ゲーム装置及びそのパターンマッチング方法
【課題】本発明は、外光等の影響を受けずに、遊技者の操作する操作体を容易に検出できるゲーム装置及びそのパターンマッチング方法を提供する
【解決手段】載置台上に載置され、かつ、透過型スクリーンに対向して位置する一または複数の前記操作体を検出する検出手段を備え、検出手段は、撮像装置によって捉えられた像に含まれる操作体の画像を、予め設定した所定領域毎に区別して検出するものであり、所定領域それぞれに対する平均輝度値を算出する算出手段と、算出手段により算出された平均輝度値を閾値として、当該平均輝度値に対応する操作体の画像を所定領域毎に二値化する二値化手段と、二値化手段により二値化された二値化画像と、予め記憶手段に記憶されている認識パターン画像とをマッチングするマッチング処理手段とを備える。
【解決手段】載置台上に載置され、かつ、透過型スクリーンに対向して位置する一または複数の前記操作体を検出する検出手段を備え、検出手段は、撮像装置によって捉えられた像に含まれる操作体の画像を、予め設定した所定領域毎に区別して検出するものであり、所定領域それぞれに対する平均輝度値を算出する算出手段と、算出手段により算出された平均輝度値を閾値として、当該平均輝度値に対応する操作体の画像を所定領域毎に二値化する二値化手段と、二値化手段により二値化された二値化画像と、予め記憶手段に記憶されている認識パターン画像とをマッチングするマッチング処理手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、スクリーンに投影される画像に従ってゲームを進行させるゲーム装置であって、特に、遊戯者が操作する操作体を利用してゲームを進行させるゲーム装置及びそのパターンマッチング方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、スクリーンに投影される画像に従ってゲームを進行するゲーム装置として、例えば、下記特許文献1に記載されたゲーム装置がある。このゲーム装置では、遊戯者が操作するスティックでスクリーン上をタッチする等してゲームを進行している。具体的には、スクリーンに表示されたマトをスティックで叩いたり、スクリーンに表示された敵キャラクタをスティックでタッチしたまま移動させたりしながらゲームを進行している。
【0003】
また、インタラクティブな入出力環境を強化拡大する情報入出力装置として、例えば、下記特許文献2に記載された情報入出力装置がある。この情報入出力装置では、CCDカメラの撮像信号に基づいて反射光量の変化を検出画像情報として捉えた上で、この画像情報に基づいて得られる入力情報に応答して、例えば半透明面に対する表示などのための所要の制御を実行する。
【特許文献1】特開2007−172585号公報
【特許文献2】特開平11−053111号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、従来のゲーム装置では、例えば、昼と夜や、晴れの日と雨の日の場合等の外部環境の影響で、スクリーン上をスティックでタッチする際のスティックのタッチ部分のパターン検出に差異が生じ、一律の検出閾値では当該タッチ部分を検出することが困難であるという問題がある。また、大型のスクリーンを使用しているため、スクリーン上における中心部分と端部の位置関係等の内部環境の影響によっても、スティックのタッチ部分のパターン検出に差異が生じ、一律の検出閾値では当該タッチ部分を検出することが困難であるという問題がある。
【0005】
また、従来の情報入出力装置では、上述の場合と同様に、外部環境等の影響によって反射光量の変化に差異が生じ、一律の検出閾値では反射光量の変化を検出することが困難であるという問題がある。
【0006】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、外光等の影響を受けずに、遊技者の操作する操作体を容易に検出できるゲーム装置及びそのパターンマッチング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述した課題を解決するため、本発明にかかるゲーム装置は、透過型スクリーンと、前記透過型スクリーンの前面側に設けられ、遊戯者が操作する操作体を載置するための載置台と、前記透過型スクリーンを透過する所定波長の光を当該透過型スクリーンの背面側から当該透過型スクリーンに向けて投射する光源と、前記所定波長の光が、前記スクリーンの前面側に載置された操作体で反射し、当該反射光を前記透過型スクリーンの背面側から像として捉える撮像装置と、前記載置台上に載置され、かつ、前記透過型スクリーンに対向して位置する一または複数の前記操作体を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された前記操作体の載置状態を判定し、当該判定に応じてゲーム画像を含むゲーム状況を制御するゲーム制御手段とを備え、前記検出手段は、前記撮像装置によって捉えられた像に含まれる前記操作体の画像を、予め設定した所定領域毎に区別して検出するものであり、前記所定領域それぞれに対する平均輝度値を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記平均輝度値を閾値として、当該平均輝度値に対応する前記操作体の画像を前記所定領域毎に二値化する二値化手段と、前記二値化手段により二値化された二値化画像と、予め記憶手段に記憶されている認識パターン画像とをマッチングするマッチング処理手段とを備える。
【0008】
また、本発明にかかるゲーム装置のパターンマッチング方法は、透過型スクリーンと、前記透過型スクリーンの前面側に設けられ、遊戯者が操作する操作体を載置するための載置台と、前記透過型スクリーンを透過する所定波長の光を当該透過型スクリーンの背面側から当該透過型スクリーンに向けて投射する光源と、前記所定波長の光が、前記スクリーンの前面側に載置された操作体で反射し、当該反射光を前記透過型スクリーンの背面側から像として捉える撮像装置と、前記載置台上に載置され、かつ、前記透過型スクリーンに対向して位置する一または複数の前記操作体を検出する検出部と、前記検出部によって検出された前記操作体の載置状態を判定し、当該判定に応じてゲーム画像を含むゲーム状況を制御するゲーム制御部とを備え、前記検出部は、前記撮像装置によって捉えられた像に含まれる前記操作体の画像を、予め設定した所定領域毎に区別して検出するものであり、前記検出部が、前記所定領域それぞれに対する平均輝度値を算出する第1のステップと、前記第1のステップにおいて算出した前記平均輝度値を閾値として、当該平均輝度値に対応する前記操作体の画像を前記所定領域毎に二値化する第2のステップと、前記第2のステップにおいて二値化した二値化画像と、予め記憶部に記憶されている認識パターン画像とをマッチングする第3のステップとを備える。
【0009】
従って、操作体の検出位置ごとの平均輝度値を算出するため、大型のスクリーンを使用する場合であっても、外部環境等の影響に左右されることなく、二値化画像と認識パターン画像とをマッチングすることができる。
【0010】
また、上記ゲーム装置は、前記二値化手段は、前記平均輝度値と、前記記憶手段に格納されている、前記操作体の検出位置ごとの画像を二値化するか否かを判断する固定値とを比較し、前記平均輝度値が前記固定値以上である場合に、当該平均輝度値に対応する前記操作体の検出位置ごとの画像を二値化する。これにより、前記平均輝度値が前記固定値より小さい場合には、その後の二値化処理やマッチング処理を行うことなく、前記操作体の検出位置に前記操作体が載置されていないと判断するため、一段と処理を高速化することができる。
【0011】
さらに、上記ゲーム装置は、前記二値化手段により二値化された二値化画像の所定のピクセル及び当該ピクセルの4近傍のピクセルの輝度値を算出し、当該ピクセルの輝度値がその4近傍のすべての輝度値と異なる場合に、当該ピクセルの輝度値をその4近傍の輝度値と同一の輝度値に変換するノイズ除去手段を備える。これにより、撮影画像のノイズが除去されるため、一段と精度の高いマッチング処理を行うことができる。
【0012】
さらに、上記ゲーム装置は、前記マッチング処理手段は、前記二値化画像の中央のピクセルを中心とする前記二値化画像よりも小さいピクセル数の範囲で、前記二値化画像と前記認識パターン画像とをマッチングする。これにより、適正な範囲で前記二値化画像と前記認識パターン画像とをマッチングするため、一段と処理を高速化することができる。
【0013】
さらに、上記ゲーム装置は、前記マッチング処理手段は、前記二値化画像のピクセルの輝度値と、対応する前記認識パターン画像の複数の判定ポイントの輝度値とが同一であるか否かを判断し、所定数の判定ポイントの輝度値が対応する前記二値化画像のピクセルの輝度値と同一である場合に、前記二値化画像と前記認識パターン画像が同一であると判断する。これにより、前記二値化画像のピクセルの輝度値と、対応する前記認識パターン画像の複数の判定ポイントのみについて判断するため、一段と迅速にマッチング処理を行うことができる。
【0014】
さらに、上記ゲーム装置は、前記マッチング処理手段によるマッチング結果に応じて、前記操作体に対応する画像を前記ゲーム画像に合成する映像形成手段を備える。これにより、前記載置台に載置された前記操作体をゲーム画像に反映することができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、外光等の影響を受けずに、遊技者の操作する操作体を容易に検出できるゲーム装置及びそのパターンマッチング方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るゲーム装置の好適な実施形態を詳細に説明する。
【0017】
