JP2970661B2 - モニタ像の表示方法 - Google Patents
モニタ像の表示方法Info
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Description
て対話者間の視線を一致させる機構を備えた双方向対話
型システムに好適な、モニタ像(相手対話者像)の表示
方法に関するものである。なお、具体的に係る双方向対
話型システムは、相当距離離れた医師と患者、カウンセ
ラとクライアントの関係等のように、伝送手段を介して
双方向対話を実現するカウンセリング・システムであっ
て、主として1対1の双方向対話を志向したシステムで
ある。
いて行われているカウンセリングは、一般に対話者同士
が直接対面した状況において、両者間に親密な信頼関係
を築きながら行われる。しかしながら、自然災害、遠隔
地等の理由から、カウンセリングを必要とする者とカウ
ンセリングを行う技術を修得している者(カウンセラ)
とが同一の場所、時間を共有することが困難な状況も存
在する。そこで、通信技術の発達に伴い、遠隔の地にあ
る者同士によるカウンセリングを実現するシステムの必
要性が高まってきた。
ング・システムを構築しようとする場合、従来の対面式
の方法と同様に対話者間で親密な関係及び理想的なカウ
ンセリング環境を築き上げるためには、まず該対話者間
の視線を一致させることが重要である。
視線を一致させる撮像装置として、第1に、特開昭62
−269128号公報(第1従来技術)に示されるもの
がある。この第1従来技術では、対話者と当該撮像装置
との間に設けられたハーフミラーが設けられており、こ
れにより、被写体となる対話者から発せられる光を当該
撮像装置と画像表示装置とに分離している。従って、こ
の第1従来技術の装置構成によれば、撮像装置は対話者
が見る画像表示装置の表示画面を避けた位置に配置され
た状態で、該撮像装置の入力光軸と対話者の視線とを一
致させている。
(第2従来技術)には、光の反射/透過を切り替えるこ
とのできる特殊な表示装置を用い、この表示装置の後方
(この表示装置を介して対話者と反対側)に撮像装置を
配置した構成の撮像装置が開示されている。この装置構
成によれば、対話者の視線は表示装置の後方であって、
かつ対話者が見る表示装置の表示画面を避けた位置に配
置された撮像装置に向けられるので、会話者同士の視線
を一致させることが可能である。
3従来技術)には、表示装置の上部に小型ミラーまたは
小型ハーフミラーを取り付け、このミラーに光軸が向い
た小型カメラで対話者を撮像する構成の撮像装置が開示
されている。この装置構成においては、ミラーで反射さ
れた対話者像は、該対話者が見る表示装置の表示画面を
避けた位置に配置された小型カメラに撮影される。よっ
て、会話者の視線の仰角は垂直方向における視線一致の
許容範囲である10°以内に抑えられ、会話者相互の視
線一致が図られている。
双方向対話型システムは、種々の課題はあるにせよ、親
密な双方向対話すなわち理想的なカウンセリング環境を
実現する要素として、両対話者の視線一致を可能にする
システムである。しかしながら、このようなハードウェ
ア的な要素のみで、理想的なカウンセリング環境を実現
するとともに十分な心理学的な効果を得ることが極めて
難しいことは経験的にも明らかである。
中における各対話者間の視線を一致させた状態で、好ま
しい大きさの像表示を可能にするモニタ像の表示方法を
提供することを目的としている。
のいる第1地点に設置された第1端末装置と、該第1地
点から相当距離離れた地点であって第2対話者のいる第
2地点に設置された第2端末装置と、該第1端末装置と
該第2端末装置の間において、少なくとも該第1対話者
及び第2対話者の画像・音声データの双方向通信を可能
にするための伝送手段を備えた双方向対話型システムに
好適な、モニタ像の表示方法に関するものである。この
システムにおいて、少なくとも第1端末装置は、伝送手
段を介して受信した、第2対話者の像をモニタ上に表示
する表示部と、第1対話者と表示手段との少なくとも距
離を定義するため、該第1対話者の位置を規定する位置
