JP4508553B2 - 撮影画像投影装置、及び撮影画像の補正方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影画像投影装置、及び撮影画像の補正方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、プレゼンテーションや会議等においては、パーソナルコンピュータにデータとして記憶しあるドキュメント(文字や図表等)をプロジェクタを用いてスクリーン上に拡大して投影することが行われている。プロジェクタは、PC等から映像信号として入力したドキュメントの画像情報を液晶やマイクロミラーアレイ等の画像変換素子により投影光に変換する構成を備えたものが一般的である。
【0003】
また、会議等でプロジェクタを使用する場合には、ドキュメント以外にも手持ちの書面資料(新聞、雑誌の記事、プレゼン用紙、書面原稿等)を投影することもある。その場合には書面資料をデジタル(画像データ)化する必要があるため、現状では、書面資料をいわゆる書画カメラ等により撮影することが行われる。書画カメラとしては、例えばCCDやMOS型の撮像素子を備えたデジタルカメラとしての構成を有するものが用いられている。
【0004】
一方、デジタル化に際して上記書画カメラにより書面資料を撮影する際には、紙の向きと書画カメラの向きとを合わせることが必要となる。例えば撮影時に、カメラに傾きがある場合、つまりレンズの中心軸が書面資料に対して垂直でない場合には、撮影した画像が台形歪みが生じ矩形の画像にならない。これを解決する方法については、例えば下記の特許文献1に以下の技術が記載されている。すなわち、原稿台に支柱を介してカメラ部が支持された構成の画像撮影装置において、原稿台に対するカメラ部の傾き角度を検出する角度検出センサを設けておき、この角度検出センサによって検出した傾き角度を用いて撮影画像における台形歪みを補正するというものである。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−354331号公報(図6参照)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにカメラ部の傾き角度のみに基づいて撮影画像を補正する方法では、投影に先立ち撮影画像を適正化する場合の用途が台形歪み補正に限られてしまう。例えばスクリーンへの投影を目的として書面資料を撮影したとき、撮影画像には台形歪み以外にも被写体(書面資料)の大きさを合わせることは困難であるが、そのような撮影画像を適正化することができなかった。
【0008】
本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、投影に先立つ撮影画像の適正化に必要な補正に対応することができる撮影画像投影装置、及び撮影画像の補正方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明にあっては、書面資料が撮影された撮影画像から、該撮影画像の外周から最も近い4直線を撮影対象のエッジ情報として取得する取得手段と、この取得手段により取得されたエッジ情報から前記4直線の4つの交点を求めて四角形の書面資料領域とし、該4交点を前記書面資料領域に外接する最小の矩形の4頂点に移動させるよう前記書面資料領域を補正する補正手段と、この補正手段による補正後の撮影画像から書面資料の画像領域を切り抜く切り抜き手段と、該切り抜いた矩形部分をスクリーンに投影する投影手段とを備えたことを特徴とする撮影画像投影装置、及びその撮影画像投影装置等により実現される撮影画像の補正方法とした。
【0010】
かかる発明においては、撮影画像から取得された該撮影画像の外周から最も近い4直線である撮影対象のエッジ情報から4つの交点を求め、該4交点を前記書面資料領域に外接する最小の矩形の4頂点に移動させるよう前記撮影画像を補正し、当該矩形部分を切り抜いて投影するため、矩形歪みがなく、しかも無用の外枠部分が存在しない良好な撮影画像をスクリーンSに投影することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図にしたがって説明する。
【0016】
(第1の実施の形態)
図1は、本発明に係る撮影画像投影装置を示す構成図である。撮影画像投影装置はプロジェクタ1とノート型のパーソナルコンピュータ(以下、PC)2と書画カメラ3とから構成されており、プロジェクタ1とPC2はRGBケーブル4を介して接続されるとともに、PC2と書画カメラ3がUSBケーブル5を介して接続されている。
【0017】
プロジェクタ1は、投影レンズ等の光学系が収容された投影部1aが本体正面に設けられた構造であって、投影部1aから照射した光によってスクリーンS(又はホワイトボード等)にドキュメントや画像を投影する。