本実施形態におけるゲーム装置は、スクリーンの手前側に設けられた台の上に遊戯者がブロック(操作体)を積み上げていき、積み上げられたブロックの載置状態に応じてゲーム内容を展開させていくアクション型のゲーム装置である。このようなゲーム装置の構成を以下に説明する。
【0018】
まず、本実施形態におけるゲーム装置の外観構成について説明する。図1は、ゲーム装置の外観構成図である。図1に示すように、ゲーム装置1は、筺体2と、ゲーム画像を表示するためのスクリーン3と、遊戯者が操作するブロック6を載置するための載置台4と、ブロック6を収納するための収納部5とを有する。
【0019】
スクリーン3は、筺体2の前面側に設けられ、筺体2によって略鉛直状態に支持されている。スクリーン3は、後述するプロジェクタによってスクリーン3の背面側から投射された光を透過させ、スクリーン3の前面に映像を映し出す透過型のスクリーンである。
【0020】
載置台4は、スクリーン3の前面側の下端部に設けられている。この載置台4上に載置する各ブロック6には、ブロック6同士を互いに組み合わせるための突出部6aおよび陥没部6bが設けられている。載置台4のブロック6を載置する面上には、突起部4aが設けられている。載置台4の突起部4aとブロック6の陥没部6bを嵌合させることで、ブロック6の載置位置を限定することができる。言い換えると、載置台4上の予め決められた場所にブロック6を載置させることができる。これにより、後述するブロック6を検出する際の検出単位となるブロック検出位置を確定することができる。
【0021】
次に、本実施形態におけるゲーム装置1の内部構成について説明する。図2は、図1のII−II線断面図であり、図3は、ゲーム装置1の内部構成を示すブロック図である。図示のように、ゲーム装置1の筺体2の内部には、プロジェクタ10と、プロジェクタ用鏡19と、光源部20と、カメラ30と、カメラ用鏡39と、載置台駆動部40と、制御部50とが備えられている。
【0022】
プロジェクタ10は、スクリーン3にゲーム画像を投影するための投影装置である。このプロジェクタ10の光軸は、ゲーム装置1の後部側に設けられたプロジェクタ用鏡19に向けられている。プロジェクタ用鏡19は、プロジェクタ10からスクリーン3に至るまでの光路を屈折させる反射部材である。プロジェクタ10とプロジェクタ用鏡19は、プロジェクタ10からゲーム装置1の後方側上方に向けて投射された光線が、プロジェクタ用鏡19で屈折してスクリーン3の背面全体に行き渡るように配置されている。このようにプロジェクタ10とプロジェクタ用鏡19を配置することで、スクリーン3の前面全体にゲーム画像を表示させることが可能となる。
【0023】
光源部20は、スクリーン3を透過する赤外線(所定波長の光)をスクリーン3の背面側からスクリーン3に向けて投射するLED(光源)を複数有する。図4および図5を参照して、光源部20について説明する。図4は、図2のIV−IV線断面図である。図5は、図4の囲み線V内を拡大した要部断面図である。
【0024】
光源部20は、ゲーム装置1の上下方向に1列に並べられた複数のLED21と、LED21に沿ってゲーム装置1の上下方向に設けられた反射板22と、LED21および反射板22を支持する支持部材23とを有する。LED21は、例えば890nmの赤外線を照射する。反射板22は、LED21から照射された赤外線をスクリーン方向に反射させることで、赤外線がスクリーン3の背面外に拡散することを防止する。
【0025】
なお、光源部20が投射する光は、890nmの赤外線には限定されない。スクリーン3を透過することが可能な所定波長の光であればよい。
【0026】
図2および図3に示すカメラ30は、光源部20による赤外線の投射先をスクリーン3の背面側から撮影するための撮影装置である。カメラ30は、入射光の光量を抑える減光フィルタ31と、特定の赤外線波長の光をピークとして透過させるバンドパスフィルタ32と、赤外線領域に感度分布を持つCCDカメラ33とを有する。バンドパスフィルタ32のピーク波長は、LED21が照射する赤外線の波長(本実施形態では890nm)と同値に設定される。
【0027】
カメラ30の光軸は、ゲーム装置1の後部側に設けられたカメラ用鏡39に向けられている。カメラ用鏡39は、スクリーン3からカメラ30に至るまでの光路を屈折させる反射部材である。カメラ30とカメラ用鏡39は、カメラ用鏡39で反射されて形成されるスクリーン3の背面全体を含む写像が、カメラ用鏡39からゲーム装置1の前方側上方に向けて投射され、この投射された写像をカメラ30で撮影できるように配置されている。このようにカメラ30とカメラ用鏡39を配置することで、LED21から照射されてスクリーン3を透過した後に載置台4上のブロック6の表面で反射した赤外線をカメラ30で捉えることが可能となる。
【0028】
このように、プロジェクタ10およびカメラ30は、スクリーン3の背面側において、それぞれの光軸が異なるように配置されている。これにより、プロジェクタ10の光路とカメラ30の光路が互いに干渉し合う事態を防止することができる。
【0029】
載置台駆動部40(駆動部)は、例えば、モータを含んで構成される。載置台駆動部40は、制御部50の指示に従って、載置台4のブロック6を載置する載置面の傾きを、ブロック6を載置できる状態とブロック6を載置できない状態とに変化させる。図6は、載置台4の載置面がブロック6を載置できる状態を例示する図であり、図7は、載置台4の載置面がブロック6を載置できない状態を例示する図である。載置台4の載置面が、ブロック6を載置できる状態からブロック6を載置できない状態に傾けられると、載置台4上に載置されていたブロック6が収納部5内に落下する。
【0030】
制御部50(検出手段、ゲーム制御手段)は、物理的には、中央演算処理装置としてのCPUと、記憶部としてのROMおよびRAMを有する。このような制御部50では、CPUが、ROMに記憶されている各種の制御プログラムに従って、ROMやRAMに記憶されている各種のデータを用いながら各種の処理を実行することでゲームを進行させる。これにより、上述したゲーム装置1の各部が制御され、ゲーム状況が制御される。
【0031】
制御部50は、例えば以下のような制御を行う。制御部50は、ゲームを開始すると、載置台4上に載置されたブロック6を検出する。制御部50は、検出したブロック6の載置位置に対応するゲーム画面上にオブジェクトを配置する。制御部50は、配置したオブジェクトに対してキャラクタを反応させながらゲーム状況を制御する。キャラクタの反応としては、例えば、キャラクタにオブジェクトを登らせる等が該当する。
【0032】
載置台4上に載置されたブロック6の検出は、例えば以下のように行う。制御部50は、カメラ30で撮影された映像を用いて、載置台4上に載置されたブロック6を検出する。ここで、上述したように光源部20から投射される赤外線はスクリーン3を透過する。したがって、スクリーンを隔てて載置台4上に載置されているブロック6にも赤外線が照射され、赤外線はブロック6の表面で反射することになる。これにより、カメラ30は、スクリーン3を隔てて置かれているブロック6の画像を撮影することができる。
【0033】
したがって、例えば、制御部50は、カメラ30によって撮影された映像を用いて、予め定められた上記ブロック検出位置に物体が存在するか否かを判定し、物体が存在する場合には、その物体がブロック6であるか否かをパターン認識により判定することで載置台4上に載置されたブロック6を検出する。パターン認識は、例えば、記憶部に予め登録されている認識パターン画像(後述)を用い、カメラ30で撮影された映像に含まれる物体の特定位置に、認識パターン画像と一致する認識パターンが存在するか否かを判定することにより、行うことができる。この場合には、ブロック6の各面の特定位置に、認識パターンを予め付しておくことになる。認識パターンとしては、例えば、図1に示すブロック6の各面に付されている丸模様6cが該当する。
【0034】
制御部50は、ゲーム状況に応じて載置台4の載置面の傾きを、ブロック6を載置できる状態またはブロック6を載置できない状態のいずれか一方の状態に変化させるように載置台駆動部40を制御する。例えば、制御部50は、ゲーム開始時にブロック6を載置できる状態に変化させ、ゲームの制限時間到達時にブロック6を載置できない状態に変化させるように載置台駆動部40を制御する。これにより、遊技者は、載置面の傾きを通してゲームが終了したことを認識することができる。
【0035】
上述してきたように、本実施形態のゲーム装置1では、ゲームの進行中に、スクリーン3の前面側下端部に設けられた載置台4上にブロック6が載置されると、載置台4上に載置されたブロック6が検出され、検出されたブロック6の載置状態に応じてゲーム画像を含むゲーム状況が制御される。これにより、遊戯者はブロック6を所持し続けることなく、ブロック6を載置台4上に載置して積み上げていくことでゲームを進行させることができる。
【0036】
次に、ブロック6が載置されているか否かをパターン認識により判定するパターン認識判定処理について説明する。図8は、制御部50のパターン認識判定処理についての機能ブロック図である。また、図9は、パターン認識判定処理における画像図である。
【0037】
制御部50は、グリッド平均輝度取得部51、グリッド輝度値比較部52と、可変二値化処理部53と、ノイズ除去処理部54と、マッチング処理部55と、映像形成部56とを有する。
【0038】
グリッド平均輝度取得部51は、カメラ30から送信される所定時間ごとにスクリーン3の背面側から撮影された画像である撮影画像P1(図9)を受信する。撮影画像P1の輝度は、全て「0〜255」の値で設定されている。この場合、図1に示すブロック6の各面に付されている丸模様6cは、赤外線が照射されることにより、輝度値が「255」の近傍の値を示す一方、それ以外の部分は、輝度値が「0」の近傍の値を示す。
