JP6138949B2 - 差分カメラを利用した映像処理装置 - Google Patents
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Description
最近、カメラを利用して、コンピュータ画面のマウスカーソルアイコンを撮影して認識し、ポインティング作業を行うことが可能な技術が開発された。例えば、本発明の発明者の特許技術である韓国特許10−0936816号「カメラとマーク出力とによるポインティング装置」がある。前記ポインティング技術は、ディスプレイに、奇数番目のフレームには、マーク映像を出力し、偶数番目のフレームには、正常映像を出力し、映像処理部は、奇数番目のフレームを撮影したイメージでマークを認識し、ポインティング座標を算出する技術を含む。そのようなマークが、図1でのように、マウスカーソルアイコンICCであり、画面中心領域に存在するならば、カメラで撮影した映像において、マウスカーソルアイコン周辺に余白が十分であり、マウスカーソルアイコンを容易に検出することができる。しかし、マウスカーソルアイコンICEが、図1のディスプレイ画面DSの境界線に存在する場合には、ディスプレイ外部の事物のパターンPTから分離させて検出し難いという問題がある。特に、周辺事物が、マウスカーソルアイコンと、色や形態が類似しているならば、マークを検出することもできない。そして、マークがたとえ画面中心領域に存在するにしても、カメラレンズとして広角レンズを使用したり、あるいはディスプレイとカメラとの距離が遠く、撮影されたイメージにディスプレイ周辺事物が、マウスカーソルアイコンと共に撮影される場合、その事物とマウスカーソルアイコンとを区別するのに時間がかかるという問題がある。
(段階1)ディスプレイに出力されたマーク映像MIを撮影する。
(段階2)ディスプレイに出力されたマーク領域MKの明るさを暗く調整した普通映像OIを撮影する。
(段階3)前述の段階1,2で撮影された2映像の差分映像(一次差分、マーク映像から普通映像を取り除いた映像)において、ピクセル値が正数である領域を検出する。
(段階4)段階1で撮影したマーク映像において、事物の境界線領域を求める。
(段階5)段階3で求めた差分ピクセル値が正数である領域から、段階4で求めた事物の境界線領域を除いた残りの領域を求め(二次差分)、その領域を調べてマークを検出する。
本実施形態2は、前記実施形態1の変形例である。前記実施形態1は、黒色空白映像(空白映像は、全てのピクセル値が同一である映像を意味する)に、マーク映像を合成した映像をディスプレイに出力し、その次の瞬間には、普通映像の対応するマーク部分を暗く調整した普通映像をディスプレイに出力した映像をそれぞれ撮影して差分し、マークを検出する方式である。
本実施形態3は、前記実施形態1の変形例である。前記実施形態1は、黒色空白映像(空白映像は、全てのピクセル値が同一である映像を意味する)にマーク映像を合成した映像をディスプレイに出力し、その次の瞬間には、普通映像の対応するマーク部分を暗く調整した普通映像を、ディスプレイに出力した映像をそれぞれ撮影して差分し、マークを検出する方式である。それに比べて本実施形態3は、普通映像の対応するマーク部分を暗く調整した普通映像を、ディスプレイに出力する代わりに、黒色空白映像を出力した後、普通映像を出力する方式である(出力順序は、変わってもよい。すなわち、普通映像を出力した後、空白映像を出力してもよい)。すなわち、本実施形態3は、3種の映像(マーク映像、空白映像、普通映像)を交互に迅速に出力し、そのうち、マーク映像と空白映像とを撮影した2映像の差分を計算し、マーク部分を検出する方式である。該方式を使用すれば、実施形態1のように、普通映像に対して、マーク部分を暗く処理する必要がない。従って、マークによって普通映像が隠されるという問題が解決される。すなわち、マーク部分を暗く処理していない本来の普通映像とマーク映像とが迅速に交互に出力されるので、ユーザは、マークがまるで半透明のy9おうに見え、マーク部分にある部分の普通映像を見ることができる。しかし、前記実施形態1の方法は、普通映像のマーク部分を暗く処理することにより、マーク部分の普通映像を見ることができないという問題がある。
