JP2008129775A - 表示制御装置、表示装置、表示制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表示制御装置を、ユーザの身体の部位の位置にかかる情報を取得する検出部1、検出部1によって取得された情報に含まれる部位の位置に基づいて所定のパターンを設定すると共に、設定されたパターンの変化を検出する変換パラメータ決定部2、検出された当該変化の状態に基づいて、表示すべき画像を変換する変換部4を備えるよう構成する。
【選択図】 図1
Description
このような特許文献2に記載された発明によれば、ユーザに対し、ディスプレイ画面を通して実空間を見ているような臨場感を与えることができる。
また、ユーザの視点の検出は、一般的にユーザをカメラ等で撮影し、撮影された画像を処理してユーザの目の位置等を抽出することによってなされる。視線を正確に検出するためには、ユーザをディスプレイ画面の方向からのみでなく、横方向から撮影した画像をも使うことが望ましい。
前記パターン変化検出手段によって検出された当該変化の状態に基づいて、表示すべき画像を変換する画像変換手段と、を備えることを特徴とする。このような発明によれば、ユーザの身体の部位の位置にかかる情報を取得し、この部位の位置に基づいて所定のパターンを設定することができる。そして、設定されたパターンの変化を検出し、当該変化の状態に基づいて、表示すべき画像を変換することができる。したがって、単に部位の位置のみでなく、部位同士の位置関係に基づいてユーザとディスプレイ画面との位置関係を判定することができる。このため、人間の目等という比較的小さな部位の位置そのものの移動を検出するのでなく、より大きなパターンの変形からユーザとディスプレイ画面との位置関係を判定することができる。また、ユーザを正面の一方向から撮影した画像からユーザとディスプレイ画面との位置関係を判定することができる。このような本発明は、比較的小型のディスプレイ画面を使った表示装置に適用しても、ユーザの視線の検出精度を高めることができる。
また、本発明の請求項5に記載の表示制御装置は、請求項1または2に記載の発明において、前記特徴部位情報取得手段が、ユーザの身体の部位の位置の情報を入力する入力手段を含むことを特徴とする。このような発明によれば、予め抽出されたユーザの身体の部位の情報を入力することができるので、身体の部位の移動等を検出する構成を小型、簡易化でき、ひいては表示制御装置を備える表示装置を小型化することができる。
実施形態1
(表示装置の構成)
図1は、本発明の実施形態1、実施形態2に共通の表示装置の全体構成を示した図である。表示装置は、検出部1と、変換パラメータ決定部2と、蓄積部3と、変換部4と、提示部5と、入力部6と、操作部7と、センサ8とによって構成されている。変換パラメータ決定部2、蓄積部3、変換部4、入力部6、操作部7が表示制御装置を構成し、画像を表示するための提示部5を備えて表示装置を構成している。
検出部1は、図示しないセンサから、ユーザの身体の部位の位置にかかる情報を取得する。センサ8は、可視光カメラや赤外線照射による撮影装置といった撮影装置であって、検出部1は、撮影された画像から特にユーザの目の位置や頭部位置の検出を行う。なお、実施形態1では、センサ8が提示部5から見たユーザの正面の画像を撮影するものだけでよく、提示部5が設けられている面と同一の面に唯一も受けられたCCD(Charge Coupled Device)カメラ等によって実現できる。ただし、センサ8はこのような構成に限定されるものでなく、表示装置と別個に設けられるものであってもよい。
検出部1は、センサ8によって撮影された画像を取り込んで画像処理し、ユーザの顔の特徴部位を検出する。画像処理では、赤外線照射時の反射像を撮影することによるユーザの視線方向を検出することができる。さらに、撮影された画像から顔モデルを作成することにより、頭部位置や目の位置を検出することができる。なお、以上の検出は、周知の技術によって実現できるため、これ以上の説明を省くものとする。
変換パラメータ決定部2は、検出部1によって取得された情報に含まれる部位の位置に基づいて所定のパターンを設定する。実施形態1では、部位の位置に関する情報を、以降検出情報とも記すものとする。
変換パラメータ決定部2は、パターンの変化の状態に基づいて蓄積部3に蓄積されているコンテンツに含まれる画像を変換する。また、実施形態1では、変換後の画像を変換パラメータに対応させて蓄積部3に蓄積しておくものとする。このように構成することで、一度変換された画像を再度表示する場合、変換処理が省けて処理の効率を高めることが可能になる。
蓄積部3は、表示装置に内蔵されているメモリであってもよいし、通信網を介したサーバであってもよい。