【0039】
続いて、グリッド平均輝度取得部51は、撮影画像P1を、上記ブロック検出位置(以下、グリッドG1とも呼ぶ)ごとの画像である分割画像P2(図9)に分割する。各分割画像P2は、例えば、70ピクセル×70ピクセルの画素数で構成されている。続いて、グリッド平均輝度取得部51は、当該分割画像P2ごとの平均輝度値V1を算出する。この場合、グリッド平均輝度取得部51は、分割画像P2の全ピクセルの輝度値を算出して加算した後に、当該加算値を全ピクセル数で除算することにより、分割画像P2の平均輝度値V1を算出する。そして、グリッド平均輝度取得部51は、算出した分割画像P2の平均輝度値V1をグリッド輝度値比較部52及び可変二値化処理部53に送信する。
【0040】
グリッド輝度値比較部52は、カメラ30から送信される撮影画像P1を分割画像P2(図9)に分割する。続いて、グリッド平均輝度取得部51から送信される平均輝度値V1と予め記憶部に格納されている固定値とを比較する。固有値は、平均輝度値V1に対応する分割画像P2を二値化して、当該分割画像P2のブロック検出位置にブロック6が載置されているかを詳細に判定するか否かを判断するための値である。固有値は、例えば、「90」に設定されている。
【0041】
そして、グリッド輝度値比較部52は、平均輝度値V1が固定値より小さい場合には、明らかに当該ブロック検出位置にブロック6が載置されていないと判断して、平均輝度値V1に対応する分割画像P2のブロック検出位置にブロック6が載置されていない旨の情報である非載置情報I1を映像形成部56に送信する。これに対して、グリッド輝度値比較部52は、平均輝度値V1が固定値以上である場合には、当該ブロック検出位置にブロック6が載置されているかを詳細に判定すると判断して、平均輝度値V1に対応する分割画像P2のブロック検出位置にブロック6が載置されているかを詳細に判定する旨の情報である詳細判定情報I2を、平均輝度値V1に対応する分割画像P2と共に可変二値化処理部53に送信する。
【0042】
例えば、グリッド輝度値比較部52は、平均輝度値V1が「80」の場合には、当該平均輝度値V1に対応する分割画像P2のブロック検出位置にブロック6が載置されていないと判断して、非載置情報I1を映像形成部56に送信する。これに対して、グリッド輝度値比較部52は、平均輝度値V1が「100」の場合には、当該平均輝度値V1に対応する分割画像P2のブロック検出位置にブロック6が載置されているかを詳細に判定すると判断して、詳細判定情報I2及び当該平均輝度値V1に対応する分割画像P2を可変二値化処理部53に送信する。
【0043】
可変二値化処理部53は、グリッド輝度値比較部52から送信される平均輝度値V1を閾値として、当該平均輝度値V1に対応する分割画像P2を二値化して、二値化画像P3(図9)に変換する。すなわち、可変二値化処理部53は、分割画像P2の所定のピクセルの輝度値を算出し、当該分割画像P2の平均輝度値V1と比較する。続いて、可変二値化処理部53は、当該ピクセルの輝度値が平均輝度値V1よりも小さい場合には、当該ピクセルの輝度値を「0」に変換する。これに対して、可変二値化処理部53は、当該ピクセルの輝度値が平均輝度値V1以上である場合には、当該ピクセルの輝度値を「255」に変換する。そして、可変二値化処理部53は、分割画像P2のすべてのピクセルについて、上記変換処理を行うことにより、分割画像P2を二値化画像P3に変換して、当該二値化画像P3をノイズ除去処理部54に送信する。
【0044】
例えば、可変二値化処理部53は、平均輝度値V1が「100」の場合において、所定のピクセルの輝度値が「90」である場合には、当該ピクセルの輝度値を「0」に変換する一方、所定のピクセルの輝度値が「110」である場合には、当該ピクセルの輝度値を「255」に変換する。
【0045】
ノイズ除去処理部54は、可変二値化処理部53から送信される二値化画像P3のノイズを除去する。すなわち、ノイズ除去処理部54は、二値化画像P3の所定のピクセルの輝度値及び当該ピクセルの上下左右の4近傍のピクセルの輝度値を算出し、当該ピクセルの輝度値がその4近傍のすべての輝度値と異なる場合には、当該ピクセルの輝度値はノイズであると判断して、当該ピクセルの輝度値をその4近傍の輝度値と同一の輝度値に変換する。例えば、ノイズ除去処理部54は、所定のピクセルの輝度値が「255」であり、その4近傍のすべての輝度値が「0」である場合には、当該ピクセルの輝度値を「0」に変換する。そして、ノイズ除去処理部54は、ノイズを除去した二値化画像P3をマッチング処理部55に送信する。
【0046】
マッチング処理部55は、ノイズ除去処理部54から送信される二値化画像P3のうち、グリッド範囲R1の二値化画像P3と、記憶部に予め登録されている認識パターン画像P4とについてマッチング処理を行い、二値化画像P3のブロック検出位置にブロック6が載置されているかを詳細に判定する。グリッド範囲R1は、例えば、二値化画像P3の中央のピクセルを中心とする50ピクセル×50ピクセルの画素数の範囲で構成されている。
【0047】
図10は、認識パターン画像P4の画像図である。また、図11は、パターン認識判定処理のマッチング処理における画像図である。認識パターン画像P4は、例えば、16ピクセル×16ピクセルの画素数の範囲で構成されている。また、認識パターン画像P4は、丸模様パターンCP及び認識パターン画像P4の中心にピクセル単位で形成されている中心ポイントC1を有する。
【0048】
さらに、認識パターン画像P4は、4つの判定ポイントJ1、4つの判定ポイントJ2、8つの判定ポイント部J3の計16つの判定ポイントを有する。判定ポイントJ1は、認識パターン画像P4の4隅にピクセル単位で形成されている。判定ポイントJ2は、中心ポイントC1の近傍にピクセル単位で形成されている。判定ポイント部J3は、中心ポイントC1の上下左右の4方向及び右上、右下、左下、左上の4方向の計8方向に形成されている。判定ポイント部J3は、判定ポイントJ4及び判定ポイントJ5を有する。判定ポイントJ4は、それぞれ上記8方向に並べられるようにして形成されている判定ポイントのうち、中心側の判定ポイントである。判定ポイントJ5は、それぞれ上記8方向に並べられるようにして形成されている判定ポイントのうち、各辺側の判定ポイントである。
【0049】
まず、マッチング処理部55は、ノイズ除去処理部54から送信される二値化画像P3のグリッド範囲R1の左上隅のピクセルに認識パターン画像P4の中心ポイントC1を配置する。続いて、マッチング処理部55は、各判定ポイントJ1に対応するピクセルの輝度値が「0」である場合には、当該判定ポイントJ1の基準を満たしていると判断して、それぞれ1ポイント加算する。これに対して、マッチング処理部55は、各判定ポイントJ1に対応するピクセルの輝度値が「255」である場合には、当該判定ポイントJ1の基準を満たしていないと判断して、ポイントを加算しない。続いて、マッチング処理部55は、各判定ポイントJ2に対応するピクセルの輝度値が「255」である場合には、当該判定ポイントJ2の基準を満たしていると判断して、それぞれ1ポイント加算する。これに対して、マッチング処理部55は、各判定ポイントJ2に対応するピクセルの輝度値が「0」である場合には、当該判定ポイントJ2の基準を満たしていないと判断して、ポイントを加算しない。
【0050】
続いて、マッチング処理部55は、各判定ポイント部J3の判定ポイントJ4に対応するピクセルの輝度値が「255」であり、判定ポイントJ5に対応するピクセルの輝度値が「0」である場合には、当該判定ポイント部J3の基準を満たしていると判断して、それぞれ1ポイント加算する。これに対して、各判定ポイント部J3の判定ポイントJ4に対応するピクセルの輝度値が「255」であり、判定ポイントJ5に対応するピクセルの輝度値が「0」でない場合には、当該判定ポイント部J3の基準を満たしていないと判断して、ポイントを加算しない。
【0051】
なお、判定ポイントは、判定ポイントJ1が4つ、判定ポイントJ2が4つ、判定ポイント部J3が8つ存在するため、すべて基準を満たす場合には、合計16ポイント加算されることとなる。
【0052】
続いて、マッチング処理部55は、ポイントの合計値が14ポイント以上であるか否かを判断する。そして、マッチング処理部55は、ポイントの合計値が14ポイント以上である場合には、二値化画像P3と記憶部に予め登録されている認識パターン画像P4とが同一であり、二値化画像P3のブロック検出位置にブロック6が載置されていると判定する。これに対して、マッチング処理部55は、ポイントの合計値が14ポイントより小さい場合には、二値化画像P3のグリッド範囲R1の左上隅のピクセルの隣又は下ピクセルに認識パターン画像P4の中心ポイントC1を配置し、二値化画像P3のブロック検出位置にブロック6が載置されていると判定するか、すべてのピクセルに対して上記マッチング処理を行うまで、上記マッチング処理を繰り返す。
【0053】
そして、マッチング処理部55は、二値化画像P3のブロック検出位置にブロック6が載置されていると判定した場合には、二値化画像P3のブロック検出位置にブロック6が載置されている旨の情報である載置情報I3を映像形成部56に送信する。これに対して、マッチング処理部55は、すべてのピクセルに対して上記マッチング処理を行い、ポイントの合計値が14ポイントより小さい場合には、二値化画像P3と記憶部に予め登録されている認識パターン画像P4とが同一でなく、二値化画像P3のブロック検出位置にブロック6が載置されていないと判定し、非載置情報I1を映像形成部56に送信する。
【0054】
