撮像表示器

【課題】色覚障害者を含む視覚障害者向けに、その者の視認対象物の内容をリアルタイムでもって、より的確に把握するための映像処理が施された映像を表示できるようにする。
【解決手段】撮像装置、映像処理装置、および表示装置を有し、利用者の視覚特性に応じ、映像の拡大縮小、コントラスト調節、画質強調、色変換、２値化、細線化太線化、およびマスク追加などの映像処理をリアルタイムで行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に色覚障害者を含む視覚障害者向けに、その者の視認対象物、例えば、表示物や書面などの内容をより的確に把握することが可能となるように映像処理が施された映像を表示するための撮像表示器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の撮像表示器に関する技術として特許公開公報に記載されたものがあり、例えば、特開２００４−３３６２２９号公報（特許文献１）、特開平１１−１７５０５０号公報（特許文献２）、特開平７−２３４９１９号公報（特許文献３）、および特開２００５−２１６２７８号公報（特許文献４）に記載のものがある。
このうち特許文献１においては、拡大表示し、拡大表示する画像内の文字等の輪郭を明確にする処理を行うことによって、画像内の文字等の輪郭が不鮮明になることが防止され、読みやすくなり、さらに、拡大表示する画像内の文字等の色を任意の色に変更する処理を行うこととし、この場合には、使用者の希望する色の文字等を表示することができ、例えば、色覚障害者等に有用であるとしている。
また、特許文献２においては、色覚障害者のために識別しにくい表示色を他の表示色へ代替えすることとしている。
また、特許文献３においては、読みたい文字列を１文字１文字ずつ識別分離して処理し、使用者が最も読みやすい配列に並べて、表示画面に可能な限り多くの文字を拡大表示することとし、特に、不要な文字を削除して必要な文字のみを表示することとしている。
しかしながら、特許文献１では、文字等の輪郭を明確にする処理や任意の色に変更する処理についての具体的な実現手段を表してはいない。
また、特許文献２では、各障害者の視覚特性が様々であり、また、体調等によって変動することへの配慮がなされておらず、代替される他の表示色が変化して常に最適な表示色を設定可能とした構成を示したものとはなっていない。
また、特許文献３では、文字を識別分離処理する構成とし、不要な文字を削除するとしているが、このことにより不要な文字と不要でない文字との相対的な位置関係が表示されなくなってしまうことでは、撮像されている文書等のどこを読んでいるのかを的確に判断することが難しくなってしまう。
また、特許文献４では、携帯型の画像変換装置についての記載がある。
【特許文献１】特開２００４−３３６２２９号公報
【特許文献２】特開平１１−１７５０５０号公報
【特許文献３】特開平７−２３４９１９号公報
【特許文献４】特開２００５−２１６２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、主に色覚障害者を含む視覚障害者向けに、その者の視認対象物、例えば、表示物や書面などの内容をリアルタイムでもって、より的確に把握するための映像処理が施された映像を表示できるようにすることである。
そのため本発明においては、映像を撮像する撮像装置と、その撮像された映像を映像処理する映像処理装置と、該映像処理された映像を表示する表示装置とを有し、その映像処理によって、各障害者の様々な視覚特性や体調等によるその変動、あるいは周囲環境の変化等に、的確に対応した表示を行うものであり、また、それらに応じた最適な太線化や細線化をリアルタイム処理でもって施した表示を行うものであり、あるいは、必要部分の表示に比べて不要部分の表示の鮮明度を変化させることで、例えば必要な文字と不要な文字との相対的な位置関係が把握される程度に、かつ不要な部分の表示により必要部分の読み取りに悪影響を与えない程度に不要部分の表示をマスクし、必要部分はマスクしない表示を可能とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は上述の課題を解決するために、
利用者の利用希望に関わる映像を撮像する撮像装置と、該撮像された映像を映像処理する映像処理装置と、該映像処理された映像を表示する表示装置とを有し、
