても、物体の位置調整などを効果的に支援できるという効果を有する。
In each of the above embodiments, the user is notified by outputting the guidance information by voice output. However, the guidance information may be output in any form, and may be notified to the user by vibration or light, for example. Further, when the
上記各実施形態では、本発明が適用された撮像装置１００としてデジタルカメラを例示したが、撮像機能を有する装置であれば、その他の任意の装置を上記実施形態にかかる撮像装置１００として機能させることができる。例えば、携帯電話などの移動体通信端末やＰＤＡ（Personal Data Assistance：携帯情報端末）、携帯型のパーソナルコンピュータなどといった汎用装置を撮像装置１００として利用することもできる。なお、汎用装置のような多機能装置の一機能として本発明を適用可能であることはもとより、本発明によって実現される機能を主機能とした専用装置として提供してもよい。
In each of the above embodiments, a digital camera has been exemplified as the
汎用装置などを本発明の実施形態にかかる撮像装置１００として機能させる場合、上述した各機能を実現するためのプログラムを汎用装置に適用すればよい。この場合、上記実施形態にかかる動作プログラムを当該汎用装置にインストールし、当該汎用装置の制御部がこれを実行する。これにより、上述の各処理が実現され、上述したような位置認識機能や位置調整支援機能などを、汎用装置によって実現することができる。
When a general-purpose device or the like is caused to function as the
このような動作プログラムを提供する方法は任意であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭやメモリカードなどの記録媒体に格納して提供可能であることはもとより、インターネットなどの通信媒体を介して提供することもできる。 A method for providing such an operation program is arbitrary. For example, the operation program can be provided by being stored in a recording medium such as a CD-ROM or a memory card, or can be provided via a communication medium such as the Internet. it can.
以上説明したように、本発明を上記実施形態の如く適用することで、撮像装置の画像認識を利用して、物体の位置調整を１人もしくは少人数で効率的におこなうことができる。 As described above, by applying the present invention as in the above-described embodiment, the position adjustment of an object can be efficiently performed by one person or a small number of people using image recognition of an imaging apparatus.
１００…撮像装置、１１０…制御部、１２０…撮像部、１２１…レンズユニット、１２２…測距・測光部、１２３…撮像素子、１３０…入力部、１３１…シャッタボタン、１３２…操作入力部、１４０…出力部、１４１…表示部、１４２…報音部、１５０…画像記録部、１６０…記憶部、１７０…センサ部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
一の画像データに示される対象物を認識する対象物認識手段と、
前記対象物の位置を規定するための基準を示す基準情報を取得する基準情報取得手段と、
前記対象物認識手段が認識した対象物の特徴を検出する特徴検出手段と、
前記特徴検出手段が検出した特徴を示す特徴情報を記録する特徴記録手段と、
他の画像データに示される前記対象物を認識して特徴を検出し、前記特徴記録手段が記録した特徴情報に基づいて、検出した特徴と、前記基準との誤差を検出する誤差検出手段と、
前記誤差検出手段が検出した誤差に基づいて、前記対象物の位置を調整するための案内情報を出力する案内手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 In a portable imaging device that obtains image data by converting incident light into digital data,
Object recognition means for recognizing an object shown in one image data;
Reference information acquisition means for acquiring reference information indicating a reference for defining the position of the object;
Feature detection means for detecting features of the object recognized by the object recognition means;
Feature recording means for recording feature information indicating the features detected by the feature detection means;
Error detection means for detecting the feature by recognizing the object shown in the other image data and detecting an error between the detected feature and the reference based on the feature information recorded by the feature recording means;
Guidance means for outputting guidance information for adjusting the position of the object based on the error detected by the error detection means;
An imaging apparatus comprising:
前記誤差検出手段は、検出した特徴と、前記基準物体認識手段が認識した基準との誤差を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。 The reference information acquisition means further comprises reference object recognition means for recognizing a reference object indicated in the one image data and the other image data,
The error detection means detects an error between the detected feature and the reference recognized by the reference object recognition means;
The imaging apparatus according to claim 1.
重力方向を検出する重力方向検出手段をさらに備え、
前記重力方向検出手段が検出した重力方向に基づく所定の方向を前記基準情報として取得する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。 The reference information acquisition means includes
A gravity direction detecting means for detecting the gravity direction;
Obtaining a predetermined direction based on the gravity direction detected by the gravity direction detection means as the reference information;
The imaging apparatus according to claim 1 or 2, wherein
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。 The feature detection means and the error detection means detect a relative angle between the feature of the object and the reference as a feature,
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the image pickup apparatus is an image pickup apparatus.
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。 The feature detection means and the error detection means detect a relative position between the feature of the object and the reference as a feature.
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the image pickup apparatus is an image pickup apparatus.
ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。 The feature detection means and the error detection means detect the relative position by pixels constituting the image data.
The imaging apparatus according to claim 5.
前記誤差検出手段は、前記色情報に基づいて、前記他の画像データに示される当該対象物を認識する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。 The object recognition means recognizes the object shown in the one image data based on color information indicating the object,
The error detecting means recognizes the object shown in the other image data based on the color information;
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the image pickup apparatus is an image pickup apparatus.
前記特徴記録手段は、前記入力手段からの入力情報を特徴情報として記録する、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。 It further comprises an input means for inputting an instruction from the user,
The feature recording means records input information from the input means as feature information;
The imaging apparatus according to claim 1, wherein
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。 The guide means outputs the guide information by voice.
The imaging apparatus according to claim 1, wherein
一の撮像画像に示される対象物を認識するステップと、
前記対象物の位置を調整する際の基準を設定するステップと、
前記一の撮像画像に示される前記対象物と前記基準の特徴を検出し、特徴情報として記録するステップと、
他の撮像画像に示される前記対象物を認識するステップと、
前記他の撮像画像における前記対象物と前記基準の特徴を検出するステップと、
前記他の撮像画像から検出された特徴と、前記特徴情報とに基づいて、前記対象物の位置を認識するステップと、
認識した前記対象物の位置に応じて、ユーザの位置調整動作を支援するための案内情報を出力するステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。 In the computer that controls the imaging device,
Recognizing an object shown in one captured image;
Setting a reference for adjusting the position of the object;
Detecting the object and the feature of the reference shown in the one captured image, and recording it as feature information;
Recognizing the object shown in another captured image;
Detecting the object and the reference feature in the other captured image;
Recognizing the position of the object based on the feature detected from the other captured image and the feature information;
Outputting guidance information for supporting the user's position adjustment operation according to the recognized position of the object;
A program characterized by having executed.
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| KR101204804B1 (en) | 2006-02-23 | 2012-11-26 | 삼성전자주식회사 | Guiding method through voice output for function of digital imaging apparatus |
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