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公開番号2025131991
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-10
出願番号2024029280
出願日2024-02-29
発明の名称算出方法、プログラム、及び情報処理装置
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人弁理士法人旺知国際特許事務所
主分類H04N 23/60 20230101AFI20250903BHJP(電気通信技術)
要約【課題】プロジェクターから平面状の投射面に投射したパターンの撮像画像に基づいて当該投射面の法線ベクトルを算出する際の算出精度を向上させる。
【解決手段】プロジェクターにより投射面に投射されるパターンにおいて予め設定された第1の対応点、当該パターンを投射されている投射面を2カ所以上の位置からカメラにより撮像することで得られた2以上の撮像画像の各々において第1の対応点に対応する第2の対応点、カメラの内部パラメーターの推定値、及びプロジェクターの内部パラメーターを用いて、第1の対応点と第2の対応点とを対応付ける変換行列を撮像画像毎に算出し、撮像画像毎に算出された変換行列の各々から算出される投射面の法線ベクトルを比較することにより、投射面の法線ベクトルを推定する算出処理SA150を含む算出方法を提供する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
平面状の投射面に、カメラによって検出可能なパターンをプロジェクターから投射することと、
第１の位置から前記パターンを前記カメラにより撮像することで得られた第１の撮像画像に基づいて、前記第１の撮像画像の座標系を前記プロジェクターの座標系の一方から他方へ変換するための第１の変換行列を算出することと、
前記第１の位置とは異なる第２の位置から前記パターンを前記カメラにより撮像することで得られた第２の撮像画像に基づいて、前記第２の撮像画像の座標系及び前記プロジェクターの座標系の一方から他方へ変換するための第２の変換行列を算出することと、
前記第１の変換行列に基づいて算出される前記投射面の第１法線ベクトルと、前記第２の変換行列に基づいて算出される前記投射面の第２法線ベクトルと、前記カメラの内部パラメーターと、前記プロジェクターの内部パラメーターと、に基づいて、前記投射面の法線ベクトルを推定することと、
を含む算出方法。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記プロジェクターにより投射する画像の外形を補正するためのパラメーターを、前記推定された法線ベクトルに基づいて算出することを更に含む、請求項１に記載の算出方法。
【請求項３】
前記第１の変換行列及び前記第２の変換行列から算出される再投影誤差が最小になるように、前記カメラの内部パラメーターを推定することを更に含む、請求項１に記載の算出方法。
【請求項４】
前記投射面の法線ベクトルを推定することは、
前記推定された前記カメラの内部パラメーターを用いて算出し直された前記第１の変換行列及び前記第２の変換行列に基づき、前記法線ベクトルを推定し直すことを含む、請求項３に記載の算出方法。
【請求項５】
前記カメラは、可搬装置が備え、
前記可搬装置は、重力方向を検出するセンサーを備え、
前記投射面を正面から見たときに前記プロジェクターにより前記投射面に投射された画像の外形が長方形になり、且つ前記長方形の一辺が前記重力方向に沿うように、前記プロジェクターにより投射する画像を補正するためのパラメーター、を前記センサーにより検出された重力方向と前記推定された法線ベクトルとに基づいて算出することを更に含む、
請求項１に記載の算出方法。
【請求項６】
前記法線ベクトルを推定することは、
前記変換行列から推定される前記カメラの外部パラメーターを用いて、前記第１の撮像画像と前記第２の撮像画像とを含む複数の撮像画像のうち、撮像した位置の間の距離が閾値以上である２以上の撮像画像を選択を用いて前記法線ベクトルを推定することを含む、
請求項１に記載の算出方法。
【請求項７】
前記閾値は、前記投射面と前記プロジェクターとの間の距離に応じて定められる、請求項６に記載の算出方法。
【請求項８】
コンピューターに、
平面状の投射面に、カメラによって検出可能なパターンをプロジェクターから投射することと、