利用者の視覚特性に応じ、映像の拡大縮小、コントラスト調節、画質強調、色変換、２値化、細線化太線化、およびマスク追加のうち少なくともいずれか一つの映像処理をリアルタイムで行うものである。
本発明のマスク追加の映像処理としては、マスク領域を追加する追加しないを指定し、マスク領域の幅を調節し、マスク領域の位置を調節し、さらにマスク領域の濃度調節を行うものである。
また、本発明の色変換の映像処理としては、色変換を行う対象となる色の範囲を調節し、色変換を行う対象となる３原色のうちの１色を選択し、対象の色を白色で表示するか黒色で表示するか、あるいは白色または黒色および元の色とで交互に点滅表示するかを選択するものである。
また、本発明の細線化太線化の映像処理としては、境界線が連続した線または破線となるようにリアルタイムに行うものである。
また、本発明の画質強調の映像処理としては、コントラストが強調および色の彩度が強調され、そのコントラスト強調は、映像の内容によって、映像信号の黒つぶれと白つぶれとを同時に起こす程度の強調をリアルタイムに行うものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の撮像表示器によれば、主に色覚障害者を含む視覚障害者の視認対象物、例えば、表示物や書面などの内容をリアルタイム処理でもって、より的確に把握することが可能となり、その者の生活の質がより改善される一助となすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明による撮像表示器の実施の形態について説明する。
図１は撮像表示器のシステム構成例を示す図である。この図において撮像表示器は、撮像装置１００、映像処理装置１１０、表示装置１２０からなっている。
撮像装置１００は書面などの内容を撮像し、そうして得られた映像信号は映像処理装置１１０に入力される。なお、撮像装置１００はズームレンズを有し、そのズーム機能によって映像を拡大縮小撮像するとしてもよい。
映像処理装置１１０は入力された映像信号を必要に応じて映像入力インタフェース装置１１１でＹＣ分離処理やＹＣ／ＲＧＢ変換処理等を行って映像信号であるＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号を得る。本発明の実施例では、映像表示のコントラストの調整のための映像信号処理を、この装置１１１のなかのＹＣ分離装置で行っている。
なお、撮像装置１００からＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号が出力される場合等、システム構成が本例と異なる場合は映像入力インタフェース装置１１１の処理機能等も上述の例と異なる場合が考えられる。
映像入力インタフェース装置１１１で得られたＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号は、第１の輝度変換装置３に入力される。この輝度変換装置３においてＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号は、所定のテーブルに基づいた輝度変換が行われ、あるいは輝度変換が行われないで後段へ出力される。この輝度変換によって表示時の彩度や明度が変換されることになる。図２はこの輝度変換装置３と後述する輝度変換装置６のブロック構成例を示す図である。
輝度変換装置３から出力されたＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号は、太さ調整装置４に入力される。この太さ調整装置４においてＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号は、２値化処理が行われるのと、細線化あるいは太線化の処理とが行われて後段へ出力され、あるいはそれらの処理が行われないで後段へ出力される。図４はこの太さ調整装置４のブロック構成例を示す図である。
太さ調整装置４から出力されたＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号は、色変換装置５に入力される。この色変換装置５においてＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号は、色変換の処理が行われ、あるいはその処理が行われないで、後段へ出力される。この色変換によって表示時の彩度と明度とが変換され、より具体的には彩度を無くし明度を最大にして白色に変換される場合と、彩度を無くし明度を最小にして黒色に変換され場合とがある。図６はこの色変換装置５のブロック構成例を示す図である。