規定手段と、該伝送手段を介して第2端末装置に、撮影
された該第1対話者の像を送信する撮像装置を備える。
第1対話者を撮像する撮像部と、該撮像部の撮像方向を
直接該第1対話者に向けた状態で、該第1対話者とモニ
タとの間の所定位置に該撮像部を設定するための支持機
構とを備えている。特に、(1)撮像部は、位置規定手段
によって規定された第1対話者とモニタ間の距離、及び
(2)該第1対話者の視線と該第2対話者のモニタ像の視
線とが一致したと判断される上述の視差角、これら(1)
及び(2)の要素によって定義される視線一致領域内であ
って、該第1対話者に対し第2対話者のモニタ像の一部
を遮る位置に設置されている。なお、第2端末装置も同
様な構成を備えてもよく、また、第1端末装置は該第2
端末装置を遠隔制御できる構成になっている。さらに、
各端末装置は、それぞれ対話者の周りに配置される、外
部音に対して遮断性を有する吸音部材を備えている。し
たがって、対話内容が外部に漏れることに対する心理的
障害が低減されるとともに、音質が向上するので、気持
ちの集中が可能となり、より深い対話が可能となる。
視線一致領域内にモニタ像の一部を遮るように、撮像部
を設置させて当該システムを構成したのは、対話者にと
って、該撮像部がモニタ上に表示された人物像の一部を
遮るように設置され場合であっても、該撮像部の大きさ
が一定以下に抑えられていれば、この撮像部の存在は双
方向対話にほとんど影響を与えないことを、発明者が実
験により確認したからである。
て、対話者(第1対話者)の視線とモニタ上に表示され
た人物(第2対話者)の像(モニタ像)の視線を一致さ
せる視差角は、該対話者の視線に対し、該対話者から見
てモニタ画面の左右方向が4.5°以下,真上方向が1
2°以下および真下方向が8°以下であることが好まし
い。さらに、この視差角は、該対話者の視線に対し、該
対話者から見てモニタ画面の左右方向および前記上下方
向がそれぞれ3°以下であることが、理想的な視線一致
状態を実現するためにより好ましい。特に、図8に示す
ように、撮像デバイス205の光電変換面208に垂直
であって、該光電変換面208を通る線と上記第1対話
者とのなす角は、上述の視差角の範囲内である。
は、撮影される対話者の視線より高い領域であることが
好適である。特に、発明者による実験の結果、対話者と
モニタとの間を遮る撮像部は、該対話者から見てモニタ
上に表示された人物像の頭頂部近傍が該撮像部の設置位
置として好ましいことが確認された。
らモニタまでの距離、及び、該対話者の視線と該モニタ
上に表示された人物像の視線とが一致したと判断される
所定の視差角、とによって定義される領域(視線一致領
域)内に、上記撮像部を設置する手段としては、第1
に、対話者とモニタ上の人物像の視線一致領域内に撮像
部自体を移動させる手段、第2に、モニタと対向する対
話者自身を移動させることにより、該対話者とモニタ上
の人物像の視線一致領域自体を移動させ、撮像部と該視
線一致領域の位置を相対的に変更する手段、第3に、モ
ニタ上の人物像を移動させ、同様に該モニタと対向する
対話者の視線とモニタ上の人物像の視線一致領域自体を
移動させる手段がある。なお、この第3の手段は後述す
る表示制御部による画面分割時に人物像が表示される映
像表示領域を移動させたり、視線を一致させたまま人物
像のサイズを変えるアルゴリズムとして有効である。
タ上に表示された人物像の、該モニタ上の位置を認識す
る処理ユニットを設けるとともに、上記撮像装置に、撮
像部の設置位置を、該処理ユニットによって位置認識さ
れた人物像に対し相対的に移動させる駆動機構を設ける
ことにより実現することができる。実施の形態として
は、各端末装置ごとにこの第1の手段を行う場合と、第
1端末装置の処理ユニットで第2対話者のモニタ像の位
置認識を行い、該処理ユニットが所定の制御信号を第2
端末装置に送信することにより、該第1端末装置で該第
2端末装置を遠隔制御する場合とがある。
タ上に表示された人物像の、該モニタ上の位置を認識す
る処理ユニットを設けるとともに、該処理ユニットによ
って位置認識された人物像の視線に対して撮影される対