【0018】
書画カメラ3は、カメラ台3aに立設された支柱3bの上端部にカメラ3cが上下左右に回動自在に設けられた構成である。そして、使用時には、図示したようにカメラ台3aの上に新聞や、雑誌の記事、プレゼン用紙、書面原稿等の書面資料Aを載置し、それをカメラ3cによって撮影するようになっている。
【0019】
図2は、撮影画像投影装置の電気的構成の概略を示すブロック図である。プロジェクタ1は、主としてCPU11、ROM12、RAM13、表示部14、キー入力部15から構成されるとともに、前記RGBケーブル4が接続されたRBG信号の入力端子16を有している。
【0020】
前記表示部14は本発明の投影手段であって、クリプトンランプ等の光源、光源の光を投影光に変換するための液晶やマイクロミラーアレイ等の画像変換素子、その画像変換素子を、入力端子16から入力したRBG信号に応じて駆動する駆動回路、投影レンズ等の光学系を含み、PC2から送られたドキュメントや撮影画像をスクリーンSに投影する。キー入力部15は、ユーザーがプロジェクタ1の操作を行うために用意された、複数の操作ボタンにより構成されている。
【0021】
CPU11は、ROM12に格納されているプログラムに従い、RAM13を作業用メモリとして前述した各部を制御する。なお、前記入力端子16は、CPU11に接続された図示しない入力画像処理回路に設けられている。
【0022】
一方、PC2は主としてCPU21、RAM22、記憶装置23、本体に設けられた複数のキーや、本体に接続されたマウス等の入力装置24、LCD及びその駆動回路等からなる表示装置25から構成されている。また、RGBケーブル4が接続されたRBG出力端子26、及びUSBケーブル5が接続されたUSB接続端子27とを有している。
【0023】
前記記憶装置23は記憶容量の比較的大きなハードディスク等であり、記憶装置23には、後述する撮影画像に対する各種の画像処理を行うための画像処理プログラム、及び画像データに基づく画像を自己の表示装置25で表示したり、プロジェクタ1によって投影させたりするための画像表示プログラムが格納されている。なお、前記RBG出力端子26は、CPU11に接続された図示しない画像信号処理回路に設けられ、前記USB接続端子27はCPU11に接続された図示しないUSB入出力インターフェース回路に設けられている。
【0024】
図3は、書画カメラ3(本実施の形態では、主としてカメラ3c)における電気的構成を示すブロック図である。書画カメラ3は、図示しないレンズを介して前記書面資料Aを撮像する撮像素子であるCCD31と、CCD31から出力されたアナログの撮像信号に各種の信号処理を施した後、デジタルの画像信号として出力する信号処理部32とを有している。信号処理部32から出力された画像信号は、撮影待機状態にあるときLCD33に送られて被写体画像として表示される。また、撮影操作時には、CPU34によりJPEG等の所定フォーマットに従い圧縮され画像メモリ35に記録される一方、USBインターフェース36から前記USBケーブル5を介してPC2へ出力される。
【0025】
画像メモリ35に記録された圧縮後の画像データは、必要に応じCPU34により読み出され、いったん伸張された後LCD33において静止画像として再生表示されたり、PC2へ出力されたりする。なお、前記画像メモリ35は、カメラ3cに内蔵又は着脱自在なフラッシュメモリ等の不揮発性メモリである。また、書画カメラ3には、CPU34が上記画像データの圧縮・伸張、及び装置全体の制御に必要とする各種の制御プログラムが記録されたROM37と、CPU34の作業用メモリであるRAM38、シャッターキー及び他の複数の操作キーからなるキー入力部39が設けられている。
【0026】
次に、以上の構成からなる撮影画像投影装置における動作の概略について説明する。図4は、本実施の形態、及び後述する他の実施の形態に共通する基本的動作を示すフローチャートである。
【0027】
すなわち撮影画像投影装置において、書画カメラ3は任意のドキュメント等(書面資料A)を撮影し、撮影したドキュメントの画像データをPC2へ出力する(ステップS101)。また、PC2では、前記画像処理プログラムによって、入力した画像データに対して歪み補正処理、回転処理、切り抜き処理等の各種の画像処理により撮影画像の補正を行った後(ステップS102〜S104)、処理後の画像データを表示プログラムによってプロジェクタ1へ出力する(ステップS105)。なお、前記画像処理は必要に応じて1部又は全部を行う。そして、プロジェクタ1は、PC2から入力した画像データに基づき、前記ドキュメント等の撮影画像をスクリーンSに投射する(ステップS106)。
【0028】