色変換装置５から出力されたＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号は、第２の輝度変換装置６に入力される。この輝度変換装置６においてＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号は、所定のテーブルに基づいた輝度変換が行われ、あるいは輝度変換が行われないで後段へ出力される。
輝度変換装置３から出力されたＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号は、映像出力インタフェース装置１１２でＲＧＢ／ＹＣ変換処理やＹＣ復調処理等を行って復調映像信号を得て、その復調映像信号を表示装置１２０へ出力する。なお、表示装置１２０にＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号が入力可能な場合等、システム構成が本例と異なる場合は映像出力インタフェース装置１１２の処理機能等も上述のものと異なる場合が考えられる。
映像処理装置１１０における上述の各装置は、制御部１１３からの制御信号によって制御される。制御部１１３は操作部１１４からの操作情報に応じた制御を行う。操作部１１４は、利用者であって、主に色覚障害者を含む視覚障害者が、視認対象物、例えば、表示物や書面などの内容をより的確に把握することが可能となる映像処理の調節・組み合わせ・所定のモード選択等の操作が行えるようにするためもので、その操作に応じて制御部１１３への制御情報を出力できるようになっている。
表示装置１１２は、映像処理装置１１０からの映像信号に応じた映像表示をリアルタイムに行う。
【０００７】
映像処理装置１１０において、上述の図２に例示するように輝度変換装置３あるいは輝度変換装置６は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各映像信号ごとに４種の輝度変換テーブル、すなわち、通常・反転・強調・反転強調の輝度変換テーブル１〜４に応じた輝度変換部１６〜２７と、Ｒ、Ｇ、Ｂ各映像信号ごとの選択装置２８〜３０とからなる。
図３は通常・反転・強調・反転強調の輝度変換テーブル１〜４の各変換特性例を模式的にグラフで表した図である。この図において、通常の輝度変換テーブル１はグラフ１に対応し、反転の輝度変換テーブル２はグラフ２に対応し、強調の輝度変換テーブル３はグラフ３に対応し、反転強調の輝度変換テーブル４はグラフ４に対応している。
グラフ１の示す通常の輝度変換の変換特性例では、入力信号レベルに対して出力信号レベルは変化していないが、グラフ２の示す反転の輝度変換の変換特性例では、入力信号レベルが大きいほど出力信号レベルは小さくなり、その傾向は信号レベルの全域で線形となっている。
グラフ３またはグラフ４の示す強調または反転強調の輝度変換の変換特性例では、入力信号レベルの最小付近および最大付近で出力レベルの変化が小さく押さえられているのに対し、入力信号レベルの中間付近でより急激に変化するようになっている。本発明では、利用者がこれら特性のテーブルを選択し、選択されたテーブルに応じた輝度変換をおこなわせることが可能となっている。
操作部１１４と制御部１１３とによっては、主に色覚障害者を含む視覚障害者の視認対象物、例えば書面に記載された図形や文字あるいは書面表面に近づけられたボールペンやシャープペン等の筆記具の映像の視認性を、その視覚特性に応じて高めることができる。
例えば、物体を視認する場合は反転して強調を行い、あるいはコントラストの強い書面の文字を確認する場合は反転だけをすることがなされる。
【０００８】
さらに、上述の図４に例示するように太さ調整装置４は、太さ調整器３１〜３３、太さ選択器３４とからなっている。図５は太さ調整器３１〜３３のブロック構成例を示す図である。この図に示すように太さ調整器３１〜３３は、遅延装置３５〜４２と、太さ演算装置４３からなる。
さらに、上述の図６に例示するように色変換装置５は、カウンタ４４、Ｒ信号減色装置４５、Ｇ信号減色装置４６、Ｂ信号減色装置４７、色比較装置４８、色決定装置４９、色変換定義テーブル５０で構成される。
【０００９】