話者の視線を調整する機構を上記位置規定手段に設ける
ことにより実現することができる。実施の形態として
は、各端末装置ごとにこの第1の手段を行う場合と、第
1端末装置の処理ユニットで第2対話者のモニタ像の位
置認識を行い、該処理ユニットが所定の制御信号を第2
端末装置に送信することにより、該第1端末装置で該第
2端末装置を遠隔制御する場合とがある。
モニタ像の表示方法を含む)を実現するため、上記端末
装置はモニタ上に表示される人物像の表示位置を調節す
る処理ユニットを備える。この処理ユニットは、受信さ
れモニタ上に表示された該人物像に基づいて、撮像部が
本来存在すべき該モニタ像上における仮想位置を基準点
として特定し、続けて、該撮像部が実際に設置されてい
る位置に対応するモニタ上の座標と、得られた基準点の
モニタ上の座標に基づいて、該モニタ上に表示された人
物像のずれを検出する。もし、この人物像が本来表示さ
れるべきモニタ上の表示位置からずれていると判断した
場合には、この基準点のモニタ上の座標を始点とすると
ともに、撮像部の設置位置に対応するモニタ上の座標を
終点としたベクトルを算出し、そして、得られたベクト
ルに基づいて、ずれている人物像をモニタ上で平行移動
させる。実施の形態としては、対話者自身のモニタ像に
対して行う場合(対話開始前の初期設定)と、第2対話
者のモニタ像に対して行う場合がある。特に、後述する
表示制部による画面分割動作(表示される人物像の拡大
・縮小動作を含む)の際、人物像(第1対話者あるいは
第2対話者のモニタ像)の表示サイズが任意に変更され
ると、該像を表示する領域は該モニタ画面上の任意の位
置に設定可能であるので、この任意に表示サイズが変更
された人物像と対話者間で視線一致させる場合、この第
3の手段は特に有効である。また、上記人物像の拡大・
縮小動作では、上述のように特定された基準点に基づい
て行うことにより、視線一致状態が維持される。
表示された人物像の両方の目の、該モニタ上の各表示位
置をそれぞれ検出し、該両方の目の中央から該モニタの
上方に所定距離(例えば、10cm程度)離間した、モ
ニタ上の位置とする。また、この基準点は、受信されモ
ニタ上に表示された人物像を2値化して該人物像の輪郭
を検出し、該人物像の頭頂部に相当するモニタ上の位置
として特定するようにしてもよい。
位置を一旦処理ユニットで認識し、該認識された対話者
の位置と撮像部の位置に基づいて、該撮像部の撮像方向
の角度を調整するよう構成してもよい。この駆動機構に
よる撮像部の角度調節により、該撮像部の撮像方向は上
記処理ユニットで位置認識された対話者の視線に自動的
に向けられる。さらに、撮像部を移動させる駆動機構
は、視線方向の平均一致を検出し、移動調心するにあた
って移動速度が所定値以下であり、視線方向の振れが所
定範囲内では調心動作を行わないように構成してもよい
(なお、この判断は処理ユニット等で行われる)。な
お、撮像部が移動すると該撮像部から出力される映像に
振れが生じるが、移動速度を制限するとともに移動を頻
繁に行わなわず必要最小限に押えることで違和感のある
ぶれの発生は避けられる。
構は、対話者及び表示部間に位置する部材の一部が透明
な材料で形成されていることが好ましい。
段は、表示部から所定距離離れて設置された高さ調整自
在の椅子(座高調節機構を備えた椅子)を含む。また、
対話者と表示部間に設けられたテーブルも位置規定手段
として機能する。双方向対話型システムでは、この位置
規定手段を利用し、撮影される対話者と表示部を0.5
m以上5m以下の距離だけ離している。このような構成
とするのは、上記位置規定手段により該対話者の前後左
右の移動が十分制限できるので、このシステムにおける
対話者間の視線一致には、該対話者の体格差等に起因す
る上下方向の移動調整が最も有効だからである。
撮像部は、例えば図2に示されたように表示部とは独立
していてもよい。また、図7に示されたように表示部の
一部に支持機構により取り付けられてもよい。
話者間におけるカウンセリング・システムを志向してい
るので、有用なカウンセリング・データの収集や理想的
なカウセリング環境を実現するため、種々の構成及び機
能を備えている。