第１の位置から前記パターンを前記カメラにより撮像することで得られた第１の撮像画像に基づいて、前記第１の撮像画像の座標系を前記プロジェクターの座標系の一方から他方へ変換するための第１の変換行列を算出することと、
前記第１の位置とは異なる第２の位置から前記パターンを前記カメラにより撮像することで得られた第２の撮像画像に基づいて、前記第２の撮像画像の座標系及び前記プロジェクターの座標系の一方から他方へ変換するための第２の変換行列を算出することと、
前記第１の変換行列に基づいて算出される前記投射面の第１法線ベクトルと、前記第２の変換行列に基づいて算出される前記投射面の第２法線ベクトルと、前記カメラの内部パラメーターと、前記プロジェクターの内部パラメーターと、に基づいて、前記投射面の法線ベクトルを推定することと、
を実行させるプログラム。
【請求項９】
平面状の投射面に画像を投射するプロジェクターと通信する通信装置と、
前記プロジェクターから前記投射面に投射された画像を撮像するカメラと、
処理装置と、を備え、
前記処理装置は、
前記投射面に、前記カメラによって検出可能なパターンを前記プロジェクターから投射することと、
第１の位置から前記パターンを前記カメラにより撮像することで得られた第１の撮像画像に基づいて、前記第１の撮像画像の座標系を前記プロジェクターの座標系の一方から他方へ変換するための第１の変換行列を算出することと、
前記第１の位置とは異なる第２の位置から前記パターンを前記カメラにより撮像することで得られた第２の撮像画像に基づいて、前記第２の撮像画像の座標系及び前記プロジェクターの座標系の一方から他方へ変換するための第２の変換行列を算出することと、
前記第１の変換行列に基づいて算出される前記投射面の第１法線ベクトルと、前記第２の変換行列に基づいて算出される前記投射面の第２法線ベクトルと、前記カメラの内部パラメーターと、前記プロジェクターの内部パラメーターと、に基づいて、前記投射面の法線ベクトルを推定することと、
を実行する、情報処理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、算出方法、プログラム、及び情報処理装置、に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
映像表示装置の一例として、投射スクリーン等の投射面に映像を投射することにより映像を表示するプロジェクターが挙げられる。投射面と映像表示装置との位置関係によっては、映像表示装置により対象物に表示される映像に台形歪み等の歪みが生じる場合がある。この歪みを補正する技術が種々提案されており、その一例としては特許文献１に開示の技術が挙げられる。特許文献１には、光変調器における画像を撮像部により撮像された撮像画像に射影変換する変換行列に基づいて、投射面の法線ベクトルを算出し、この法線ベクトルに基づいて歪み補正を行うプロジェクターが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４―１８７５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示の技術では、１つの変換行列から複数の法線ベクトルが解として算出される場合があり、法線ベクトルの算出精度が十分でない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様の算出方法は、平面状の投射面に、カメラによって検出可能なパターンをプロジェクターから投射することと、第１の位置から前記パターンを前記カメラにより撮像することで得られた第１の撮像画像に基づいて、前記第１の撮像画像の座標系を前記プロジェクターの座標系の一方から他方へ変換するための第１の変換行列を算出することと、前記第１の位置とは異なる第２の位置から前記パターンを前記カメラにより撮像することで得られた第２の撮像画像に基づいて、前記第２の撮像画像の座標系及び前記プロジェクターの座標系の一方から他方へ変換するための第２の変換行列を算出することと、前記第１の変換行列に基づいて算出される前記投射面の第１法線ベクトルと、前記第２の変換行列に基づいて算出される前記投射面の第２法線ベクトルと、前記カメラの内部パラメーターと、前記プロジェクターの内部パラメーターと、に基づいて、前記投射面の法線ベクトルを推定することと、を含む。
【０００６】
