[发明专利]图像处理装置、图像处理系统及图像处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于从拍摄装置所拍摄的图像中检测规定的拍摄对象的图像处理装置、图像处理系统及图像处理方法。

背景技术

目前，已经存在从摄像机等拍摄装置所拍摄的图像(拍摄图像)中检测规定的拍摄对象的技术。例如，非专利文献1中记载了：在增强现实技术中，对用摄像机所拍摄到的拍摄图像中包含的标记进行图像识别处理的技术。具体而言，非专利文献1中记载着：通过用固定的阈值对拍摄图像进行二值化处理，来提取连接区域，并从所提取出的连接区域中选择大小及形状合适的图像作为标记候补，并对标记候补进行模式匹配，从而检测出标记。

然而，采用记载于非专利文献1中的检测标记的方法，在某些情况下(例如，明亮、昏暗、标记的一部分被用户的手指等遮蔽、标记相对摄像机不朝向正面、强烈的光线被标记反射等情况下)不一定能够以高精度或较小的处理负荷来检测标记。

并且，记载于非专利文献1的检测标记的方法不能防止标记的检测位置的抖动。

【非专利文献】加藤博一，Mark Billinghurst，浅野浩一，橘啓八郎、「マ一カ一追跡に基づく拡張現実感システムとそのキヤリブレ一シヨン」(基于标记追踪的增强现实系统及其校准)、日本バ一チヤルリアリテイ学会論文誌Vol.4No.4、1999年(日本虚拟现实学会论文杂志，Vol.4No.4，1999年)

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够以较高的精度或较小的处理负荷来检测出图像中的规定物体或图案的图像处理装置、图像处理系统及图像处理方法，或者能够防止或减轻所检测的规定物体或图案的位置的微小抖动的图像处理装置、图像处理系统及图像处理方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下构成。

本发明的第一构成例是一种图像处理装置，包括图像获取单元、边界像素检测单元、直线生成单元、顶点检测单元、位置姿势计算单元、虚拟摄像机设定单元、及显示控制单元。

上述图像获取单元用于从拍摄装置中获取图像。上述边界像素检测单元从上述图像中检测出表示物体或者显示在该物体上的图案的轮廓的一系列的边界像素。上述直线生成单元基于上述一系列的边界像素来生成多条直线。上述顶点检测单元基于上述多条直线来检测上述轮廓的顶点。上述位置姿势计算单元基于上述顶点来计算上述拍摄装置与上述物体的相对位置及姿势。上述虚拟摄像机设定单元根据上述位置及姿势来设定虚拟空间内的虚拟摄像机。上述显示控制单元使显示装置显示虚拟空间图像，该虚拟空间图像是通过用上述虚拟摄像机拍摄虚拟空间而得到的。

根据上述构成例，能够以较高的精度检测出包含在图像中的物体或图案的轮廓的顶点。

另外，作为变形例，上述直线生成单元可以包括将同一直线上的彼此分离的多条线段统合成一条线段的直线统合部。

根据上述变形例，即使在图像中包含的物体或图案的任何一个边的轮廓中断的情况下，也能够生成对应于该边的一条线段。

另外，作为其它变形例，上述直线生成单元也可以包括第一判断部及直线计算部，该第一判断部判断上述一系列的边界像素中的一部分边界像素是否在同一直线上；该直线计算部基于由上述第一判断部判断为是在同一直线上的一部分边界像素来计算直线。

另外，作为其它变形例，上述直线计算部也可以基于由上述第一判断部判断为是在同一直线上的多个边界像素，并用最小二乘法来计算各条直线。

根据上述变形例，能够以较高的精度检测出轮廓的顶点。另外，即使在检测出的物体或图案的轮廓的顶点附近的边界像素因周边环境的状况而大幅偏离的情况下，也可以显示出抖动较小的虚拟空间图像。

另外，作为其它变形例，上述直线生成单元也可以通过执行以上述一系列的边界像素中的任意一个边界像素为起点、沿着顺时针方向和逆时针方向中的某一方向追踪上述轮廓那样不断生成或更新直线的处理，来基于上述一系列的边界像素生成多条直线。

另外，作为其它变形例，上述直线生成单元也可以包括判断部，该判断部判断是否能够继续按同一追踪方向来生成或更新直线，若上述判断部判断为不能继续按同一追踪方向来生成或更新上述直线，则上述直线生成单元执行从上述起点开始、按与现在为止的追踪方向相反的追踪方向来不断生成或更新直线的处理。