次に、本実施の形態において、書画カメラ3により撮影した書面資料Aの撮影画像を適正化してスクリーンSに投影するときの動作について説明する。
【0029】
すなわち、撮影画像投影装置においては、書画カメラ3から撮影画像がPC2へ出力されると、PC2は矩形変形処理を実行する。図5は、その処理手順を示すフローチャート、図6は説明図である。
【0030】
PC2は、まず撮影画像G1に対して色と輝度の変化によるエッジを確認する(ステップS111、図6(a))。次に、認識したエッジの中から外周の4辺L1〜L4に近い直線M1〜M4を求め(ステップS112、図6(b))、さらに直線M1〜M4の交点つまり4頂点を求める(ステップS113)。しかる後、図7に示したように、上記4頂点からなる4角形を撮影画像G1における書面資料領域Gaとし、その4頂点を書面資料領域Gaに外接する最小の矩形Bの4頂点に移動させるよう、書面資料領域Gaの形状を変換する(ステップS114、図6(c))。これにより、書面資料領域Gaに矩形歪みのない補正後の画像G2を得る。当然、書面資料領域Gaの矩形歪みが台形歪みであった場合であっても、上記処理によって補正される。
【0031】
引き続き、PC2は縦横比変形処理を実行する。図8は、その処理手順を示すフローチャートである。係る変形処理では、まずユーザーに用紙の選択操作を行わせて用紙の設定を行う(ステップS121)。ここで、ユーザーにより定型用紙が選択されなければ、そのまま縦横比変形処理を終了する(ステップS112でNO)。また、定型用紙が用紙が選択され、かつそれが縦置きであったときには(ステップS122、ステップS123が共にYES)、縦横比を「1.41:1」に設定し(ステップS124)、それが横置きであれば(ステップS12でNO、ステップS125がYES)、縦横比を「1:1.41」に設定する(ステップS126)。
【0032】
しかる後、設定したいずれかの縦横比で、矩形歪み補正後の書面資料部分Gaを変形する(ステップS127)。係る処理では、先に説明した矩形変形処理の変換処理(ステップS114)で使用した最小の矩形Bの4頂点の座標データに基づき、例えば定型用紙として横置きが設定されたときには、図9に示したように、書面資料領域Gaの縦横比が「1:1.41」となるように上下方向に引き延ばす変形を行う。また、定型用紙として縦置きが設定された場合には、縦横比が「1.41:1」となるように左右方向に引き延ばす変形を行う。これにより、書面資料領域Gaが定型用紙の縦横比を有する画像G3を得る。
【0033】
しかる後、図10に示したように、PC2は、上述した画像変形が行われた画像G3から、矩形変形処理の変換処理(ステップS114)で使用した最小の矩形Bの4頂点の座標データに基づき用紙部分を切り抜き(ステップS131、図11参照)、切り抜いた画像、すなわち書面資料領域Gaのみからなる適正化後の画像G4を表示ソフトに送る(ステップS132)。
【0034】
これにより、書画カメラ3により書面資料Aを撮影してスクリーンSに投影するとき、矩形歪みがなく、しかも無用の外枠部分が存在しない良好な撮影画像をスクリーンSに投影することができる。
【0035】
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。本実施の形態は、図1〜図3に示したと同様の構成を備えた撮影画像投影装置において、前述した書面資料Aの撮影画像の適正化に際し、第1の実施の形態と異なり、撮影画像における書面資料Aが縦置きであるか、横置きであるかの別を検出するものである。
【0036】
本実施の形態では、PC2が、書面資料Aの撮影時点における書画カメラ3の画角、及び書画カメラ3から出力された画像の解像度を取得可能な構成を有するとともに、PC2の前記記憶装置23に、PC2に以下の方向検出処理を実行させるためのプログラムが格納されているものである。
【0037】
以下、PC2による方向検出処理の内容を図12のフローチャートにしたがって説明する。すなわちPC2は、まず書画カメラ3の画角を取得し(ステップS141)、さらに画像データの解像度を取得する(ステップS142)。引き続き、撮影画像から用紙部分(書面資料領域Ga)に該当する四角形の4頂点を取得する(ステップS143)。係る処理は、第1の実施の形態で既説した矩形変形処理(図5参照)における処理と同様である。
【0038】
次に、先に取得した画角と解像度を用いて取得した4頂点の座標から画像の歪み量を計算する(ステップS144)。以下に、その計算方法を説明する。まず画像に歪みは、通常、図13(a)に示したように、例えば用紙(書面資料A)を真上から見たとき、書画カメラ3のカメラ部3aが用紙の外周部側に位置した状態で、用紙を斜めに撮影した場合に発生し、撮影された画像においては、同図(b)に示したように、用紙部分(書面資料領域Ga)が台形となる。また、そのとき書画カメラ3を横から見ると同図(c)に示した状態である。