図７は、本発明の操作部１１４の操作パネルにおける、利用者に操作されるつまみや押し下げボタン等の配置の様子を例示した模式図である。
この図において、６０は映像表示に所定のマスク領域の追加する追加しないを指定すると共にマスク領域の幅を調節するための幅調節つまみ、６１はマスク領域の濃度を調節するための濃度つまみ、６２はマスク領域の表示位置を調節するための位置調節つまみである。
６３は、所定の調節の程度でもって処理を行う映像処理の組み合わせや調節状態があらかじめ設定された１つ以上のモードのうちの１つを選択し、その選択されたモードで映像処理装置１１０が動作するようにするためのモード選択つまみである。
６４は映像表示のコントラストを調節するためのコントラスト調節つまみ、６５は、映像表示のコントラストと色の彩度とを強調する画質強調のための強調ボタンである。
６６は、映像表示における、暗い部分と明るい部分との境界の位置を所定のアルゴリズムでもって変化させて、明部が広がって暗部が狭まり、あるいは暗部が広がって明部が狭まるようにして、たとえば書面に記載された文字の線幅が太線化されたり細線化されたりする程度を調節するための太さ調節つまみである。
６７は、色変換を行う対象となる色の範囲を調節する範囲調節つまみである。６８は、対象となる３原色のうちの１色を選択する対象選択つまみである。６９は、対象の色を白色で表示するようにするための白表示ボタンである。７０は、対象の色をその色またはその他の色、例えば白色または／および黒色で交互に表示するようにするための点滅表示ボタンである。なお、対象色を表示しないで、例えば白色と黒色の点滅表示とするものであってもかまわない。７１は、対象の色を黒色で表示するようにするための黒表示ボタンである。
７２は、映像処理装置１１０から出力する映像信号を静止画信号とするための静止画ボタンである。
【００１０】
次に、本発明の映像信号処理について、図を用いてより詳細に説明する。
図８は、本発明の、マスク領域を追加する追加しないの指定、マスク領域の幅調節、マスク領域の位置調節、さらにマスク領域の濃度調節を行えるようにした機能である、マスク機能について説明するための図である。このマスク機能は、上述の幅調節つまみ６０、濃度つまみ６１、位置調節つまみ６２によって操作される。なお、このマスク機能は、本実施例では映像出力インタフェース装置１１２のＹＣ復調装置において、制御部１１３からの制御により実現される。
図８において、（ａ）はマスク領域が追加されていない、すなわちマスクが無い場合の映像表示の様子を表しており、領域ａ１は、この例では白色の背景となったところに複数行の文字が表示されている。それに対して、図８（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）は、マスクがある場合の映像表示の様子を表している。
図８（ｂ）の映像表示では、領域ｂ１が上述の領域ａ１と同じように背景が白色の領域となっている。そして、この例では黒色のマスク領域ｂ２およびｂ３により領域ｂ１の縦方向の幅が狭められているため、図８（ａ）において表示されている文字のうち上から２行目の文字が表示されている。視覚障害者である利用者は、白色背景の表示が表示画面において広大なことで眩しく感じてしまい、その画面の表示が見づらいことがあるが、このマスクありの場合の表示にすることで白色背景の表示がより少なくなるので、眩しさを感じることがより少なくなり、例えば、図８（ｂ）の表示の例では、その２行目の文字をより読みやすくすることができる。
さらに、本発明では、図８（ｃ）の表示例のように、マスク領域ｃ２およびｃ３の濃度を、図８（ｂ）のマスク領域ｂ２およびｂ３よりも薄くして、例えば灰色のような色で表示することができ、この場合、図８（ｂ）の程度までマスク領域の明度を暗くしたり色の彩度を濃くしたりしなくても眩しさにより読み取れないことがなくて、かつ、上から２行目以外の行の文字について、その文字の意味は読み取れないまでもそれらの文字が存在することがわかる程度に表示することができる。そのような表示が望ましい場合としては、どのあたりの、すなわち何行目の文字を読んでいるのかが知りたい場合などである。さらに、利用者の介添え者が正常視覚者であった場合に、その介添えの作業効率を上げることができる。
さらに、図８（ｄ）の表示例のように、マスク領域ｄ２およびｄ３の幅を広げて、白色の背景の領域ｄ１の幅を狭くすることができる。図示していないが、マスク領域ｄ２およびｄ３の幅を狭めて、白色の背景の領域ｄ１の幅を広くすることも同様に行うことができる。マスク領域の幅を可変できることで、例えば読み取りたい文字の大きさに応じた領域幅を設定することができ、より文字内容を把握しやすくすることができる。