映像形成部56は、記憶部に格納されているコンテンツアプリケーションを実行することにより、マッチング処理部55から送信される載置情報I3に基づいて、該当するブロック検出位置にブロック6に対応する画像を、上記ゲーム画像に合成する。また、映像形成部56は、記憶部に格納されているコンテンツアプリケーションを実行することにより、グリッド輝度値比較部52又はマッチング処理部55から送信される非載置情報I1に基づいて、該当するブロック検出位置にブロック6に対応する画像情報を、上記ゲーム画像に合成しない。そして、映像形成部56は、載置情報I3及び非載置情報I1を反映した上記ゲーム画像をプロジェクタ10に送信する。
【0055】
なお、上記各機能部51〜56は、ハードディスク25や、ROMに格納されているプログラムが、RAMに展開され、CPUによって実行されることにより、具現化される。
【0056】
上述してきたように、本実施形態のゲーム装置1では、カメラ30により撮影された撮影画像におけるブロック検出位置ごとの平均輝度値V1を算出し、当該平均輝度値V1を閾値として、算出された平均輝度値V1に対応するブロック検出位置ごとの画像を二値化して、二値化された二値化画像P3と、予め記憶部に記憶されている認識パターン画像P4とをマッチングする。
【0057】
従って、ブロック検出位置ごとの平均輝度値V1を算出するため、大型のスクリーン3を使用する場合であっても、外部環境等の影響に左右されることなく、二値化画像P3と認識パターン画像P4とをマッチングすることができ、かくして、外光等の影響を受けずに、遊技者の操作するブロック6を容易に検出できるゲーム装置1を実現することができる。
【0058】
なお、上述した実施形態では、遊技者が操作する操作体としてブロック6を用いて説明しているが、操作体はブロック6に限定されない。遊技者が操作可能な物体であって、載置台4上に積み重ね可能な物体であれば他の物体にも適用可能である。
【0059】
また、上述した実施形態では、載置台4をスクリーン3の前面側の下端部に設けているが、載置台4を設ける位置は下端部には限定されない。スクリーン3を透過した赤外線が載置台4上に載置されたブロック6に照射され得る位置に載置台4を設けることができればよい。ただし、本ゲーム装置1では、載置台4上にブロックを積み上げていくゲームを実行するため、載置台4をスクリーン3の前面側の下部に設けることが好ましく、より好ましくはスクリーン3の前面側の下端部に設けることがよい。
【0060】
さらに、上述した実施形態におけるプロジェクタが、赤外線領域を含む光線を投射するタイプである場合には、プロジェクタの赤外線によってブロックの認識率が低下してしまうことがないように、赤外線を遮断するフィルタをプロジェクタのランプに取り付けることが望ましい。
【0061】
さらに、上述した実施形態では、分割画像P2を、例えば、70ピクセル×70ピクセルの画素数で構成した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の大きさの画素数で構成することができる。
【0062】
さらに、上述した実施形態では、二値化画像P3を、例えば、70ピクセル×70ピクセルの画素数で構成し、グリッド範囲R1を、例えば、二値化画像P3の中央のピクセルを中心とする50ピクセル×50ピクセルの画素数の範囲で構成した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、グリッド範囲R1が二値化画像P3の中央のピクセルを中心とする当該二値化画像P3よりも小さいピクセル数の範囲で構成されていれば良い。
【0063】
さらに、上述した実施形態では、認識パターン画像P4について図10に記載したような画像図を採用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の認識パターン画像を採用することができる。
【0064】
さらに、上述した実施形態では、マッチング処理について上記のような処理を採用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々のマッチング処理を採用することができる。
【産業上の利用可能性】
【0065】
本発明は、遊戯者が操作する操作体を利用してゲームを進行させるゲーム装置などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0066】
【図1】本実施形態におけるゲーム装置の外観構成図である。
【図2】図1のII−II線断面図である。
【図3】ゲーム装置の内部構成を示すブロック図である。
【図4】図2のIV−IV線断面図である。
【図5】図4の囲み線V内を拡大した要部断面図である。
【図6】載置台の載置面がブロックを載置できる状態を例示する図である。
【図7】載置台の載置面がブロックを載置できない状態を例示する図である。
【図8】制御部の機能ブロック図である。
【図9】グリッド輝度値比較部及び可変二値化処理部の詳細な説明を例示する図である。
【図10】認識パターン画像を例示する図である。
【図11】マッチング処理部の詳細な説明を例示する図である。
【符号の説明】
【0067】
1…ゲーム装置、2…筺体、3…スクリーン、4…載置台、4a…突起部、5…収納部、6…ブロック、6a…突出部、6b…陥没部、10…プロジェクタ、19…プロジェクタ用鏡、20…光源部、30…カメラ、39…カメラ用鏡、40…載置台駆動部、50…制御部、51…グリッド平均輝度取得部、52…グリッド輝度値比較部、53…可変二値化処理部、54…ノイズ除去処理部、55…マッチング処理部、56…映像形成部、P1…撮影画像、P2…分割画像、P3…二値化画像、P4…認識パターン画像、V1…平均輝度値
【技術分野】
【0001】
この発明は、スクリーンに投影される画像に従ってゲームを進行させるゲーム装置であって、特に、遊戯者が操作する操作体を利用してゲームを進行させるゲーム装置及びそのパターンマッチング方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、スクリーンに投影される画像に従ってゲームを進行するゲーム装置として、例えば、下記特許文献1に記載されたゲーム装置がある。このゲーム装置では、遊戯者が操作するスティックでスクリーン上をタッチする等してゲームを進行している。具体的には、スクリーンに表示されたマトをスティックで叩いたり、スクリーンに表示された敵キャラクタをスティックでタッチしたまま移動させたりしながらゲームを進行している。
【0003】
また、インタラクティブな入出力環境を強化拡大する情報入出力装置として、例えば、下記特許文献2に記載された情報入出力装置がある。この情報入出力装置では、CCDカメラの撮像信号に基づいて反射光量の変化を検出画像情報として捉えた上で、この画像情報に基づいて得られる入力情報に応答して、例えば半透明面に対する表示などのための所要の制御を実行する。
【特許文献1】特開2007−172585号公報
【特許文献2】特開平11−053111号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、従来のゲーム装置では、例えば、昼と夜や、晴れの日と雨の日の場合等の外部環境の影響で、スクリーン上をスティックでタッチする際のスティックのタッチ部分のパターン検出に差異が生じ、一律の検出閾値では当該タッチ部分を検出することが困難であるという問題がある。また、大型のスクリーンを使用しているため、スクリーン上における中心部分と端部の位置関係等の内部環境の影響によっても、スティックのタッチ部分のパターン検出に差異が生じ、一律の検出閾値では当該タッチ部分を検出することが困難であるという問題がある。
【0005】
また、従来の情報入出力装置では、上述の場合と同様に、外部環境等の影響によって反射光量の変化に差異が生じ、一律の検出閾値では反射光量の変化を検出することが困難であるという問題がある。
【0006】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、外光等の影響を受けずに、遊技者の操作する操作体を容易に検出できるゲーム装置及びそのパターンマッチング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述した課題を解決するため、本発明にかかるゲーム装置は、透過型スクリーンと、前記透過型スクリーンの前面側に設けられ、遊戯者が操作する操作体を載置するための載置台と、前記透過型スクリーンを透過する所定波長の光を当該透過型スクリーンの背面側から当該透過型スクリーンに向けて投射する光源と、前記所定波長の光が、前記スクリーンの前面側に載置された操作体で反射し、当該反射光を前記透過型スクリーンの背面側から像として捉える撮像装置と、前記載置台上に載置され、かつ、前記透過型スクリーンに対向して位置する一または複数の前記操作体を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された前記操作体の載置状態を判定し、当該判定に応じてゲーム画像を含むゲーム状況を制御するゲーム制御手段とを備え、前記検出手段は、前記撮像装置によって捉えられた像に含まれる前記操作体の画像を、予め設定した所定領域毎に区別して検出するものであり、前記所定領域それぞれに対する平均輝度値を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記平均輝度値を閾値として、当該平均輝度値に対応する前記操作体の画像を前記所定領域毎に二値化する二値化手段と、前記二値化手段により二値化された二値化画像と、予め記憶手段に記憶されている認識パターン画像とをマッチングするマッチング処理手段とを備える。
【0008】