【0039】
ここで、図示したように、
・カメラの画角 :α
・画像の解像度 :H(ピクセル値)
・用紙部分の上辺の長さ:L(ピクセル値)
・用紙部分の下辺の長さ:M(ピクセル値)
・用紙部分の高さ :h(ピクセル値)
である場合、
・用紙部分の画角 :β=α×h/H
【0040】
・カメラの傾き :Δ
とした時
【数1】
であり、これからΔを求める。
しかる後、下辺長(M)に対する用紙高さ(N)を、
【数2】
で求める。
【0041】
そして、上記のように求めた歪み量を、用紙部分の縦、横の長さにそれぞれ加える(ステップS145)。しかる後、縦の長さが横の長さよりも大きい場合には(ステップS146でYES)、縦置きと判定し(ステップS147)、そうでなければ(ステップS146でNO)、横置きと判定する(ステップS147)。
【0042】
以上のように、本実施の形態によれば、書面資料Aが縦置きであるか、横置きであるかの別を自動検出することができる。したがって、ユーザーに書面資料Aの向きを指定させることなく、前述した撮影画像の適正化を行うことができる。
【0043】
(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態を説明する。本実施の形態は、図1〜図3に示したと同様の構成を備えた撮影画像投影装置において、前述した書面資料Aの撮影画像の適正化に用いる撮影角度を自動的に取得する方法に関するものである。本実施の形態では、書面資料Aの撮影時点における書画カメラ3の画角、及び書画カメラ3から出力された画像の解像度を取得可能な構成を有するとともに、PC2の前記記憶装置23に、PC2に後述する傾き測定処理を実行させるためのプログラムが格納されている。
【0044】
次に、本実施の形態において、撮影角度を取得する際の手順を図14のフローチャートにしたがって説明する。まず、準備段階として、図15に示すように、予め書画カメラ3のカメラ台3aにカメラ3cから垂線VLを下したポイントに特定のマークMを置く(ステップS151)。なお、図15(a)は、そのとき状態を示す正面図、同図(b)は左側面図である。次に、そのマークMが画角内に入るようにカメラ3cの向きを設定し(ステップS152)、その状態でカメラ台3aを撮影する(ステップS153)。引き続き、PC2に自動又は手動で傾き測定処理を開始させる。PC2においては、まず撮影画像G1に対してエッジ認識を行ってマークMの位置を取得する(ステップS154)。なお、取得する位置データはピクセル単位の座標値である。次に、撮影画像G1の中心座標とマークMのまでの距離(ピクセル数)を計算した後(ステップS155)、書画カメラ3の画角を元に、カメラ3cの傾き、すなわちカメラ台3aの上面に対する撮影角度を計算する(ステップS156)。
【0045】
その際の角度計算は、以下により行う。すなわち図15(b)において、
・カメラの画角 :α
・円弧A、Bの長さ:L
・円弧C、Dの長さ:M
としたとき、求めるカメラ3cの傾き(撮影角度Δ)は、
傾き(Δ)=α×M/L
である。
また、円弧A、Bの長さ(L)、円弧C、Dの長さ(M)は、撮影画像G1の線分a,b、線分c,dの長さに対応する。したがって
傾き(Δ)=α×線分a,b/線分c,d
によりカメラ3cの傾き(Δ)を求める。
【0046】
したがって、本実施の形態においては、上述した手順により取得した撮影角度(Δ)を用いることにより撮影画像の適正化を行うことができる。つまりカメラ台3aに置いた書面資料Aの撮影画像に対し、撮影角度(Δ)を用いて縦、横方向の台形補正を行うことにより、書面資料Aを垂直方向から撮影したとき得られるものと同様の画像を取得することができる。
【0047】
(第4の実施の形態)
次に、本発明の第4の実施の形態を説明する。本実施の形態は、図1〜図3に示したと同様の構成を備えた撮影画像投影装置において、書面資料Aの撮影画像の適正化に用いる撮影角度を、第3の実施の形態とは異なる方法によって自動的に取得する方法に関するものである。本実施の形態では、書画カメラ3においてカメラ台3aに対するカメラ部cの高さが任意に調整でき、かつその高さの情報をPC2が取得可能であるとともに、PC2の前記記憶装置23に、PC2に後述する傾き測定処理を実行させるためのプログラムが格納されている。
【0048】