さらに、図８（ｅ）の表示例のように、マスク領域ｅ２の幅とマスク領域ｅ３の幅とが異なるようにして、白色の背景の領域ｅ１の画面上の位置を可変することができる。マスク領域の位置を可変できることで、例えば読み取りたい文字を上から一行目の文字の位置に合わせられるようにすることができ、文字読み取りの作業効率を向上させることができる。
【００１１】
図９および図１０は、本発明の、色変換を行う対象となる色の範囲調節、色変換を行う対象となる３原色のうちの１色の選択、対象の色を白色で表示するか、黒色で表示するか、あるいはその他の色（例えば白色または／および黒色）で交互に表示するようにした機能である、色変換機能を説明するための図である。この色変換機能は、上述の範囲調節つまみ６７、対象選択つまみ６８、白表示ボタン６９、点滅表示ボタン７０、黒表示ボタン７１によって操作される。この色変換機能は、上述の色変換装置５において、制御部１１３からの制御によって実現される。
図９において、（ａ）は緑色の背景ｒ１に、赤色の文字ｒ２が表示されたものの様子を示しており、通常の撮像でもって表示されたものも同様となる。このとき、本発明の色変換機能を用いることによって、緑色の背景ｒ１は図９（ｂ）、（ｃ）では色が変わらずにそのまま表示されるが、文字の部分については、図９（ｂ）では白色の文字ｒ３に、また、図９（ｃ）では黒色の文字ｒ３に、色変換されて表示される様子が示されている。この機能により、どのような明るさの背景に文字等が書かれている場合であっても、背景の色の色相と文字の色の色相とが相当程度異なっており、白色および黒色のいずれか一方の色に変換することで、より文字等の内容を認識しやすくすることができる。
ただし、利用者の視覚特性によっては、それでも認識しがたい場合もあり、その場合はさらに本発明の特徴の一つである、白色と黒色とに交互に色変換をして、点滅しているように表示することで、白色固定または黒色固定に色変換しただけでは認識しがたい利用者であっても、その文字等をリアルタイムに認識させることができる。
なお、図１０を用いて上述の色変換機能の実用性の一つについて具体的に、すなわち、３つの文字「いろは」が記載された書面に、赤いマーカーで「バツ印」がそれら文字に重なるように記されている場合について説明する。図１０において、正常な視覚者が知覚するパターンを（１）に、赤色を黒色に認識する傾向のある色覚障害者の知覚パターンを（２）に模式的に示す。図１０（１）では、格子縞で示す赤色のバツ印に重なった文字、例えば、「ろ」の文字を認識できるが、図１０（１）では、バツ印が文字と同様に黒色になってしまい、重なった文字、例えば、「ろ」の文字は認識できない。しかしながら、上述の色変換機能を用いて、赤色を白色に変換した映像を表示装置１２０に表示すれば、色覚障害者であっても正常な視覚者であっても、共に「いろは」の３文字を認識することが可能となり、さらに、赤色を白色と黒色と元の色とで交互に切り替えるようにして点滅表示すれば、「バツ印」が存在しかつその色が赤であるということが、重度の色覚障害者であっても容易に認識することができて、より高度なバリアフリー化を実現することができる。
【００１２】
図１１は、本発明の、細線化太線化の映像信号処理の機能を説明するための図である。この図において、図１１（ａ）は太線化処理の前の漢字「全」を表示した様子を示し、図１１（ｂ）は太線化処理後の漢字「全」を表示した様子を示したものである。図１１（ａ）では、漢字「全」の冠部分とその下の王の部分とは接していないが、図１１（ｂ）では、太線化を行ったことによって、その冠部分とその下の王の部分の一番上の横棒とが接近して表示されている。しかしながら本発明の太線化処理によってそれら接近する部分の様子は、右上の円内の拡大図に示すように、太線化処理時に、違う色の境界部分では、隣接する画素の色が変換後の画素の色と同じ色になる場合はその画素の色を変換しないようにした太線化処理を行うことによって、境界線が連続した線または破線となるようにする。そのようにすることで、視覚障害者による文字の認識率をリアルタイムでもって格段に向上させることができる。