示制御部は、該表示部に表示する映像を拡大・縮小する
機能を備えている。表示サイズは、対話者の心理的作用
に大きく影響するので、このお表示制御部でモニタ上に
おける映像表示領域の大きさを自由に設定することによ
り、対話の自由度が広がるとともに、快適な対話環境を
実現することができる。なお、縮小された人物像(モニ
タ像)は上述された第3の視線一致手段によりモニタ上
の表示位置が調整されるので、第1対話者と第2対話者
間での視線一致状態が保持される。
他、文字・図形情報であってもよい。これにより、表示
部が伝送手段を介して受信した文字・図形情報に基づい
て文字または図形を人物像とともに表示することも可能
になる。すなわち、画像や音声のみならず、文字や図形
もあわせて表示することにより、より対話の円滑化が図
られる。
された人物像に重ねて表示してもよい。また、モニタ画
面は文字または図形を表示する領域と人物像を表示する
領域とを分離してもよい。この画面分離の態様として
は、(1)モニタ画面を上下方向に分割し、上方側に人物
像を表示する、あるいは、(2)モニタ画面を左右方向に
分割し、片方向側又は中央部に人物像を表示する等の態
様が好ましい。なお、発明者は、(1)及び(2)の態様によ
っても、対話者と人物像間の視線一致は劣化しないこと
を確認した。この態様の応用例として、表示部は人物像
を表示する第1のモニタと、文字、図形等を表示する第
2のモニタを備えるなど、該表示部を複数構成としても
よい。
・マシン・インターフェースとして、文字図形入力装置
を備える。この構成により、表示部は文字図形入力装置
から文字図形入力制御部を介して入力された文字または
図形の表示が可能になるとともに、このように装置内に
取り込まれた文字または図形に応じた文字情報または図
形情報を相手方の端末装置へ向けて出力することも可能
になる。なお、このような文字図形入力装置は、対話者
のいる第1地点または第2地点のいずれか一方の端末装
置にのみ設ける構成としてもよい。
字図形入力装置を備えることにより、文字や図形を交え
ての対話が行え、よりスムースな対話が可能となる。な
お、このような文字図形入力装置としては、キーボード
装置、対話者の手元に配置されたペン入力装置(タッチ
パネル)を採用することが可能である。また、このよう
なキーボード装置とペン入力装置との双方を備えること
として適宜選択可能とすることにより、さらにスムース
な対話が実現できる。さらに、文字図形入力装置は、表
示されている文字または図形を指し示すポインタ位置を
入力するポインティング・デバイスを備えてもよい。ポ
インタによる位置指示により、各時点での対話対象を特
定することが可能となる。なお、このような文字図形入
力装置等を利用し、入力された対話者の音声を認識して
文字情報に変換して表示することにより、スムースな対
話(あるいはカウンセリング)の成立にとって有効であ
る。
て、対話者の側面、かつ、耳元近傍に配置されたスピー
カを備える。耳元で囁かれることにより親密感を向上す
るからである。この音声出力部としてはヘッドホーンが
代表的である。
として望遠マイクを備える。マイクは、テーブル付きや
胸元に付けるものを採用することも可能であるが、テー
ブル付きマイクは対話の意識障害になったりする場合が
ある。また、胸元マイクは過って離席するとコードが破
損する場合がある。そこで、存在を意識しないですむ望
遠マイクを表示部の上部に配置するか、表示部に組込ん
でおくことが望ましい。特に、視線は既に認識されてい
るので、口元へ集音方向を向けることにより指向性を上
げることが可能になる。
込む音声・音響データ処理部は、集音音量を制御する音
声入力の増幅調整機能を有する。ここで、音声・音響デ
ータ処理部は、集音した音声の出力音量を所定レベルの
音量に自動調整する。また、音声・音響データ処理部
は、集音音量の所定時間での平均レベルを検出するとと
もに、集音音量と平均レベルとの差が所定値以上の場合
に音量の自動調整を行うように構成してもよい。
処理部における出力音量(相手側に出力される対話者自
身の音量)を表示する。マイクが直接見えない状態で画