次に、本実施の形態において、撮影角度を取得する際の手順を図16のフローチャートにしたがって説明する。まず、準備段階として、図17に示すように、XY座標の升目が印刷等されている用紙(基準用紙)Tを用意し、それを予め書画カメラ3のカメラ台3aに、カメラ3cから垂線VLを下したポイントが原点O(0,0)となるように調整する(ステップS161)。なお、図17(a)は、そのとき状態を示す正面図、同図(b)は左側面図である。次に、カメラ3cの向きを任意に設定し(ステップS162)、その状態で用紙Tを撮影する(ステップS163)。引き続き、PC2に自動又は手動で傾き測定処理を開始させる。PC2においては、まず撮影画像G1に対してエッジ認識を行って升目座標を取得する(ステップS164)。次に、撮影画像G1の中心座標と升目座標の原点Oとの距離をピクセル数で取得した後(ステップS165)、その距離と、カメラ3cの高さとに基づき撮影角度を計算する(ステップS166)。
【0049】
その際の角度計算は、以下により行う。すなわち図17(b)において、
・カメラ高さ:H
・シフト量 :W(撮影画像G1の中心座標と升目座標の原点Oとの距離)
とし、カメラ3cの傾きΔ(撮影角度)を
傾き:Δ=atan(W/H)
により求める。
【0050】
したがって、本実施の形態においても、上述した手順により取得した撮影角度(Δ)を用いることにより、撮影画像の適正化を行うことができる。つまりカメラ台3aに置いた書面資料Aの撮影画像に対し、撮影角度(Δ)を用いて縦、横方向の台形補正を行うことにより、書面資料Aを垂直方向から撮影したとき得られるものと同様の画像を取得することができる。
【0051】
(第5の実施の形態)
次に、本発明の第5の実施の形態を説明する。本実施の形態は、図1〜図3に示したと同様の構成を備えた撮影画像投影装置において、書面資料Aとカメラ3cとにおける向き(回転方向の傾き)の違いに起因する書面資料Aの撮影画像の向きを補正する方法に関するものであり、PC2の前記記憶装置23に、PC2に後述する回転補正処理を実行させるためのプログラムが格納されているものである。
【0052】
図18は、PC2における回転補正処理の手順を示すフローチャートであって、PC2は、例えば第1の実施の形態で説明した方法により、まず書画カメラ3から入力した撮影画像における矩形歪みを補正する(ステップS181)。次に、補正した撮影画像について、図19に示したような所定の順番で、異なる走査方向から文字列の周辺分布を調査する(ステップS182)。そして、各々の走査方向での周辺分布を得る毎に、それが正規分布であるか否かを確認する(ステップS183)。ここで、書面資料Aにおけるドキュメント(文字列)が、例えば図20(a)に示したものであるとき、撮影画像が走査方向に対して回転していなければ同図(b)に示したような正規の周辺分布E1を得ることができる。また、撮影画像が走査方向に対して回転していた場合には図21(a)に示したような正規でない周辺分布E2が得られることとなる。
【0053】
そして、いずれかの走査方向で正規の周辺分布Eが得られたら(ステップS183でYES、図21(b))、その時の走査方向の角度を補正角度とする(ステップS184)。しかる後、撮影画像を上記の補正角度に合わせて回転させることにより、撮影画像の向きを補正する(ステップS185)。これにより、図20(a)に示したようなドキュメントDの傾きなくして水平とする撮影画像の適正化を行うことができる。なお、通常、ドキュメントは縦書きと横書きと(図示した例)の2種類に大別されるが、ドキュメントが縦書きであったときには、ドキュメントを垂直に合わせることができる。
【0054】
(第6の実施の形態)
次に、本発明の第6の実施の形態を説明する。本実施の形態は、図1〜図3に示したと同様の構成を備えた撮影画像投影装置において、書面資料Aとカメラ3cとにおける向き(回転方向の傾き)の違いに起因する書面資料Aの撮影画像の向きを、第5の実施の形態とは異なる方法によって補正するものであり、PC2の前記記憶装置23には、PC2に後述する回転補正処理を実行させるためのプログラムが格納されている。
【0055】
図22は、PC2における回転補正処理の手順を示すフローチャートであって、PC2は、例えば第1の実施の形態で説明した方法により、まず書画カメラ3から入力した撮影画像G1における矩形歪みを補正する(ステップS191、図23(a))。次に、補正した撮影画像に対して色と輝度の変化によるエッジを認識し(ステップS192)、認識したエッジの中から外周部分に該当する直線Lを少なくとも1辺求める(ステップS193、図23(b))。引き続き、その直線Lから画像の傾きを求める(ステップS194)。ここで求める傾きは、直線Lの垂直に対する角度、又は水平に対する角度のどちらか小さい方の角度、及びその回転方向である。そして、求めた傾きの値(角度と回転方向)を元に撮影画像G1を回転させることにより、それを垂直又は水平に合わせる(ステップS195、図23(c))。
【0056】
したがって、書面資料Aがドキュメントでなくとも、さらには全く文字がないような絵や写真であっても、それらをいずれか1辺が入るよう撮影しさえすれば、適正化された撮影画像G2を自動的に取得することができる。