本実施形態4は、前記実施形態1の変形例である。前記実施形態1は、黒色空白映像(空白映像は、全てのピクセル値が同一である映像を意味する)にマーク映像を合成した映像をディスプレイに出力し、その次の瞬間には、普通映像の対応するマーク部分を暗く調整した普通映像をディスプレイに出力した映像をそれぞれ撮影して差分し、マークを検出する方式である。それに比べて本実施形態4は、ユーザにマークを見せない構成に係わるものである。例えば、TVホームショッピング放送中に、画面に小さくQRコードが出力される。そのようなQRコードは、本来画面を隠さないように、画面隅に小さく出力されているために、そのQRコードを、QRコード認識アプリが実行されるスマーフォンのカメラで撮影するためには、ユーザは、TV画面に近づかなければならないという不都合がある。もしそのようなマークを画面全体に表示する代わりに、肉眼には見えないが、カメラは撮影することができるならば便利であろう。
本実施形態5は、前記実施形態4の変形例である。本実施形態5は、前記実施形態4で出力する黒色空白映像に、マークだけ合成した映像(第1映像)、前記第1映像の補色反転映像(第2映像)、及び本来出力する普通映像(第3映像)に付け加え、黒色空白映像(第4映像)をさらに出力し、第1映像と第4映像との差分でマークを求める方式である。このようにすれば、前記実施形態4の場合より、さらに容易にマークを検出することができる。
前記実施形態6のマークを、点滅する光源で代替することもできる。例えば、交通信号灯の光源を迅速に点滅させ、その点滅周期に合うようにカメラで信号灯を撮影し、前記実施形態1の差分方法で、信号灯を検出することができる。例えば、信号灯を1秒に60回フリッカするように調整すれば、肉眼には、信号灯が常時点灯されているように見える。信号灯が点灯された瞬間に撮影した映像は、前記実施形態1のマーク映像に該当し、信号灯が消えた状態で撮影した映像は、普通映像に対応する。そのようなマーク映像から普通映像を取り除けば、マーク部分だけ明るく表示される。もしカメラが動いたならば、信号灯周辺の事物の境界線領域も明るく表示される。その場合には、前記実施形態1のように、二次差分で、その事物の境界線領域を求めて除去すれば、信号灯部分だけ明るく表示される。そのような点滅光源を、カメラと映像処理手段とが含まれたロボットまたは無人自動車が認識して自律走行を行うこともできる。
[発明の項目]
[項目1]
映像処理装置において、
第1映像と第2映像とを交互に出力するディスプレイと、
前記2映像を撮影するカメラと、
前記カメラで撮影した第1映像と第2映像との差分映像において、ピクセル値が0ではない領域でマークを検出する映像処理手段と
を含み、
前記第1映像は、マークを含む映像であることを特徴とする、差分カメラを利用した映像処理装置。
[項目2]
前記映像処理手段は、前記差分映像のピクセル値が0ではない領域において、事物の境界線領域を除いた領域で、マークを検出することを特徴とする、項目1に記載の差分カメラを利用した映像処理装置。
[項目3]
前記映像処理手段は、以前瞬間に撮影した第1映像と、現在撮影した第1映像との差分映像、または以前瞬間に撮影した第2映像と、現在撮影した第2映像との差分映像から、事物の境界線映像を求めることを特徴とする、項目2に記載の差分カメラを利用した映像処理装置。
[項目4]
前記第1映像は、マーク映像であり、
前記第2映像は、普通映像であることを特徴とする、項目1〜3のいずれか1項に記載の差分カメラを利用した映像処理装置。
[項目5]
前記普通映像は、マーク領域に対応する領域の明るさを暗く調整した映像であることを特徴とする、項目4に記載の差分カメラを利用した映像処理装置。
[項目6]
前記第1映像は、普通映像の第1カラーの補色カラー成分映像に、マーク映像の第1カラー成分映像を合成した映像であり、
前記第2映像は、普通映像の第1カラー成分映像に、マークの第1カラーの補色カラー成分映像を合成した映像であり、