また、本発明にかかるゲーム装置のパターンマッチング方法は、透過型スクリーンと、前記透過型スクリーンの前面側に設けられ、遊戯者が操作する操作体を載置するための載置台と、前記透過型スクリーンを透過する所定波長の光を当該透過型スクリーンの背面側から当該透過型スクリーンに向けて投射する光源と、前記所定波長の光が、前記スクリーンの前面側に載置された操作体で反射し、当該反射光を前記透過型スクリーンの背面側から像として捉える撮像装置と、前記載置台上に載置され、かつ、前記透過型スクリーンに対向して位置する一または複数の前記操作体を検出する検出部と、前記検出部によって検出された前記操作体の載置状態を判定し、当該判定に応じてゲーム画像を含むゲーム状況を制御するゲーム制御部とを備え、前記検出部は、前記撮像装置によって捉えられた像に含まれる前記操作体の画像を、予め設定した所定領域毎に区別して検出するものであり、前記検出部が、前記所定領域それぞれに対する平均輝度値を算出する第1のステップと、前記第1のステップにおいて算出した前記平均輝度値を閾値として、当該平均輝度値に対応する前記操作体の画像を前記所定領域毎に二値化する第2のステップと、前記第2のステップにおいて二値化した二値化画像と、予め記憶部に記憶されている認識パターン画像とをマッチングする第3のステップとを備える。
【0009】
従って、操作体の検出位置ごとの平均輝度値を算出するため、大型のスクリーンを使用する場合であっても、外部環境等の影響に左右されることなく、二値化画像と認識パターン画像とをマッチングすることができる。
【0010】
また、上記ゲーム装置は、前記二値化手段は、前記平均輝度値と、前記記憶手段に格納されている、前記操作体の検出位置ごとの画像を二値化するか否かを判断する固定値とを比較し、前記平均輝度値が前記固定値以上である場合に、当該平均輝度値に対応する前記操作体の検出位置ごとの画像を二値化する。これにより、前記平均輝度値が前記固定値より小さい場合には、その後の二値化処理やマッチング処理を行うことなく、前記操作体の検出位置に前記操作体が載置されていないと判断するため、一段と処理を高速化することができる。
【0011】
さらに、上記ゲーム装置は、前記二値化手段により二値化された二値化画像の所定のピクセル及び当該ピクセルの4近傍のピクセルの輝度値を算出し、当該ピクセルの輝度値がその4近傍のすべての輝度値と異なる場合に、当該ピクセルの輝度値をその4近傍の輝度値と同一の輝度値に変換するノイズ除去手段を備える。これにより、撮影画像のノイズが除去されるため、一段と精度の高いマッチング処理を行うことができる。
【0012】
さらに、上記ゲーム装置は、前記マッチング処理手段は、前記二値化画像の中央のピクセルを中心とする前記二値化画像よりも小さいピクセル数の範囲で、前記二値化画像と前記認識パターン画像とをマッチングする。これにより、適正な範囲で前記二値化画像と前記認識パターン画像とをマッチングするため、一段と処理を高速化することができる。
【0013】
さらに、上記ゲーム装置は、前記マッチング処理手段は、前記二値化画像のピクセルの輝度値と、対応する前記認識パターン画像の複数の判定ポイントの輝度値とが同一であるか否かを判断し、所定数の判定ポイントの輝度値が対応する前記二値化画像のピクセルの輝度値と同一である場合に、前記二値化画像と前記認識パターン画像が同一であると判断する。これにより、前記二値化画像のピクセルの輝度値と、対応する前記認識パターン画像の複数の判定ポイントのみについて判断するため、一段と迅速にマッチング処理を行うことができる。
【0014】
さらに、上記ゲーム装置は、前記マッチング処理手段によるマッチング結果に応じて、前記操作体に対応する画像を前記ゲーム画像に合成する映像形成手段を備える。これにより、前記載置台に載置された前記操作体をゲーム画像に反映することができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、外光等の影響を受けずに、遊技者の操作する操作体を容易に検出できるゲーム装置及びそのパターンマッチング方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るゲーム装置の好適な実施形態を詳細に説明する。
【0017】
本実施形態におけるゲーム装置は、スクリーンの手前側に設けられた台の上に遊戯者がブロック(操作体)を積み上げていき、積み上げられたブロックの載置状態に応じてゲーム内容を展開させていくアクション型のゲーム装置である。このようなゲーム装置の構成を以下に説明する。
【0018】
まず、本実施形態におけるゲーム装置の外観構成について説明する。図1は、ゲーム装置の外観構成図である。図1に示すように、ゲーム装置1は、筺体2と、ゲーム画像を表示するためのスクリーン3と、遊戯者が操作するブロック6を載置するための載置台4と、ブロック6を収納するための収納部5とを有する。
【0019】
スクリーン3は、筺体2の前面側に設けられ、筺体2によって略鉛直状態に支持されている。スクリーン3は、後述するプロジェクタによってスクリーン3の背面側から投射された光を透過させ、スクリーン3の前面に映像を映し出す透過型のスクリーンである。
【0020】
載置台4は、スクリーン3の前面側の下端部に設けられている。この載置台4上に載置する各ブロック6には、ブロック6同士を互いに組み合わせるための突出部6aおよび陥没部6bが設けられている。載置台4のブロック6を載置する面上には、突起部4aが設けられている。載置台4の突起部4aとブロック6の陥没部6bを嵌合させることで、ブロック6の載置位置を限定することができる。言い換えると、載置台4上の予め決められた場所にブロック6を載置させることができる。これにより、後述するブロック6を検出する際の検出単位となるブロック検出位置を確定することができる。
【0021】
次に、本実施形態におけるゲーム装置1の内部構成について説明する。図2は、図1のII−II線断面図であり、図3は、ゲーム装置1の内部構成を示すブロック図である。図示のように、ゲーム装置1の筺体2の内部には、プロジェクタ10と、プロジェクタ用鏡19と、光源部20と、カメラ30と、カメラ用鏡39と、載置台駆動部40と、制御部50とが備えられている。
【0022】
プロジェクタ10は、スクリーン3にゲーム画像を投影するための投影装置である。このプロジェクタ10の光軸は、ゲーム装置1の後部側に設けられたプロジェクタ用鏡19に向けられている。プロジェクタ用鏡19は、プロジェクタ10からスクリーン3に至るまでの光路を屈折させる反射部材である。プロジェクタ10とプロジェクタ用鏡19は、プロジェクタ10からゲーム装置1の後方側上方に向けて投射された光線が、プロジェクタ用鏡19で屈折してスクリーン3の背面全体に行き渡るように配置されている。このようにプロジェクタ10とプロジェクタ用鏡19を配置することで、スクリーン3の前面全体にゲーム画像を表示させることが可能となる。
【0023】
光源部20は、スクリーン3を透過する赤外線(所定波長の光)をスクリーン3の背面側からスクリーン3に向けて投射するLED(光源)を複数有する。図4および図5を参照して、光源部20について説明する。図4は、図2のIV−IV線断面図である。図5は、図4の囲み線V内を拡大した要部断面図である。
【0024】
光源部20は、ゲーム装置1の上下方向に1列に並べられた複数のLED21と、LED21に沿ってゲーム装置1の上下方向に設けられた反射板22と、LED21および反射板22を支持する支持部材23とを有する。LED21は、例えば890nmの赤外線を照射する。反射板22は、LED21から照射された赤外線をスクリーン方向に反射させることで、赤外線がスクリーン3の背面外に拡散することを防止する。
【0025】
なお、光源部20が投射する光は、890nmの赤外線には限定されない。スクリーン3を透過することが可能な所定波長の光であればよい。
【0026】
図2および図3に示すカメラ30は、光源部20による赤外線の投射先をスクリーン3の背面側から撮影するための撮影装置である。カメラ30は、入射光の光量を抑える減光フィルタ31と、特定の赤外線波長の光をピークとして透過させるバンドパスフィルタ32と、赤外線領域に感度分布を持つCCDカメラ33とを有する。バンドパスフィルタ32のピーク波長は、LED21が照射する赤外線の波長(本実施形態では890nm)と同値に設定される。
【0027】
カメラ30の光軸は、ゲーム装置1の後部側に設けられたカメラ用鏡39に向けられている。カメラ用鏡39は、スクリーン3からカメラ30に至るまでの光路を屈折させる反射部材である。カメラ30とカメラ用鏡39は、カメラ用鏡39で反射されて形成されるスクリーン3の背面全体を含む写像が、カメラ用鏡39からゲーム装置1の前方側上方に向けて投射され、この投射された写像をカメラ30で撮影できるように配置されている。このようにカメラ30とカメラ用鏡39を配置することで、LED21から照射されてスクリーン3を透過した後に載置台4上のブロック6の表面で反射した赤外線をカメラ30で捉えることが可能となる。
【0028】
このように、プロジェクタ10およびカメラ30は、スクリーン3の背面側において、それぞれの光軸が異なるように配置されている。これにより、プロジェクタ10の光路とカメラ30の光路が互いに干渉し合う事態を防止することができる。
【0029】
載置台駆動部40(駆動部)は、例えば、モータを含んで構成される。載置台駆動部40は、制御部50の指示に従って、載置台4のブロック6を載置する載置面の傾きを、ブロック6を載置できる状態とブロック6を載置できない状態とに変化させる。図6は、載置台4の載置面がブロック6を載置できる状態を例示する図であり、図7は、載置台4の載置面がブロック6を載置できない状態を例示する図である。載置台4の載置面が、ブロック6を載置できる状態からブロック6を載置できない状態に傾けられると、載置台4上に載置されていたブロック6が収納部5内に落下する。
【0030】