【0057】
(第7の実施の形態)
次に、本発明の第7の実施の形態を説明する。本実施の形態は、図1〜図3に示したと同様の構成を備えた撮影画像投影装置において、書面資料Aとカメラ3cとにおける向き(回転方向の傾き)の違いに起因する書面資料Aの撮影画像の向きを、第5、第6の実施の形態とは異なる方法によって補正するものであり、PC2の前記記憶装置23には、PC2に後述する回転補正処理を実行させるためのプログラムが格納されている。
【0058】
図24は、PC2における回転補正処理の手順を示すフローチャートであって、PC2は、例えば第1の実施の形態で説明した方法により矩形歪みを補正した後の撮影画像G1の中から、文字に該当する画像領域Gaを抽出する(ステップS201、図25(a))。なお、このとき、撮影画像G1全体を文字に該当する領域とすることによって係る処理を省略してもよい。次に、抽出した領域Gaの画像を90°ずつ4方向に回転し、文字認識を実施し(ステップS202)、文字として認識可能な角度を求める(ステップS203、図25(b))。そして、求めた角度に合わせて撮影画像G1全体を回転させる(ステップS204、図25(c))。したがって、本実施の形態によれば、文字の向きが正しい適正化された撮影画像G2を取得することができる。
【0059】
(第8の実施の形態)
次に、本発明の第8の実施の形態を説明する。本実施の形態は、図1〜図3に示したと同様の構成を備えた撮影画像投影装置において、書面資料Aの撮影画像の適正化に際し、PC2が、図26のフローチャートに示した処理を実施するものであり、そのためのプログラムがPC2の前記記憶装置23に格納された構成を備えている。
【0060】
本実施の形態においてPC2は、まず撮影画像G1に対して色と輝度の変化によるエッジを確認し(ステップS211)、認識したエッジの中から外周の4辺が認識可能であるときには(ステップS212でYES)、第1の実施の形態と同様の手順で、認識したエッジの中から外周の4辺の直線及び4頂点を求めた後、既説した処理によって撮影画像G1における書面資料領域(用紙部分)のみからなる画像G2を取得する(ステップS213、図27(a))。
【0061】
また、ステップS212がNOであって、撮影画像G1において、認識したエッジの中から外周の4辺が認識できないときには、以下の処理を行う。まず、図27(b)に示したように、ユーザーに、撮影画像G1に対し、用紙部分の4頂点をマウス等の操作によって直接指定させ、その4頂点の位置を求めた後(ステップS214)、それによる4角形(用紙部分)に外接する最小の矩形に画像を変換する(ステップS215)。
【0062】
したがって、本実施の形態によれば、例えば書面資料領域とその周囲の部分との色や明るさの違いが僅かであって、認識したエッジの中から外周の4辺が認識できないようなときであっても、簡単な操作で、適正化された撮影画像G2を取得することができる。
【0063】
(第9の実施の形態)
次に、本発明の第9の実施の形態を説明する。本実施の形態は、例えば前述した第3〜第7の実施の形態における撮影画像投影装置において、画角内に全てが収まらない書面資料Aが撮影された撮影画像に対して前述したように、矩形歪みや傾きの補正を行った後、必要な用紙部分を切り抜くときのPC2の処理に関するものである。
【0064】
すなわち本実施の形態においてPC2は、図28のフローチャートに示したように、上記補正済み(画像変換後)の画像G2に対して、ユーザーに必要な用紙部分を矩形領域で指定する操作を行わせる(ステップS221)。用紙部分の指定は、例えば図29(a)に示したように、マウス操作によりユーザーが投影したい矩形領域の対角線沿い2頂点を指定させることにより行う。次に、上記画像G2から、指定された用紙部分を切り抜き(ステップS222)、切り抜いた用紙部分の画像Gbを表示ソフトに送る(ステップS223、図29(b))。
【0065】
したがって、画角内に全てが収まらない書面資料Aが撮影された撮影画像に対しても、最終的な最適化を行うことができる。
【0066】
(第10の実施の形態)
次に、本発明の第10の実施の形態を説明する。本実施の形態も、例えば前述した第3〜第7の実施の形態における撮影画像投影装置において、画角内に全てが収まらない書面資料Aが撮影された撮影画像に対して前述したように、矩形歪みや傾きの補正を行った後、必要な用紙部分を切り抜くときのPC2の処理に関するものである。
【0067】