本開示の一態様のプログラムは、コンピューターに、プロジェクターから画像を投射される平面状の投射面に、カメラによって検出可能なパターンを前記プロジェクターから投射することと、２カ所以上の位置から前記投射面を前記カメラにより撮像すること得られた２以上の撮像画像の各々から前記パターンを検出することと、前記パターンにおいて予め設定された第１の対応点、前記２以上の撮像画像の各々において前記第１の対応点に対応する第２の対応点、前記カメラの内部パラメーター、及び前記プロジェクターの内部パラメーターを用いて、前記第１の対応点と前記第２の対応点とを対応付ける変換行列を算出し、前記変換行列に基づいて前記投射面の法線ベクトルを算出することと、を実行させる。
【０００７】
本開示の情報処理装置は、平面状の投射面に画像を投射するプロジェクターと通信する通信装置と、前記プロジェクターから前記投射面に投射された画像を撮像するカメラと、処理装置と、を備え、前記処理装置は、前記カメラによって検出可能なパターンを、前記プロジェクターから前記投射面に投射することと、２カ所以上の位置から前記投射面を前記カメラにより撮像すること得られた２以上の撮像画像の各々から前記パターンを検出することと、前記パターンにおいて予め設定された第１の対応点、前記２以上の撮像画像の各々において前記第１の対応点に対応する第２の対応点、前記カメラの内部パラメーター、及び前記プロジェクターの内部パラメーターを用いて、前記第１の対応点と前記第２の対応点とを対応付ける変換行列を算出し、前記変換行列に基づいて前記投射面の法線ベクトルを算出することと、を実行する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の第１実施形態よる情報処理装置１０Ａを含む表示システム１の構成例を示す図である。
プロジェクター２０から投射面ＳＣへ投射する調整パターンの一例を示す図である。
情報処理装置１０Ａの構成例を示す図である。
ＵＩ画面Ｇ２０の一例を示す図である。
処理装置１１０がプログラムＰＲＡに従って実行する算出方法における処理の流れを示すフローチャートである。
算出処理ＳＡ１５０の処理内容を説明するための図である。
Ｈｏｍｏｇｒａｐｈｙ分解処理の説明図である。
カメラの内部パラメーターに誤差がない場合の法線ベクトルの算出例を示す図である。
カメラの内部パラメーターに誤差がある場合の法線ベクトルの算出例を示す図である。
本開示の第２実施形態による情報処理装置１０Ｂの構成例を示す図である。
処理装置１１０がプログラムＰＲＢに従って実行する算出方法における処理の流れを示すフローチャートである。
算出処理ＳＢ１５０の処理内容を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に述べる実施形態には技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかし、本開示の実施形態は、以下に述べる形態に限られるものではない。
１．実施形態
図１は、本開示の第１実施形態による情報処理装置１０Ａを含む表示システム１の構成例を示す図である。表示システム１は、情報処理装置１０Ａの他に、ネットワークＮＷを介して情報処理装置１０Ａと通信するプロジェクター２０を含む。ネットワークＮＷの具体例としては、有線或いは無線のＬＡＮ（Local Area Network）、有線或いは無線のＵＳＢ、又はＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（登録商標）が挙げられる。
【００１０】
プロジェクター２０は、投射面ＳＣに投射画像ＧＡを投射する。本実施形態における投射面ＳＣは、例えば表示システム１のユーザーの居室の内壁面の一つである。図１における矢印ｙは鉛直方向を表し、矢印ｘは鉛直方向に直交する２つの方向のうちの一方（以下、水平方向）を表し、ドットｚは鉛直方向に直交する２つの方向のうちの他方（以下、奥行方向）を表す。プロジェクター２０は、液晶パネル等、入力された画像データに応じた画像光を発生させる光変調器と、光変調器により発生させた画像光を投射面ＳＣに導く投射レンズ等を含む光学系とを有する。また、プロジェクター２０は、情報処理装置１０Ａから与えられる幾何補正値に従って、投射画像の歪みを補正する画像処理回路を有する。図１では、光変調器、光学系及び画像処理回路の図示は省略されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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