面内の人間に語りかけるという行為は、慣れないと自分
の音量をどれくらいにしてよいか判断に迷うものなの
で、語りかけの音量を調整することにより、円滑な対話
の便宜が図られる。また、対話者の出力音量をモニタ画
面に表示して対話者自身に認識させることにより、この
出力音量が伝送に適切かどうかを対話者自身へフィード
バックすることができる。
力制御部は、背景音楽(BGM)を出力するとともに、
対話音量を検出して背景音楽の出力音量を調節する機能
を備えている。ここで、音声・音響出力制御部は、対話
音量が所定時間にわたって略零であることを検出すると
ともに、検出結果に基づいて、少なくとも、背景音楽を
開始、背景音楽の音量の増加調整、及び背景音楽の音量
の減少調整を行う。また、音声・音響出力制御部は、対
話者の音声の聞き取りに支障を起こさないよう、該対話
者の音声の音量を検出して、背景音楽の音量を調節する
ことにより、対話者の心を落ち着かせる背景音楽を該相
手側対話者の音声に重畳させて音声出力部から出力させ
てもよい。特に、沈黙が継続した場合に背景音楽を開始
したり音量を変化させると対話者の緊張が解け、対話者
をなごませることができる。
末装置がモニタの表示画面を印刷するプリンタ、該表示
画面の情報を格納する格納手段を備えている。該格納手
段は、少なくともIC(integrated circuit)を備えた
カード形状の記録媒体であって、例えば、光カード、I
Cカード、光ディスク、または光磁気ディスクが使用で
き、対話中の情報、特に対話中で使用した文字や図形の
情報の保存が可能となる。
持するためは、各撮影装置が対話者の人物確認を行う人
物認証部を備えるのが好ましい。人物確認後に対話動作
を開始することにより当該システムのセキュリティが充
分維持できるからである。ここで、人物認証部は認証用
データが書き込まれた記憶媒体から認証用データを専用
の読取装置から読み取り、この読み取り結果に基づいて
人物確認を行うように構成してもよい。なお、上記記憶
媒体は、少なくともICを備えたカード形状の記録媒体
であって、例えば、光カード、ICカード、または磁気
カードが使用可能である。さらに、この人物認証部は
(1)対話者の顔の分析結果に基づいて人物確認を行う、
(2)対話者の声の音声分析結果に基づいて人物確認を行
う、あるいは(3)対話者のサイン文字の文字分析結果に
基づいて人物確認を行う、さらに、(4)対話者のメッセ
ージ文章の文章分析結果に基づいて人物確認を行うこと
としてもよい。このような人物認証により、対話者の特
定が可能となる。認証方法は、機密内容に応じて使い分
けることが好ましい。なお、上記のメッセージ文章の文
章分析とは、例えば、「XはYである。」という文章に
対して、XおよびYに入れられた文字とその人のデータ
ベースや指定された人物の暗号データベースとの照合分
析をいう。
の外部記録媒体を用いて、対話の予約や、指定された相
手側対話者の認証や、予約された対話時刻、予め設定さ
れた対話時間等の対話条件の認証や、制御を行ってもよ
い。もちろん、料金の電子決済の手段としての利用も可
能である。また、対話内容もまとめや宿題事項等の記録
に上記記録媒体を利用すると、次回のカウンセリングや
コミュニケーションの時に便利である。ICカード等の
記録媒体に予め対話開始時刻や対話相手(相手側対話
者)等のデータを入力しておけば、該データに基づいて
例えば電子掲示板システム等のネットワーク上で相手側
端末装置の検索が可能となり、その検索結果を基づいて
第1対話者及び第2対話者がどこにいても特定の第1地
点と第2地点にある各端末装置間を回線接続して、該第
1及び第2対話者間における対話環境を構築することが
できる。また、上記記録媒体(ICカード等)に相手側
対話者の名前、顔(画像データ)、対話事項(対話の主
題等)を入力しておき、これらの情報を対話開始の前に
所定期間(例えば30秒程度)だけ対話者自身にモニタ
表示しておくことにより、該対話者自身の対話に対する
精神的な準備ができ、対話の主題に入りや易くなる。こ
の時、BGMや音声等が連動して出力されれば、該対話
者にとってより快適な対話環境の提供が可能になる。上