変換部4は、蓄積部3から受け取ったモデル画像を、変換パラメータ決定部2で得られた変換パラメータにしたがって変換する。
以上述べた構成において、検出部1、入力部6が特徴部位情報取得手段として機能する。変換パラメータ決定部2はパターン設定手段及びパターン変化検出手段として機能する。変換部4は画像変換手段、蓄積部3は、実施形態1の蓄積手段に相当する。
次に、以上述べた構成の表示装置によって実行される処理について説明する。
・1 考え方
図3は、実施形態1の表示装置によってなされる処理の概略を説明するための図である。実施形態1では、携帯電話機等の小型の表示装置62を想定し、表示装置62のディスプレイ画面62aの奥に大きなディスプレイ画面61があると仮定する。ユーザは、ディスプレイ画面62aを通してディスプレイ画面61を見ているものとする。
実施形態1では、センサ8によって撮影された画像からユーザの目の画像を抽出し、周知の技術によって矢線64で示す視線を推定する。
ただし、提示部5から見たユーザの画像のみを使う実施形態1では、ユーザとディスプレイ画面62aとの距離をユーザの横方向から見て判定することはできない。このため、実施形態1では、次のようにしてパターンを作成し、ユーザの目とディスプレイ画面62aとの距離を推定している。
△z=β(△x(t)−△x(t−1)) …(1)
上記した式(1)において、βは変数であり、βを調節することによって△xと△zを対応付けることができる。
次に、ユーザの視線のx軸方向、y方向の移動と画像の変換との関係について説明する。
図5は、(a)に示したコンテンツの画像を、(b)〜(e)に示した視線に基づいて変換した場合に得られる画像を示した図である。検出部1は、画像からユーザの目の位置を抽出し、この位置の変化をx方向、y方向についてそれぞれ検出する。変換パラメータ決定部2は、検出されたx方向の変化Δx、y方向の変化Δyに基づいて、変換パラメータ(△X,△Y,△Z,R)を決定する。
ΔX=α△x …(2)
同様に、視線がy軸方向に△y動くことによって、画像はΔY平行移動する。視線移動量△yは、式(3)に示すように、画像移動量ΔYに変換される。
ΔY=α△y …(3)
図6は回り込みの場合の画像変換を説明するための図であり、図7は見渡しの画像変換を説明するための図である。図6、図7のいずれにおいても、コンテンツは画像を三次元で表示する三次元コンテンツである。また、図6(b)〜(d)、図7(b)〜(d)は、ユーザの視線位置に応じた画像表示の一例であり、視線が図6(b)〜(d)、図7(b)〜(d)へ移動している様子を示している。
θa=atan(△x/d) …(4)
なお、dは、ユーザの両目の間隔Δxの長さが所定の範囲にある場合の値を予め設定しておくことができる。そして、Δxの長さが変化して所定の範囲から外れた場合、この変化を先に示した式(1)を使って調整することも可能である。
θa=atan(△y/d) …(5)
以上述べたように、実施形態1では、画像を変換することにより、コンテンツの画像全体のうちディスプレイ画面62aに表示される画像の範囲を移動させることが可能になる。実施形態1では、この移動の速度を変更し、ユーザが画像を見る際の利便性をいっそう高めることが可能である。
図10は、実施形態1の表示制御方法を説明するためのフローチャートである。実施形態1では、画像制御に先立って、コンテンツの正面と表示装置の正面を一致させる。このため、表示装置の電源が○Nにされると(S101)、ユーザが選択したコンテンツが表示される(S102)。このとき、三次元コンテンツの正面の画像が表示されていれば(S103:Yes)、そのまま画像を蓄積部3に保存する(S106)。
図11は、ステップS104において実行される基準合わせ処理を説明するための図である。基準合わせ処理は、ディスプレイ画面62aの法線方向をz軸とし、ディスプレイ画面62aのx軸、y軸と画像111のx軸、y軸とを一致させることによって正面を合わせる。このとき、ユーザが、画像を正面に向ける操作などをすることによって正面の画像がディスプレイ画面62aに表示される。
図12は、図10で説明した処理の後、実施形態1の表示装置が実行する処理を説明するためのフローチャートである。検出部1は、センサ8によって撮影された画像からユーザの両目の位置を座標(x,y)として順次検出する(S121)。両目の座標(x,y)を検出することによって、ユーザの視線の移動が検出できる。
変換を自動でする場合、変換パラメータ決定部2は、変換パラメータを決定する(S122)。なお、この際、ユーザの目とディスプレイ画面62aとの距離を求める場合には、両目の間隔を示す直線をパターンとし、このパターンの長さに基づいて変換パラメータを決定する。