制御部50(検出手段、ゲーム制御手段)は、物理的には、中央演算処理装置としてのCPUと、記憶部としてのROMおよびRAMを有する。このような制御部50では、CPUが、ROMに記憶されている各種の制御プログラムに従って、ROMやRAMに記憶されている各種のデータを用いながら各種の処理を実行することでゲームを進行させる。これにより、上述したゲーム装置1の各部が制御され、ゲーム状況が制御される。
【0031】
制御部50は、例えば以下のような制御を行う。制御部50は、ゲームを開始すると、載置台4上に載置されたブロック6を検出する。制御部50は、検出したブロック6の載置位置に対応するゲーム画面上にオブジェクトを配置する。制御部50は、配置したオブジェクトに対してキャラクタを反応させながらゲーム状況を制御する。キャラクタの反応としては、例えば、キャラクタにオブジェクトを登らせる等が該当する。
【0032】
載置台4上に載置されたブロック6の検出は、例えば以下のように行う。制御部50は、カメラ30で撮影された映像を用いて、載置台4上に載置されたブロック6を検出する。ここで、上述したように光源部20から投射される赤外線はスクリーン3を透過する。したがって、スクリーンを隔てて載置台4上に載置されているブロック6にも赤外線が照射され、赤外線はブロック6の表面で反射することになる。これにより、カメラ30は、スクリーン3を隔てて置かれているブロック6の画像を撮影することができる。
【0033】
したがって、例えば、制御部50は、カメラ30によって撮影された映像を用いて、予め定められた上記ブロック検出位置に物体が存在するか否かを判定し、物体が存在する場合には、その物体がブロック6であるか否かをパターン認識により判定することで載置台4上に載置されたブロック6を検出する。パターン認識は、例えば、記憶部に予め登録されている認識パターン画像(後述)を用い、カメラ30で撮影された映像に含まれる物体の特定位置に、認識パターン画像と一致する認識パターンが存在するか否かを判定することにより、行うことができる。この場合には、ブロック6の各面の特定位置に、認識パターンを予め付しておくことになる。認識パターンとしては、例えば、図1に示すブロック6の各面に付されている丸模様6cが該当する。
【0034】
制御部50は、ゲーム状況に応じて載置台4の載置面の傾きを、ブロック6を載置できる状態またはブロック6を載置できない状態のいずれか一方の状態に変化させるように載置台駆動部40を制御する。例えば、制御部50は、ゲーム開始時にブロック6を載置できる状態に変化させ、ゲームの制限時間到達時にブロック6を載置できない状態に変化させるように載置台駆動部40を制御する。これにより、遊技者は、載置面の傾きを通してゲームが終了したことを認識することができる。
【0035】
上述してきたように、本実施形態のゲーム装置1では、ゲームの進行中に、スクリーン3の前面側下端部に設けられた載置台4上にブロック6が載置されると、載置台4上に載置されたブロック6が検出され、検出されたブロック6の載置状態に応じてゲーム画像を含むゲーム状況が制御される。これにより、遊戯者はブロック6を所持し続けることなく、ブロック6を載置台4上に載置して積み上げていくことでゲームを進行させることができる。
【0036】
次に、ブロック6が載置されているか否かをパターン認識により判定するパターン認識判定処理について説明する。図8は、制御部50のパターン認識判定処理についての機能ブロック図である。また、図9は、パターン認識判定処理における画像図である。
【0037】
制御部50は、グリッド平均輝度取得部51、グリッド輝度値比較部52と、可変二値化処理部53と、ノイズ除去処理部54と、マッチング処理部55と、映像形成部56とを有する。
【0038】
グリッド平均輝度取得部51は、カメラ30から送信される所定時間ごとにスクリーン3の背面側から撮影された画像である撮影画像P1(図9)を受信する。撮影画像P1の輝度は、全て「0〜255」の値で設定されている。この場合、図1に示すブロック6の各面に付されている丸模様6cは、赤外線が照射されることにより、輝度値が「255」の近傍の値を示す一方、それ以外の部分は、輝度値が「0」の近傍の値を示す。
【0039】
続いて、グリッド平均輝度取得部51は、撮影画像P1を、上記ブロック検出位置(以下、グリッドG1とも呼ぶ)ごとの画像である分割画像P2(図9)に分割する。各分割画像P2は、例えば、70ピクセル×70ピクセルの画素数で構成されている。続いて、グリッド平均輝度取得部51は、当該分割画像P2ごとの平均輝度値V1を算出する。この場合、グリッド平均輝度取得部51は、分割画像P2の全ピクセルの輝度値を算出して加算した後に、当該加算値を全ピクセル数で除算することにより、分割画像P2の平均輝度値V1を算出する。そして、グリッド平均輝度取得部51は、算出した分割画像P2の平均輝度値V1をグリッド輝度値比較部52及び可変二値化処理部53に送信する。
【0040】
グリッド輝度値比較部52は、カメラ30から送信される撮影画像P1を分割画像P2(図9)に分割する。続いて、グリッド平均輝度取得部51から送信される平均輝度値V1と予め記憶部に格納されている固定値とを比較する。固有値は、平均輝度値V1に対応する分割画像P2を二値化して、当該分割画像P2のブロック検出位置にブロック6が載置されているかを詳細に判定するか否かを判断するための値である。固有値は、例えば、「90」に設定されている。
【0041】
そして、グリッド輝度値比較部52は、平均輝度値V1が固定値より小さい場合には、明らかに当該ブロック検出位置にブロック6が載置されていないと判断して、平均輝度値V1に対応する分割画像P2のブロック検出位置にブロック6が載置されていない旨の情報である非載置情報I1を映像形成部56に送信する。これに対して、グリッド輝度値比較部52は、平均輝度値V1が固定値以上である場合には、当該ブロック検出位置にブロック6が載置されているかを詳細に判定すると判断して、平均輝度値V1に対応する分割画像P2のブロック検出位置にブロック6が載置されているかを詳細に判定する旨の情報である詳細判定情報I2を、平均輝度値V1に対応する分割画像P2と共に可変二値化処理部53に送信する。
【0042】
例えば、グリッド輝度値比較部52は、平均輝度値V1が「80」の場合には、当該平均輝度値V1に対応する分割画像P2のブロック検出位置にブロック6が載置されていないと判断して、非載置情報I1を映像形成部56に送信する。これに対して、グリッド輝度値比較部52は、平均輝度値V1が「100」の場合には、当該平均輝度値V1に対応する分割画像P2のブロック検出位置にブロック6が載置されているかを詳細に判定すると判断して、詳細判定情報I2及び当該平均輝度値V1に対応する分割画像P2を可変二値化処理部53に送信する。
【0043】
可変二値化処理部53は、グリッド輝度値比較部52から送信される平均輝度値V1を閾値として、当該平均輝度値V1に対応する分割画像P2を二値化して、二値化画像P3(図9)に変換する。すなわち、可変二値化処理部53は、分割画像P2の所定のピクセルの輝度値を算出し、当該分割画像P2の平均輝度値V1と比較する。続いて、可変二値化処理部53は、当該ピクセルの輝度値が平均輝度値V1よりも小さい場合には、当該ピクセルの輝度値を「0」に変換する。これに対して、可変二値化処理部53は、当該ピクセルの輝度値が平均輝度値V1以上である場合には、当該ピクセルの輝度値を「255」に変換する。そして、可変二値化処理部53は、分割画像P2のすべてのピクセルについて、上記変換処理を行うことにより、分割画像P2を二値化画像P3に変換して、当該二値化画像P3をノイズ除去処理部54に送信する。
【0044】
例えば、可変二値化処理部53は、平均輝度値V1が「100」の場合において、所定のピクセルの輝度値が「90」である場合には、当該ピクセルの輝度値を「0」に変換する一方、所定のピクセルの輝度値が「110」である場合には、当該ピクセルの輝度値を「255」に変換する。
【0045】
ノイズ除去処理部54は、可変二値化処理部53から送信される二値化画像P3のノイズを除去する。すなわち、ノイズ除去処理部54は、二値化画像P3の所定のピクセルの輝度値及び当該ピクセルの上下左右の4近傍のピクセルの輝度値を算出し、当該ピクセルの輝度値がその4近傍のすべての輝度値と異なる場合には、当該ピクセルの輝度値はノイズであると判断して、当該ピクセルの輝度値をその4近傍の輝度値と同一の輝度値に変換する。例えば、ノイズ除去処理部54は、所定のピクセルの輝度値が「255」であり、その4近傍のすべての輝度値が「0」である場合には、当該ピクセルの輝度値を「0」に変換する。そして、ノイズ除去処理部54は、ノイズを除去した二値化画像P3をマッチング処理部55に送信する。
【0046】
マッチング処理部55は、ノイズ除去処理部54から送信される二値化画像P3のうち、グリッド範囲R1の二値化画像P3と、記憶部に予め登録されている認識パターン画像P4とについてマッチング処理を行い、二値化画像P3のブロック検出位置にブロック6が載置されているかを詳細に判定する。グリッド範囲R1は、例えば、二値化画像P3の中央のピクセルを中心とする50ピクセル×50ピクセルの画素数の範囲で構成されている。
【0047】
図10は、認識パターン画像P4の画像図である。また、図11は、パターン認識判定処理のマッチング処理における画像図である。認識パターン画像P4は、例えば、16ピクセル×16ピクセルの画素数の範囲で構成されている。また、認識パターン画像P4は、丸模様パターンCP及び認識パターン画像P4の中心にピクセル単位で形成されている中心ポイントC1を有する。
【0048】