述のモニタ表示は必要に応じて対話中及び/又は対話後
にも行うことが効果的である。特に、対話終了後に上述
のモニタ表示を行うことにより、対話者は、対話のまと
め等をスムースに進めることができる(対話終了後の該
モニタ表示の時間は、該対話者にとって対話終了から別
の作業までの精神的な準備期間となる)。
ブルは、対話者と表示部との間に、一方の端が対話者に
面し、他方の端が表示部と略接するように配置される。
ここで、テーブルは、(1)対話者が椅子に座った状態で
胸部より上がテーブルより高くなる高さに設定される、
(2)対話者が立った状態で胸部より上がテーブルより高
くなる高さに設定されることとしてもよい。このような
構成により、テーブルを介した連続感が生じるので、相
手方との相対距離(心理的距離)がわからなくなること
によって生じる不安感を低減する。この場合、表示部と
テーブルとが接することが望ましいが、心理的障害とな
らない隙間(例えば、数10cm以下)があってもよ
い。
置が対話者の対話時間を統計分析処理する対話処理部を
備えている。ここで、対話処理部は総合計対話時間、平
均対話時間、及び対話回数を算出し、表示部に該総合計
対話時間、該平均対話時間、該対話回数、及び該対話時
間の回数分布を表示することとしてもよい。さらに、端
末装置における音声・音響データ処理部は、対話者の音
声スペクトルまたは伝送されてきた音声情報に応じた音
声スペクトルを統計分析処理する。ここで、統計分析処
理とは、対話者の音声スペクトルまたは伝送されてきた
音声情報に応じた音声スペクトルを経時的に分析し、平
均スペクトルおよび所定の値以上変化した音声スペクト
ルを検出することをいう。
は、対話者の発した所定の用語または伝送されてきた音
声情報に応じた音声における所定の用語を検出する対話
処理部を備える。また、該端末装置は、対話者または伝
送されてきた人物像の頭、上半身、または手の移動軌
跡、移動変化量、移動速度、または移動加速度を分析す
る位置変化分析手段を備えてもよい(なお、この分析は
処理ユニット等で行われる)。
時間分析、音声スペクトル分析、所定用語分析、また
は、身体動作分析といった対話状況分析をすることによ
り、該対話状況の定量化が可能となる。
は、互いに離れた第1の地点と第2の地点との間で互い
に独立な伝送路が複数確保されており、複数の伝送路の
少なくとも1つは、音声情報を伝送する音声伝送路であ
る。ここで、上記伝送手段は、既に敷設された電話回線
網等のネットワークを含み、さらに種々のデータベース
を備えた電子掲示板システム(BBS:Bulletin Board Sys
tem)も含む。また、このシステムは、対話使用中の伝
送路が故障を検出し、使用する伝送路を切換えるバック
アップ・システムを備えている。したがって、対話中に
おける伝送路の故障が発生した場合には、他の伝送路を
使用して対話を継続することができる。こうした場合、
他の伝送路では少なくとも音声の伝送を確保することが
好ましい。なお、一般に、回線異常は、同軸ケーブル、
光ファイバケーブル、または伝送装置の異常が原因と考
えられるので、他の伝送路は無線系としておくことが好
ましい。
表示方法に好適な双方向対話型システムの一実施形態に
ついて図1〜図24を用いて説明する。
法に好適な双方向対話型システム全体を示す論理構成図
である。このシステムは、A地点(第1地点)にいる対
話者3A(第1対話者)とB地点(第2地点)にいる対
話者3B(第2対話者)との間で双方向対話を実現する
システムである。特に、このシステムは遠隔地にいる対
話者間でも親密な信頼関係を確立し綿密なコミュニケー
ションを実現するカウンセリング・システムを志向した
システムであるので、少なくとも一方の対話者として、
教師、医師、心理学者などのカウンセラを想定してい
る。したがって、このシステムはこれらカウンセラがカ
ウンセリングを行うために必要な情報、及び理想的なカ
ウンセリング環境を提供できるよう種々の機能及び構成
を備える。
者3A(例えはカウンセラ)が座る椅子4Aと、(b)
対話者3Aが向かうテーブル2Aと、(c)伝送手段2
7を介して対話者間の視線を一致させるための機構を備