以上述べたフローチャートにおいて、ステップ122がパターン設定ステップ及びパターン変化検出ステップに相当する。また、ステップ124が画像変換ステップに相当する。
変換された画像は、提示部5に渡されて表示される(S125)。
画像変換を自動的に行う場合、実施形態1の表示装置は、視線をコンテンツを操作するコマンドとして利用することができる。また、視線の移動方向と逆の方向にコンテンツを移動させることによって、表示装置のディスプレイ画面を、コンテンツを覗き込む「窓」として利用することもできる。
このように、実施形態1の表示装置は、変換済みのコンテンツがない場合にはコンテンツを変換することにより、変換パラメータに対応してコンテンツを変換して予め保存しておく必要がなく、蓄積部3の容量を抑えることができる。
ところで、ユーザの視線に基づいて表示されている画像を制御する場合、視線の微小な変動が画像のいわゆる「ぶれ」を発生させ、ユーザに違和感を与える場合がある。このような問題は、人間の身体が本人の意思とは無関係に微動していて、このために視線にも固視微動と呼ばれる不随意の微動が生じることによって起こる。
また、視線の微動に伴う画像のぶれは、所定の時間内に取得された視線の位置の平均を現在の位置として用いることによって抑えることができる。また、ユーザの位置情報を時系列で取得していれば、例えばカルマンフィルタを用いてユーザの状態を推定することによって、ユーザの微動によって起こる画像のぶれを防ぐことができる。
△X=α(x2−x1)/t …(6)
さらに、実施形態1では、表示装置に加速度センサを取り付け、ユーザの手の動きを検出し、手の動きと逆にコンテンツを動かすことによって、手の細かい動きによるコンテン
ツのぶれを防ぐことができる。このとき、一定の値より小さい手の動きのみを検出すれば、人間の不随意の動きによる画像のぶれを抑えることができる。
以上述べたように、実施形態1は、携帯電話のような小さなディスプレイ画面を有する表示装置において、正面から撮影した画像だけを使って視線を推定することができる。また、推定した視線に合わせて表示された画像を変換することにより、ユーザが見たいと思う画像をディスプレイ画面に表示することができる。また、ユーザの視線を、表示されている画像を選択するポインティングデバイス、あるいは画面をスクロールするコマンドとして利用することができる。
したがって、実施形態1では、ディスプレイ画面が小さい場合であっても、ユーザは画像の表示サイズを変えることなく画像の全体を見ることができ、擬似的に大画面を知覚することができる。
さらに、実施形態1では、表示装置画面とユーザの相対位置を検出しているため、視線を動かすのではなく、表示装置を動かすことによって同じ効果を得ることができる。
また、実施形態1で説明した発明を用い、遠隔地にあるカメラを携帯電話機から視線で操作することも可能である。この場合、カメラは、少なくとも携帯電話機が送信する信号を受信する機能と、受信した信号にしたがって前後、左右、上下、ロール、ピッチ、ヨーといった動作を実行する機能と、動作しながら撮影した画像を携帯電話機に送信する機能を備えることが必要になる。
次に、本発明の実施形態2について説明する。実施形態2は、実施形態1が両目という2点の特徴部分を抽出し、この間隔をパターンを設定していたのに対し、3点を特徴部分によってパターンを設定するものである。実施形態2では、特徴部分の3点として、両目の他、鼻を用いるものとした。
なお、実施形態2の表示制御装置及び表示装置の構成は、実施形態1の表示制御装置及び表示装置の構成と同様であるため、図示及び説明を略すものとする。
実施形態2では、先ず、ユーザが、表示装置を操作するのに先立って、視線位置とコンテンツの基準位置及び三角形の基準の大きさ等を設定する。基準の設定は、例えば、以下のようにして実行できる。
ユーザは、通常表示装置を操作する場合の姿勢及びディスプレイ画面62aとの距離をとり、提示部5のディスプレイ画面62aに視線を向ける。検出部1は、ユーザの視線位置がセンサ8であるカメラのレンズの中心にきたとき、提示部5を制御してディスプレイ画面62aの中心位置を提示する。ユーザは提示された中心位置に視線を向け、検出部1は、センサ8によって撮影された画像から特徴部分91、92、93でなる三角形を記録する。記録された三角形を、以降基準三角形と記す。
また、コンテンツの表示が開始された後、センサ8は、所定の時間間隔でユーザの顔を正面から撮影する。検出部1は、撮影された画像から特徴部分91、92、93でなる三角形のパターンを順次抽出し、変換パラメータ決定部2に渡す。変換パラメータ決定部2は、三角形の大きさや形状、位置を先に記録されている基準三角形と比較して変換パラメータを決定する。