さらに、認識パターン画像P4は、4つの判定ポイントJ1、4つの判定ポイントJ2、8つの判定ポイント部J3の計16つの判定ポイントを有する。判定ポイントJ1は、認識パターン画像P4の4隅にピクセル単位で形成されている。判定ポイントJ2は、中心ポイントC1の近傍にピクセル単位で形成されている。判定ポイント部J3は、中心ポイントC1の上下左右の4方向及び右上、右下、左下、左上の4方向の計8方向に形成されている。判定ポイント部J3は、判定ポイントJ4及び判定ポイントJ5を有する。判定ポイントJ4は、それぞれ上記8方向に並べられるようにして形成されている判定ポイントのうち、中心側の判定ポイントである。判定ポイントJ5は、それぞれ上記8方向に並べられるようにして形成されている判定ポイントのうち、各辺側の判定ポイントである。
【0049】
まず、マッチング処理部55は、ノイズ除去処理部54から送信される二値化画像P3のグリッド範囲R1の左上隅のピクセルに認識パターン画像P4の中心ポイントC1を配置する。続いて、マッチング処理部55は、各判定ポイントJ1に対応するピクセルの輝度値が「0」である場合には、当該判定ポイントJ1の基準を満たしていると判断して、それぞれ1ポイント加算する。これに対して、マッチング処理部55は、各判定ポイントJ1に対応するピクセルの輝度値が「255」である場合には、当該判定ポイントJ1の基準を満たしていないと判断して、ポイントを加算しない。続いて、マッチング処理部55は、各判定ポイントJ2に対応するピクセルの輝度値が「255」である場合には、当該判定ポイントJ2の基準を満たしていると判断して、それぞれ1ポイント加算する。これに対して、マッチング処理部55は、各判定ポイントJ2に対応するピクセルの輝度値が「0」である場合には、当該判定ポイントJ2の基準を満たしていないと判断して、ポイントを加算しない。
【0050】
続いて、マッチング処理部55は、各判定ポイント部J3の判定ポイントJ4に対応するピクセルの輝度値が「255」であり、判定ポイントJ5に対応するピクセルの輝度値が「0」である場合には、当該判定ポイント部J3の基準を満たしていると判断して、それぞれ1ポイント加算する。これに対して、各判定ポイント部J3の判定ポイントJ4に対応するピクセルの輝度値が「255」であり、判定ポイントJ5に対応するピクセルの輝度値が「0」でない場合には、当該判定ポイント部J3の基準を満たしていないと判断して、ポイントを加算しない。
【0051】
なお、判定ポイントは、判定ポイントJ1が4つ、判定ポイントJ2が4つ、判定ポイント部J3が8つ存在するため、すべて基準を満たす場合には、合計16ポイント加算されることとなる。
【0052】
続いて、マッチング処理部55は、ポイントの合計値が14ポイント以上であるか否かを判断する。そして、マッチング処理部55は、ポイントの合計値が14ポイント以上である場合には、二値化画像P3と記憶部に予め登録されている認識パターン画像P4とが同一であり、二値化画像P3のブロック検出位置にブロック6が載置されていると判定する。これに対して、マッチング処理部55は、ポイントの合計値が14ポイントより小さい場合には、二値化画像P3のグリッド範囲R1の左上隅のピクセルの隣又は下ピクセルに認識パターン画像P4の中心ポイントC1を配置し、二値化画像P3のブロック検出位置にブロック6が載置されていると判定するか、すべてのピクセルに対して上記マッチング処理を行うまで、上記マッチング処理を繰り返す。
【0053】
そして、マッチング処理部55は、二値化画像P3のブロック検出位置にブロック6が載置されていると判定した場合には、二値化画像P3のブロック検出位置にブロック6が載置されている旨の情報である載置情報I3を映像形成部56に送信する。これに対して、マッチング処理部55は、すべてのピクセルに対して上記マッチング処理を行い、ポイントの合計値が14ポイントより小さい場合には、二値化画像P3と記憶部に予め登録されている認識パターン画像P4とが同一でなく、二値化画像P3のブロック検出位置にブロック6が載置されていないと判定し、非載置情報I1を映像形成部56に送信する。
【0054】
映像形成部56は、記憶部に格納されているコンテンツアプリケーションを実行することにより、マッチング処理部55から送信される載置情報I3に基づいて、該当するブロック検出位置にブロック6に対応する画像を、上記ゲーム画像に合成する。また、映像形成部56は、記憶部に格納されているコンテンツアプリケーションを実行することにより、グリッド輝度値比較部52又はマッチング処理部55から送信される非載置情報I1に基づいて、該当するブロック検出位置にブロック6に対応する画像情報を、上記ゲーム画像に合成しない。そして、映像形成部56は、載置情報I3及び非載置情報I1を反映した上記ゲーム画像をプロジェクタ10に送信する。
【0055】
なお、上記各機能部51〜56は、ハードディスク25や、ROMに格納されているプログラムが、RAMに展開され、CPUによって実行されることにより、具現化される。
【0056】
上述してきたように、本実施形態のゲーム装置1では、カメラ30により撮影された撮影画像におけるブロック検出位置ごとの平均輝度値V1を算出し、当該平均輝度値V1を閾値として、算出された平均輝度値V1に対応するブロック検出位置ごとの画像を二値化して、二値化された二値化画像P3と、予め記憶部に記憶されている認識パターン画像P4とをマッチングする。
【0057】
従って、ブロック検出位置ごとの平均輝度値V1を算出するため、大型のスクリーン3を使用する場合であっても、外部環境等の影響に左右されることなく、二値化画像P3と認識パターン画像P4とをマッチングすることができ、かくして、外光等の影響を受けずに、遊技者の操作するブロック6を容易に検出できるゲーム装置1を実現することができる。
【0058】
なお、上述した実施形態では、遊技者が操作する操作体としてブロック6を用いて説明しているが、操作体はブロック6に限定されない。遊技者が操作可能な物体であって、載置台4上に積み重ね可能な物体であれば他の物体にも適用可能である。
【0059】
また、上述した実施形態では、載置台4をスクリーン3の前面側の下端部に設けているが、載置台4を設ける位置は下端部には限定されない。スクリーン3を透過した赤外線が載置台4上に載置されたブロック6に照射され得る位置に載置台4を設けることができればよい。ただし、本ゲーム装置1では、載置台4上にブロックを積み上げていくゲームを実行するため、載置台4をスクリーン3の前面側の下部に設けることが好ましく、より好ましくはスクリーン3の前面側の下端部に設けることがよい。
【0060】
さらに、上述した実施形態におけるプロジェクタが、赤外線領域を含む光線を投射するタイプである場合には、プロジェクタの赤外線によってブロックの認識率が低下してしまうことがないように、赤外線を遮断するフィルタをプロジェクタのランプに取り付けることが望ましい。
【0061】
さらに、上述した実施形態では、分割画像P2を、例えば、70ピクセル×70ピクセルの画素数で構成した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の大きさの画素数で構成することができる。
【0062】
さらに、上述した実施形態では、二値化画像P3を、例えば、70ピクセル×70ピクセルの画素数で構成し、グリッド範囲R1を、例えば、二値化画像P3の中央のピクセルを中心とする50ピクセル×50ピクセルの画素数の範囲で構成した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、グリッド範囲R1が二値化画像P3の中央のピクセルを中心とする当該二値化画像P3よりも小さいピクセル数の範囲で構成されていれば良い。
【0063】
さらに、上述した実施形態では、認識パターン画像P4について図10に記載したような画像図を採用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の認識パターン画像を採用することができる。
【0064】
さらに、上述した実施形態では、マッチング処理について上記のような処理を採用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々のマッチング処理を採用することができる。
【産業上の利用可能性】
【0065】
本発明は、遊戯者が操作する操作体を利用してゲームを進行させるゲーム装置などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0066】
【図1】本実施形態におけるゲーム装置の外観構成図である。
【図2】図1のII−II線断面図である。
【図3】ゲーム装置の内部構成を示すブロック図である。
【図4】図2のIV−IV線断面図である。
【図5】図4の囲み線V内を拡大した要部断面図である。
【図6】載置台の載置面がブロックを載置できる状態を例示する図である。
【図7】載置台の載置面がブロックを載置できない状態を例示する図である。
【図8】制御部の機能ブロック図である。
【図9】グリッド輝度値比較部及び可変二値化処理部の詳細な説明を例示する図である。
【図10】認識パターン画像を例示する図である。
【図11】マッチング処理部の詳細な説明を例示する図である。
【符号の説明】
【0067】
1…ゲーム装置、2…筺体、3…スクリーン、4…載置台、4a…突起部、5…収納部、6…ブロック、6a…突出部、6b…陥没部、10…プロジェクタ、19…プロジェクタ用鏡、20…光源部、30…カメラ、39…カメラ用鏡、40…載置台駆動部、50…制御部、51…グリッド平均輝度取得部、52…グリッド輝度値比較部、53…可変二値化処理部、54…ノイズ除去処理部、55…マッチング処理部、56…映像形成部、P1…撮影画像、P2…分割画像、P3…二値化画像、P4…認識パターン画像、V1…平均輝度値
【特許請求の範囲】
【請求項1】
透過型スクリーンと、
前記透過型スクリーンの前面側に設けられ、遊戯者が操作する操作体を載置するための載置台と、