前記映像処理手段は、前記2映像を撮影した2映像の第1カラー成分映像の差分映像を調べ、そのピクセル値が0ではない領域でマークを検出することを特徴とする、項目1〜3のいずれか1項に記載の差分カメラを利用した映像処理装置。
[項目7]
前記ディスプレイは、第3映像をさらに出力し、
前記第1映像は、マーク映像であり、
前記第2映像は、空白映像であり、
前記第3映像は、普通映像であることを特徴とする、項目1〜3のいずれか1項に記載の差分カメラを利用した映像処理装置。
[項目8]
前記ディスプレイは、第3映像をさらに出力し、
前記第1映像は、マーク映像であり、
前記第2映像は、前記マーク映像の補色反転映像であり、
前記第3映像は、普通映像であることを特徴とする、項目1〜3のいずれか1項に記載の差分カメラを利用した映像処理装置。
[項目9]
前記ディスプレイは、第3映像と第4映像とをさらに出力し、
前記第1映像は、マーク映像であり、
前記第2映像は、空白映像であり、
前記第3映像は、普通映像であり、
前記第4映像は、前記マーク映像の補色反転映像であることを特徴とする、項目1〜3のいずれか1項に記載の差分カメラを利用した映像処理装置。
[項目10]
前記第1映像は、点灯された光源映像であり、
前記第2映像は、消えた光源映像であることを特徴とする、項目1〜3のいずれか1項に記載の差分カメラを利用した映像処理装置。
[項目11]
前記マークは、マウスカーソルアイコンであり、
前記映像処理手段は、2映像の差分イメージを調べ、そのピクセル値が0ではない領域でマウスカーソルアイコンを検出し、ポインティング信号を出力することを特徴とする、項目1〜3のいずれか1項に記載の差分カメラを利用した映像処理装置。
[項目12]
前記マークは、増強現実用マーク、あるいは情報出力用の文字またはマークであり、
前記映像処理手段は、2映像の差分イメージを調べ、そのピクセル値が0ではない領域でマークを検出し、カメラとマークとの三次元相対位置と方向とを検出し、増強現実映像を出力することを特徴とする、項目1〜3のいずれか1項に記載の差分カメラを利用した映像処理装置。
[項目13]
(段階1)マークを含む第1映像を撮影する段階と、
(段階2)第2映像を撮影する段階と、
(段階3)前記段階1及び前記段階2で撮影された2映像の差分映像において、ピクセル値が0ではない領域を検出する段階と、
(段階4)マーク映像または普通映像において、事物の境界線領域を求める段階と、
(段階5)前記段階3で求めた差分ピクセル値が0ではない領域から、前記段階4で求めた事物の境界線領域を除いた残りの領域を求め、その領域を調べてマークを検出する段階と
を含むことを特徴とする、差分カメラを利用した映像処理方法。
[項目14]
(段階1)マークを含む第1映像を撮影する段階と、
(段階2)第2映像を撮影する段階と、
(段階3)前記段階1及び前記段階2で撮影された2映像の差分映像において、ピクセル値が0ではない領域を検出する段階と、
(段階4)マーク映像または普通映像において、事物の境界線領域を求める段階と、
(段階5)前記段階3で求めた差分ピクセル値が0ではない領域から、前記段階4で求めた事物の境界線領域を除いた残りの領域を求め、その領域を調べてマークを検出する段階と
を含むことを特徴とする、差分カメラを利用した映像処理方法を実行するためのプログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
Claims (11)
- 映像処理装置において、
第1映像と第2映像とを交互に出力するディスプレイと、
前記2映像を撮影するカメラと、
前記カメラで撮影した第1映像と第2映像との差分映像において、ピクセル値が0ではない領域のうち、事物の境界線領域を除いた領域でマークを検出する映像処理手段と
を含み、
前記第1映像は、マークを含む映像であり、
前記映像処理手段は、以前瞬間に撮影した第1映像と、現在撮影した第1映像との差分映像、または以前瞬間に撮影した第2映像と、現在撮影した第2映像との差分映像から、前記事物の境界線領域を判断することを特徴とする、差分カメラを利用した映像処理装置。 - 前記第1映像は、マーク映像であり、