さらに、図１１（ｃ）は、細線化処理の前の、矢印を表示した様子を示し、図１１（ｄ）は細線化処理後の、矢印を表示した様子を示したものである。図１１（ａ）では、矢印部分の白色の領域が大きな面積を占めており、視覚障害者にとっては眩しくなって矢印であると認識できない場合があるが、図１１（ｂ）では、細線化を行ったことによって、眩しくなくなることで、矢印と認識できるようになる。この場合、太線化時に境界線が連続した線または破線となるようにした処理によって、矢印が細くなりすぎて消えてしまうことなく、連続した線または破線で構成される程度に表示可能である。
【００１３】
次に、本発明の映像信号処理のうち、コントラスト調整と画質強調処理の詳細について説明する。
このうちコントラスト調整は、コントラスト調節つまみ６４に応じて調整され、利用者ごとのさまざまな視覚特性により最適な表示を行うことができる。また、画質強調は、強調ボタン６５を操作することによって映像表示のコントラストが強調され、さらに、色の彩度が強調されることで、利用者が識別できなかった事物の形あるいは色を識別可能とする。なお、このコントラスト強調は、映像の内容によって映像信号の黒つぶれと白つぶれとを同時に起こす程度の強調をすることで、より識別可能性を高めた映像表示をリアルタイムに得ることができる。
なお、本発明の実施例では、輝度変換装置は第１の輝度変換装置３と第２の輝度変換装置６との２つを設けており、そうすることで、上述の映像変換処理を所望の組み合わせでもって実現可能なようにしている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】撮像表示器のシステム構成例を示す図である。
【図２】輝度変換装置３、６のブロック構成例を示す図である。
【図３】通常・反転・強調・反転強調の輝度変換テーブル１〜４の各変換特性例を模式的にグラフで表した図である。
【図４】太さ調整装置４のブロック構成例を示す図である。
【図５】太さ調整器３１〜３３のブロック構成例を示す図である。
【図６】色変換装置５のブロック構成例を示す図である。
【図７】本発明の操作部１１４の操作パネルにおける、利用者に操作されるつまみや押し下げボタン等の配置の様子を例示した模式図である。
【図８】本発明のマスク機能について説明するための図である。
【図９】本発明の色変換機能を説明するための図である。
【図１０】本発明の色変換機能を説明するための図である。
【図１１】本発明の細線化太線化の映像信号処理の機能を説明するための図である。
【符号の説明】
【００１５】
３，６：輝度変換装置、４：太さ調整装置、５：色変換装置、１００：撮像装置、１１０：映像処理装置、１１１：映像入力インタフェース装置、１１２：映像出力インタフェース装置、１１３：制御部、１１４：操作部、１２０：表示装置。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者の利用希望に関わる映像を撮像する撮像装置と、該撮像された映像を映像処理する映像処理装置と、該映像処理された映像を表示する表示装置とを有し、
前記利用者の視覚特性に応じ、映像の拡大縮小、コントラスト調節、画質強調、色変換、２値化、細線化太線化、およびマスク追加のうち少なくともいずれか一つの映像処理をリアルタイムで行うことを特徴とする撮像表示器。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像表示器において、前記マスク追加の映像処理は、マスク領域を追加する追加しないを指定し、前記マスク領域の幅を調節し、前記マスク領域の位置を調節し、さらに前記マスク領域の濃度調節を行うことを特徴とする撮像表示器。
【請求項３】
請求項１に記載の撮像表示器において、前記色変換の映像処理は、前期色変換を行う対象となる色の範囲を調節し、前期色変換を行う対象となる３原色のうちの１色を選択し、前記対象の色を白色で表示するか黒色で表示するか、あるいはその他の色（例えば白色または／および黒色）とで交互に表示するかを選択して行うことを特徴とする撮像表示器。
【請求項４】
請求項１に記載の撮像表示器において、前記細線化太線化の映像処理は、境界線が連続した線または破線となるようにリアルタイムに行うことを特徴とする撮像表示器。
【請求項５】
請求項１に記載の撮像表示器において、前記画質強調の映像処理は、コントラストが強調および色の彩度が強調され、該コントラスト強調は映像信号の黒つぶれと白つぶれとを同時に起こす程度の強調をリアルタイムに行うことを特徴とする撮像表示器。

【図１】