えた端末装置20Aとが設置される。一方、B地点に
は、(a)対話者3B(例えばカウンセリングを受ける
クライアント)が座る椅子4Bと、(b)対話者3Bが
向かうテーブル2Bと、(c)伝送手段27を介して対
話者間の視線を一致させるための機構を備えた端末装置
20Bとが設置される。ここで、伝送手段27は、A地
点の端末装置20AとB地点の端末装置20Bとの間で
画像情報及び音声情報の送受信を可能にするため、大容
量伝送を可能にする光ファイバ伝送路31(主伝送路)
及び衛星通信伝送路32(バックアップ用伝送路)等を
含む。なお、この伝送手段27は有線、無線のいずれで
あってもよい。また、伝送手段は、既に敷設された電話
回線網等のネットワークを含み、さらに種々のデータベ
ースを備えた電子掲示板システム(BBS:Bulletin Board
System)も含む。
者3Aの位置を規定するために機能する。この椅子4A
は端末装置20Aの表示部21Aとの距離を一定に保つ
ために固定されるのが好ましい。しかし、該椅子4Aが
固定されていない場合であっても、テーブル2Aを対話
者3Aと表示部21Aに設置することによりこの椅子4
Aと表示部21Aとの距離を一定に保つことが可能にな
る(発明者の実験により、テーブル2Aの存在が対話者
3Aの心理的な距離の基準となる事実が確認された)。
なお、相手側の対話者3B(例えば、カウンセリングを
受ける者等)がいるB地点の端末装置20Bの構成も同
様である。
B地点の端末装置20Bから伝送手段27を介して伝送
されてきた画像情報に基づいて対話者3Bの像などを表
示する、テーブル2Aの上に配置された、モニタTV1
Aを備えた表示部21Aと、(2)CCDカメラ5Aで撮
像された対話者3Aの像を画像情報として取り込み、B
地点の端末装置20Bへ向けて伝送するための撮像ユニ
ット6Aと、(3)B地点の端末装置20Bから伝送手段
27を介して伝送されてきた音声情報に基づいて対話者
3Bの音声を出力するための音声出力部23A(スピー
カ)と、(4)対話者3Aの音声を音声情報として集音
し、B地点の端末装置20Bへ向けて伝送するための音
声入力部24A(マイク)を備える。さらに、このシス
テムはカウンセリング・システムとしてより綿密なコミ
ュニケーションを実現するため、(5)対話者3Aが文字
や図形を入力し、入力された文字や図形を表示部21A
に表示するとともに、文字図形情報としてB地点の端末
装置20Bへ向けて伝送するための文字図形入力部25
A(キーボード、ポインティング・デバイス、タッチパ
ネルなどのインターフェース)と、(6)上記各構成要素
と伝送手段27との間に設けられ、信号処理および伝送
制御を行う処理部26とを備える。なお、B地点の端末
装置20Bも、上述したA地点の端末装置20Aと同様
に構成されている。
A、20Bにおいて、撮像装置600A、600Bの構
成を説明する。なお、説明の都合上、A地点及びB地点
の各端末装置20A、20Bに共通する構成要素につい
て言及する場合には、例えば撮像装置600のように、
各地点を区別する文字A、Bを省略して説明する。ま
た、特に説明がされていない場合には、原則としてA地
点の端末装置20Aについて説明しているものとして、
共通する構成を有するB地点の端末装置20Bについて
は重複する説明は省略する。
型CCDカメラ5(5A)、該CCDカメラ5を支持し
た状態で所定位置に設置するための支持機構10(第1
実形態を図2に示す)、及び該CCDカメラ5を制御す
るための撮像ユニット6(6A)とを備える。モニタT
V1(1A)はテーブル2(2A)の上に載置されてお
り、対話者3(3A)はこのモニタTV1から距離L
(m)離れて置かれた高さ調整機構40(40A)を備
えた椅子4(4A)に座っている。この距離L(LA)
は0.5m以上5m以下に設定される。撮影される対話
者3およびモニタTV1間には、外径φ20mm以下,
長さ約100mmの円筒状の超小型CCDカメラ5が設
けられている。また、このCCDカメラ5はその撮像方
向が撮影される対話者3に向けられるよう設置されてい
る。そしてカメラ5で撮像された対話者3の像は、画像