すなわち本実施の形態においてPC2は、図30のフローチャートに示したように、上記補正済み(画像変換後)の画像G2に対して、ユーザーに必要な用紙部分を、多角形領域で指定する操作を行わせる(ステップS231)。用紙部分の指定は、例えば図31(a)に示したように、マウス操作によりユーザーが投影したい多角形領域の各頂点を指定させることにより行う。次に、上記画像G2から、多角形で指定された領域に外接する最小矩形で画像を切り出し(ステップS232)、その画像から、ユーザーが指定していない部分の画像(領域)Gcを削除(又は白塗り)した後(ステップS233)、ステップS232で切り抜いた画像Gbを表示ソフトに送る(ステップS234、図31(b))。
【0068】
したがって、画角内に全てが収まらない書面資料Aが撮影された撮影画像に対しても最終的な最適化を行うことができ、しかもユーザーが必要な領域が矩形でない場合にも対応することができる。
【0069】
(第11の実施の形態)
次に、本発明の第11の実施の形態を説明する。本実施の形態は、前述した書面資料Aの撮影画像の適正化に用いる撮影角度を自動的にリアルタイムで、かつ正確に取得する方法に関するものである。本実施の形態においては、図1〜図3に示したと同様の構成を備えた撮影画像投影装置において、前記書画カメラ3に、図33に示したように、前記カメラ3cに固定された第1の重力センサ40と、前記カメラ台3aに固定された第2の重力センサ41とが付加されるとともに、PC2の前記記憶装置23に、PC2に後述する撮影角度取得処理を実行させるためのプログラムが格納されている。
【0070】
以下、本実施の形態のPC2における撮影角度取得処理の内容を図34のフローチャートに従って説明する。すなわちPC2は、カメラ3cに付加した第1の重力センサ40から鉛直方向L1を取得し(ステップS251)、その鉛直方向L1を基準としてカメラ3cの角度αを取得する(ステップS252)。次に、カメラ台3aに付加した第2の重力センサ41から鉛直方向L2を取得し(ステップS253)、その鉛直方向L2を基準としてカメラ台3aの角度βを取得する(ステップS254)。しかる後、カメラの傾きの角度αからカメラ台の傾きの角度βを差し引くことで、カメラ3cの真の傾きの角度(撮影角度)Δを取得する(ステップS255)。
【0071】
したがって、本実施の形態においても、上述した手順により取得した撮影角度(Δ)を用いることにより撮影画像の適正化を行うことができる。つまりカメラ台3aに置いた書面資料Aの撮影画像に対し、撮影角度(Δ)を用いて縦、横方向の台形補正を行うことにより、書面資料Aを垂直方向から撮影したとき得られるものと同様の画像を取得することができる。
【0072】
しかも、前述した第3及び第4の実施の形態のような事前準備を行うことなく、撮影角度(Δ)を自動的にリアルタイムで、かつ正確に取得することができるため、使い勝手がよい。
【0073】
なお、以上説明した各実施の形態における撮影画像投影装置においては、プロジェクタ1によって本発明の投影手段が実現され、かつPC2によって本発明の補正手段が実現されたものであって、撮影画像の補正に関する種々の画像処理がPC2によって行われるものについて説明したが、前述した種々の画像処理をプロジェクタ1や書画カメラ3に行わせるようにしてもよい。その場合にはPC2を廃止することもできる。さらには、プロジェクタ1と書画カメラ3とを一体化させた構成とすることもできる。
【0074】
【発明の効果】
以上説明したように第1の発明においては、撮影画像から取得された該撮影画像の外周から最も近い4直線である撮影対象のエッジ情報から4つの交点を求め、該4交点を前記書面資料領域に外接する最小の矩形の4頂点に移動させるよう前記撮影画像を補正し、当該矩形部分を切り抜いて投影するため、矩形歪みがなく、しかも無用の外枠部分が存在しない良好な撮影画像をスクリーンSに投影することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の各実施の形態に共通する撮影画像投影装置の構成図である。
【図2】同撮影画像投影装置の電気的構成の概略を示すブロック図である。
【図3】第1〜第10の実施の形態における書画カメラの電気的構成の概略を示すブロック図である。
【図4】各実施の形態に共通する撮影画像投影装置の基本動作を示すフローチャートである。
【図5】第1の実施の形態におけるPCによる矩形変形処理の手順を示すフローチャートである。
【図6】同矩形変形処理の説明図である。
【図7】同矩形変形処理による形状変換の内容を示す説明図である。
【図8】PCによる縦横比変形処理の手順を示すフローチャートである。
【図9】同縦横比変形処理の内容を示す説明図である。
【図10】同縦横比変形処理の終了後におけるPCの動作を示すフローチャートである。
【図11】PCによる切り抜き処理の内容を示す説明図である。
【図12】第2の実施の形態を示す、PC2による方向検出処理の内容を示すフローチャートである。