前記第2映像は、普通映像であることを特徴とする、請求項1に記載の差分カメラを利用した映像処理装置。 - 前記普通映像は、マーク領域に対応する領域の明るさを暗く調整した映像であることを特徴とする、請求項2に記載の差分カメラを利用した映像処理装置。
- 前記第1映像は、普通映像の第1カラーの補色カラー成分映像に、マーク映像の第1カラー成分映像を合成した映像であり、
前記第2映像は、普通映像の第1カラー成分映像に、マークの第1カラーの補色カラー成分映像を合成した映像であり、
前記映像処理手段は、前記2映像を撮影した2映像の第1カラー成分映像の差分映像を調べ、そのピクセル値が0ではない領域でマークを検出することを特徴とする、請求項1に記載の差分カメラを利用した映像処理装置。 - 前記ディスプレイは、第3映像をさらに出力し、
前記第1映像は、マーク映像であり、
前記第2映像は、空白映像であり、
前記第3映像は、普通映像であることを特徴とする、請求項1に記載の差分カメラを利用した映像処理装置。 - 前記ディスプレイは、第3映像をさらに出力し、
前記第1映像は、マーク映像であり、
前記第2映像は、前記マーク映像の補色反転映像であり、
前記第3映像は、普通映像であることを特徴とする、請求項1に記載の差分カメラを利用した映像処理装置。 - 前記ディスプレイは、第3映像と第4映像とをさらに出力し、
前記第1映像は、マーク映像であり、
前記第2映像は、空白映像であり、
前記第3映像は、普通映像であり、
前記第4映像は、前記マーク映像の補色反転映像であることを特徴とする、請求項1に記載の差分カメラを利用した映像処理装置。 - 前記第1映像は、点滅する光源で点灯された光源を撮影した映像に該当し、
前記第2映像は、点滅する光源で消えた光源を撮影した映像に該当し、
前記マークは、前記第1映像で点灯された光源に該当し、
前記第1映像と前記第2映像との差分映像から前記点灯された光源が検出されることを特徴とする、請求項1に記載の差分カメラを利用した映像処理装置。 - 前記マークは、マウスカーソルアイコンであり、
前記映像処理手段は、2映像の差分イメージを調べ、そのピクセル値が0ではない領域でマウスカーソルアイコンを検出し、ポインティング信号を出力することを特徴とする、請求項1に記載の差分カメラを利用した映像処理装置。 - (段階1)マークを含む第1映像を撮影する段階と、
(段階2)第2映像を撮影する段階と、
(段階3)前記段階1及び前記段階2で撮影された2映像の差分映像において、ピクセル値が0ではない領域を検出する段階と、
(段階4)マーク映像または普通映像において、事物の境界線領域を求める段階と、
(段階5)前記段階3で求めた差分ピクセル値が0ではない領域から、前記段階4で求めた前記事物の境界線領域を除いた残りの領域を求め、その領域を調べてマークを検出する段階と
を含み、
前記段階4は、以前瞬間に撮影した第1映像と、現在撮影した第1映像との差分映像、または以前瞬間に撮影した第2映像と、現在撮影した第2映像との差分映像から、前記事物の境界線領域を判断する段階を含むことを特徴とする、差分カメラを利用した映像処理方法。 - (段階1)マークを含む第1映像を撮影する段階と、
(段階2)第2映像を撮影する段階と、
(段階3)前記段階1及び前記段階2で撮影された2映像の差分映像において、ピクセル値が0ではない領域を検出する段階と、
(段階4)マーク映像または普通映像において、事物の境界線領域を求める段階と、
(段階5)前記段階3で求めた差分ピクセル値が0ではない領域から、前記段階4で求めた前記事物の境界線領域を除いた残りの領域を求め、その領域を調べてマークを検出する段階と
を含み、
前記段階4は、以前瞬間に撮影した第1映像と、現在撮影した第1映像との差分映像、または以前瞬間に撮影した第2映像と、現在撮影した第2映像との差分映像から、前記事物の境界線領域を判断する段階を含むことを特徴とする、差分カメラを利用した映像処理方法を実行するためのプログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
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