上記した処理において、△X、△Yを決定するαの大きさは、変化後の三角形の大きさに合わせて変化させることもできる。三角形が基準三角形より大きくなった場合にはαを大きくし、三角形が基準より小さくなった場合にはαを小さくすれば、ユーザは、より直感的に表示装置を操作することが可能となる。
また、図14(c)に示すように、三角形の特徴点93が、基準三角形における位置よりユーザの正面に向って右に移動した場合、ユーザが左を向いたと判断できる。このとき、変換パラメータ決定部2は、三次元コンテンツの画像を右に回転させるよう変換してもよい。また、図14(a)に示すように、三角形の特徴点93が、基準三角形における位置よりユーザの正面に向って左に移動した場合、ユーザが右を向いたと判断できる。このとき、変換パラメータ決定部2は、三次元コンテンツの画像を左に回転させるよう変換してもよい。
△θa=γ△L=γ(L(t)−L(t−1)) …(7)
また、実施形態2は、パターンの生成に両目及び鼻を特徴部分とするものに限定されるものでなく、眉や口等、他の顔の特徴部分となり得る箇所を使ってパターンを作成することも可能である。さらに、特徴部分を顔の部位に限定せず、全身のうちから特徴分となる部位を抽出することも可能である。
4 変換部、5 提示部、6 入力部、7 操作部
8 センサ、62 表示装置、62a ディスプレイ画面
Claims (9)
- ディスプレイ画面に表示される画像を制御する表示制御装置であって、
ユーザの身体の部位の位置にかかる情報を取得する特徴部位情報取得手段と、
前記特徴部位情報取得手段によって取得された情報に含まれる部位の位置に基づいて所定のパターンを設定するパターン設定手段と、
前記パターン設定手段によって設定されたパターンの変化を検出するパターン変化検出手段と、
前記パターン変化検出手段によって検出された当該変化の状態に基づいて、表示すべき画像を変換する画像変換手段と、
を備えることを特徴とする表示制御装置。 - 画像を蓄積する画像蓄積手段をさらに備え、
前記画像変換手段は、前記パターンの変化の状態に基づいて変換された変換画像が前記画像蓄積手段に蓄積されている場合、前記画像蓄積手段から変換画像を取得し、変換画像が前記画像蓄積手段に蓄積されていない場合、前記画像蓄積手段に蓄積されている画像を変換することを特徴とする請求項1に記載の表示制御装置。 - 前記パターン設定手段は、前記特徴部位情報取得手段によって取得された少なくとも3つの部位の位置に基づいて所定のパターンを設定することを特徴とする請求項1または2に記載の表示制御装置。
- 前記特徴部位情報取得手段は、ユーザの身体の部位を撮影した画像から前記部位の位置の情報を検出する検出手段を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の表示制御装置。
- 前記特徴部位情報取得手段は、ユーザの身体の部位の位置の情報を入力する入力手段を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の表示制御装置。
- 前記特徴部位情報取得手段は、取得されたユーザの身体の部位の位置の情報のうち、所定の閾値以上の位置の移動のみを移動と判定することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の表示制御装置
- 前記特徴部位情報取得手段は、取得されたユーザの身体の部位の位置の情報のうち、所定の時間内に検出された位置の移動量の平均値を前記所定の時間後の移動量と判定することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の表示制御装置
- ディスプレイ画面と、
前記ディスプレイ画面に表示された画像を視認するユーザの身体の部位の位置にかかる情報を取得する特徴部位情報取得手段と、
前記特徴部位情報取得手段によって取得された情報に含まれる部位の位置に基づいて所定のパターンを設定するパターン設定手段と、
前記パターン設定手段によって設定されたパターンの変化を検出するパターン変化検出手段と、
前記パターン変化検出手段によって検出された当該変化の状態に基づいて、表示すべき画像を変換する画像変換手段と、
を備えることを特徴とする表示装置。 - ディスプレイ画面に表示される画像を制御する画像制御方法であって、
ユーザの身体の部位の位置にかかる情報に含まれる身体の部位の位置に基づいて所定のパターンを設定するパターン設定ステップと、
前記パターン設定ステップに置いて設定されたパターンの変化を検出するパターン変化検出ステップと、
前記パターン変化検出ステップにおいて検出された当該変化の状態に基づいて、表示すべき画像を変換する画像変換ステップと、
を含むことを特徴とする表示制御方法。
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