【図13】撮影画像に歪みが発生する理由、及びその状態を示す説明図である。
【図14】第3の実施の形態における撮影角度を取得する際の手順を示すフローチャートである。
【図15】撮影角度を取得する際の書画カメラの状態等を示す説明図である。
【図16】第4の実施の形態における撮影角度を取得する際の手順を示すフローチャートである。
【図17】撮影角度を取得する際の書画カメラの状態等を示す説明図である。
【図18】本発明の第5実施の形態におけるPCによる回転補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図19】撮影画像に対する走査方向の順番を示す説明図である。
【図20】ドキュメントと走査方向と周辺分布との関係を示す模式図である。
【図21】周辺分布が正規でないときのドキュメントと走査方向と周辺分布との関係を示す模式図である。
【図22】本発明の第6実施の形態におけるPCによる回転補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図23】同回転補正処理の説明図である。
【図24】本発明の第7実施の形態におけるPCによる回転補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図25】同回転補正処理の説明図である。
【図26】本発明の第8実施の形態におけるPCの動作を示すフローチャートである。
【図27】同PCの動作を示す説明図である。
【図28】本発明の第9実施の形態におけるPCの動作を示すフローチャートである。
【図29】同PCの動作を示す説明図である。
【図30】本発明の第10実施の形態におけるPCの動作を示すフローチャートである。
【図31】同PCの動作を示す説明図である。
【図32】第11の実施の形態における書画カメラの電気的構成の概略を示すブロック図である。
【図33】同実施の形態におけるPCの撮影角度取得処理の内容を示すフローチャートである。
【図34】撮影角度を取得する際の書画カメラの状態等を示す説明図である。
【符号の説明】
1 プロジェクタ
2 パーソナルコンピュータ(PC)
3 書画カメラ
3a カメラ台
3b 支柱
3c カメラ
4 RGBケーブル
5 USBケーブル
21 CPU
22 RAM
23 記憶装置
24 入力装置
31 CCD
40 第1の重力センサ
41 第2の重力センサ
A 書面資料
G1 撮影画像
Ga 書面資料領域
S スクリーン
Claims (5)
- 書面資料が撮影された撮影画像から、該撮影画像の外周から最も近い4直線を撮影対象のエッジ情報として取得する取得手段と、
この取得手段により取得されたエッジ情報から前記4直線の4つの交点を求めて四角形の書面資料領域とし、該4交点を前記書面資料領域に外接する最小の矩形の4頂点に移動させるよう前記書面資料領域を補正する補正手段と、
この補正手段による補正後の撮影画像から書面資料の画像領域を切り抜く切り抜き手段と、
該切り抜いた矩形部分をスクリーンに投影する投影手段と
を備えたことを特徴とする撮影画像投影装置。 - 前記補正手段は、前記撮影画像における書面資料の画像領域の矩形歪みを補正することを特徴とする請求項1記載の撮影画像投影装置。
- 前記補正手段は、さらに前記撮影画像における書面資料の画像領域の縦横比を補正することを特徴とする請求項1又は2記載の撮影画像投影装置。
- 撮影画像投影装置における撮影画像の補正方法であって、
書面資料が撮影された撮影画像から、該撮影画像の外周から最も近い4直線を撮影対象のエッジ情報として取得する工程と、
この取得する工程により取得されたエッジ情報から前記4直線の4つの交点を求めて四角形の書面資料領域とし、該4交点を前記書面資料領域に外接する最小の矩形の4頂点に移動させるよう前記書面資料領域を補正する工程と、
この補正する工程による補正後の撮影画像から、書面資料の画像領域を切り抜く工程と、
この切り抜く工程で切り抜いた矩形部分をスクリーンに投影する工程と
を含むことを特徴とする撮影画像の補正方法。 - 撮影画像投影装置が有するコンピュータに、
書面資料が撮影された撮影画像から、該撮影画像の外周から最も近い4直線を撮影対象のエッジ情報として取得する取得手段と、
この取得手段により取得されたエッジ情報から前記4直線の4つの交点を求めて四角形の書面資料領域とし、該4交点を前記書面資料領域に外接する最小の矩形の4頂点に移動させるよう前記書面資料領域を補正する補正手段と、
この補正手段による補正後の撮影画像から、書面資料の画像領域を切り抜く切り抜き手段と、
該切り抜いた矩形部分をスクリーンに投影する投影手段と
して機能させるためのプログラム。
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