前記透過型スクリーンを透過する所定波長の光を当該透過型スクリーンの背面側から当該透過型スクリーンに向けて投射する光源と、
前記所定波長の光が、前記スクリーンの前面側に載置された操作体で反射し、当該反射光を前記透過型スクリーンの背面側から像として捉える撮像装置と、
前記載置台上に載置され、かつ、前記透過型スクリーンに対向して位置する一または複数の前記操作体を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された前記操作体の載置状態を判定し、当該判定に応じてゲーム画像を含むゲーム状況を制御するゲーム制御手段と
を備え、
前記検出手段は、
前記撮像装置によって捉えられた像に含まれる前記操作体の画像を、予め設定した所定領域毎に区別して検出するものであり、
前記所定領域それぞれに対する平均輝度値を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記平均輝度値を閾値として、当該平均輝度値に対応する前記操作体の画像を前記所定領域毎に二値化する二値化手段と、
前記二値化手段により二値化された二値化画像と、予め記憶手段に記憶されている認識パターン画像とをマッチングするマッチング処理手段と
を備えることを特徴とするゲーム装置。
【請求項2】
前記二値化手段は、
前記平均輝度値と、前記記憶手段に格納されている、前記操作体の画像を二値化するか否かを判断する固定値とを前記所定領域毎に比較し、前記平均輝度値が前記固定値以上である場合に、当該平均輝度値に対応する前記操作体の画像を二値化する
ことを特徴とする請求項1に記載のゲーム装置。
【請求項3】
前記二値化手段により二値化された二値化画像の所定のピクセル及び当該ピクセルの4近傍のピクセルの輝度値を算出し、当該ピクセルの輝度値がその4近傍のすべての輝度値と異なる場合に、当該ピクセルの輝度値をその4近傍の輝度値と同一の輝度値に変換するノイズ除去手段
を備えることを特徴とする請求項1に記載のゲーム装置。
【請求項4】
前記マッチング処理手段は、
前記二値化画像の中央のピクセルを中心とする前記二値化画像よりも小さいピクセル数の範囲で、前記二値化画像と前記認識パターン画像とをマッチングする
ことを特徴とする請求項1に記載のゲーム装置。
【請求項5】
前記マッチング処理手段は、
前記二値化画像のピクセルの輝度値と、対応する前記認識パターン画像の複数の判定ポイントの輝度値とが同一であるか否かを判断し、所定数の判定ポイントの輝度値が対応する前記二値化画像のピクセルの輝度値と同一である場合に、前記二値化画像と前記認識パターン画像が同一であると判断する
ことを特徴とする請求項1に記載のゲーム装置。
【請求項6】
前記マッチング処理手段によるマッチング結果に応じて、前記操作体に対応する画像を前記ゲーム画像に合成する映像形成手段
を備えることを特徴とする請求項1に記載のゲーム装置。
【請求項7】
透過型スクリーンと、
前記透過型スクリーンの前面側に設けられ、遊戯者が操作する操作体を載置するための載置台と、
前記透過型スクリーンを透過する所定波長の光を当該透過型スクリーンの背面側から当該透過型スクリーンに向けて投射する光源と、
前記所定波長の光が、前記スクリーンの前面側に載置された操作体で反射し、当該反射光を前記透過型スクリーンの背面側から像として捉える撮像装置と、
前記載置台上に載置され、かつ、前記透過型スクリーンに対向して位置する一または複数の前記操作体を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記操作体の載置状態を判定し、当該判定に応じてゲーム画像を含むゲーム状況を制御するゲーム制御部と
を備え、
前記検出部は、前記撮像装置によって捉えられた像に含まれる前記操作体の画像を、予め設定した所定領域毎に区別して検出するものであり、
前記検出部が、前記所定領域それぞれに対する平均輝度値を算出する第1のステップと、
前記第1のステップにおいて算出した前記平均輝度値を閾値として、当該平均輝度値に対応する前記操作体の画像を前記所定領域毎に二値化する第2のステップと、
前記第2のステップにおいて二値化した二値化画像と、予め記憶部に記憶されている認識パターン画像とをマッチングする第3のステップと
を備えることを特徴とするゲーム装置のパターンマッチング方法。
【請求項1】
透過型スクリーンと、
前記透過型スクリーンの前面側に設けられ、遊戯者が操作する操作体を載置するための載置台と、
前記透過型スクリーンを透過する所定波長の光を当該透過型スクリーンの背面側から当該透過型スクリーンに向けて投射する光源と、
前記所定波長の光が、前記スクリーンの前面側に載置された操作体で反射し、当該反射光を前記透過型スクリーンの背面側から像として捉える撮像装置と、
前記載置台上に載置され、かつ、前記透過型スクリーンに対向して位置する一または複数の前記操作体を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された前記操作体の載置状態を判定し、当該判定に応じてゲーム画像を含むゲーム状況を制御するゲーム制御手段と
を備え、
前記検出手段は、
前記撮像装置によって捉えられた像に含まれる前記操作体の画像を、予め設定した所定領域毎に区別して検出するものであり、
前記所定領域それぞれに対する平均輝度値を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記平均輝度値を閾値として、当該平均輝度値に対応する前記操作体の画像を前記所定領域毎に二値化する二値化手段と、
前記二値化手段により二値化された二値化画像と、予め記憶手段に記憶されている認識パターン画像とをマッチングするマッチング処理手段と
を備えることを特徴とするゲーム装置。
【請求項2】
前記二値化手段は、
前記平均輝度値と、前記記憶手段に格納されている、前記操作体の画像を二値化するか否かを判断する固定値とを前記所定領域毎に比較し、前記平均輝度値が前記固定値以上である場合に、当該平均輝度値に対応する前記操作体の画像を二値化する
ことを特徴とする請求項1に記載のゲーム装置。
【請求項3】
前記二値化手段により二値化された二値化画像の所定のピクセル及び当該ピクセルの4近傍のピクセルの輝度値を算出し、当該ピクセルの輝度値がその4近傍のすべての輝度値と異なる場合に、当該ピクセルの輝度値をその4近傍の輝度値と同一の輝度値に変換するノイズ除去手段
を備えることを特徴とする請求項1に記載のゲーム装置。
【請求項4】
前記マッチング処理手段は、
前記二値化画像の中央のピクセルを中心とする前記二値化画像よりも小さいピクセル数の範囲で、前記二値化画像と前記認識パターン画像とをマッチングする
ことを特徴とする請求項1に記載のゲーム装置。
【請求項5】
前記マッチング処理手段は、
前記二値化画像のピクセルの輝度値と、対応する前記認識パターン画像の複数の判定ポイントの輝度値とが同一であるか否かを判断し、所定数の判定ポイントの輝度値が対応する前記二値化画像のピクセルの輝度値と同一である場合に、前記二値化画像と前記認識パターン画像が同一であると判断する
ことを特徴とする請求項1に記載のゲーム装置。
【請求項6】
前記マッチング処理手段によるマッチング結果に応じて、前記操作体に対応する画像を前記ゲーム画像に合成する映像形成手段
を備えることを特徴とする請求項1に記載のゲーム装置。
【請求項7】
透過型スクリーンと、
前記透過型スクリーンの前面側に設けられ、遊戯者が操作する操作体を載置するための載置台と、
前記透過型スクリーンを透過する所定波長の光を当該透過型スクリーンの背面側から当該透過型スクリーンに向けて投射する光源と、
前記所定波長の光が、前記スクリーンの前面側に載置された操作体で反射し、当該反射光を前記透過型スクリーンの背面側から像として捉える撮像装置と、
前記載置台上に載置され、かつ、前記透過型スクリーンに対向して位置する一または複数の前記操作体を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記操作体の載置状態を判定し、当該判定に応じてゲーム画像を含むゲーム状況を制御するゲーム制御部と
を備え、
前記検出部は、前記撮像装置によって捉えられた像に含まれる前記操作体の画像を、予め設定した所定領域毎に区別して検出するものであり、
前記検出部が、前記所定領域それぞれに対する平均輝度値を算出する第1のステップと、
前記第1のステップにおいて算出した前記平均輝度値を閾値として、当該平均輝度値に対応する前記操作体の画像を前記所定領域毎に二値化する第2のステップと、
前記第2のステップにおいて二値化した二値化画像と、予め記憶部に記憶されている認識パターン画像とをマッチングする第3のステップと
を備えることを特徴とするゲーム装置のパターンマッチング方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2010−68878(P2010−68878A)
【公開日】平成22年4月2日(2010.4.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−237168(P2008−237168)
【出願日】平成20年9月16日(2008.9.16)
【出願人】(000132471)株式会社セガ (811)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年4月2日(2010.4.2)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年9月16日(2008.9.16)
【出願人】(000132471)株式会社セガ (811)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]