情報として撮像ユニット6から他方の対話者側に伝送さ
れる(伝送手段27を介してB地点の端末装置20Bに
伝送される)。なお、対話者によっては表示部21と該
対話者間の間隔が弱冠ずれる可能性もある。したがっ
て、このような状況にも対処すべく、CCDカメラ5は
焦点深度の深いものを選択するのが好ましい。
置位置を図2を用いて説明する。
伝送されてきた他方の対話者の像を表示するための表示
部21上に設置される。この撮像ユニット6本体にはカ
メラ5によって撮影された対話者自身の像(カメラケー
ブル50を介して撮像ユニット6に取り込まれる)の表
示と、伝送されてきた他方の対話者3Bの像の表示を切
り換えるための、切り換えスイッチ6aの他、種々の調
節用スイッチ6bが設けられている。なお、スイッチ2
10はモニタTV1の電源をオン/オフする電源スイッ
チ等を含む。CCDカメラ5は、伝送されたきた他方の
対話者3Bの像9が表示されるモニタ画面8の前方の所
定位置に支持機構10(ロボット・アーム)によって設
置される。なお、このモニタ画面8は4インチ以上で4
0インチ程度の画面である。
8から前方w(cm)の位置であって、該モニタ画面8
に表示された対話者像9の頭部9a付近に配置される。
円筒状CCDカメラ5の中心軸は、点線で示す対話者像
9の目の位置の上方h(cm)の部位に位置している。
型モニタTV1の画面8に表示された対話者像9の目の
位置より上の頭部付近に位置しているため、双方向対話
に特別な支障は生じない。例えば、CCDカメラ5が画
面8に表示された対話者像9の目の位置(図中、点線で
示す位置)の上方h=約10(cm)に設けられ、モニ
タTV1および対話者3間の距離Lが約2.5(m)に
設定されているシステム構成の場合、視差角は2.3°
で十分検知限界の視差角3°を下回ることが可能である
(モニタ画面8とCCDカメラ5の間隔wが10(c
m)程度ある場合でも、視差角の変動には特に影響はな
い)。つまり、発明者は、実験の結果、視線一致時に相
手の目(モニタが面8に表示された他方の対話者3Bの
像の目)がはっきりと見えれば、その頭部辺りに超小型
のカメラ5が設けてあっても、モニタTV1の画面8が
大型であれば、双方向対話に支障はほとんどないことを
確認した。この画面8の大きさは、実験の結果、横35
cm,縦26cm程度以上の大きさがあれば良好な双方
向対話が実現できることが確認された。なお、相互の対
話者が知人同志であれば、画面の大きさは小さくとも心
理的な障害も少ない傾向を示す結果も得られており、画
面サイズに関しては用途に応じて使いわけるとよい。
機構10であるロボット・アームを構造を図3を用いて
説明する。
a、第2ロッド102a、及びカメラ5を把持するホル
ダ部103aから構成されている。そして、撮像ユニッ
ト6本体と第1ロッド101aは第1ジョイント部10
0によって、第1ロッド101aと第2ロッド102a
は第2ジョイント部101によって、そして、第2ロッ
ド102aとホルダ部103aは第3ジョイント部10
2によって回転可能に接続されている。特に、第3ジョ
イント部102は特殊な回転を可能にするためホルダ部
103aと直接回転可能に接続される突起部103を備
える。第1ジョイント部100は自身が矢印100bで
示される方向に回転可能であるとともに、第1ロッド1
01aの矢印100cで示される方向の動きを可能にす
る。第2ジョイント部101は第2ロッド102aを支
持するとともに、第2ロッド102aの矢印101bで
示される方向の動きを可能にする。第3ジョイント部1
02は突起部103の矢印102bで示される方向の動
きを可能にする。また、突起部103とホルダ部103
aは矢印103bで示される方向に角度を変えることが
できる。当該ロボット・アーム(支持機構の第1実施形
態)の以上の構成は、カメラ5を所望の位置に設置する
ことを可能にするとともに、該カメラ5の角度も調節す
ることを可能にする。したがって、ロボット・アームに
より、該CCDカメラ5の設定位置及び撮像方向5aは
自由に設定することができる。
の支持機構(第2実施形態)を備えた撮像装置601の
構造を図4〜図6を用いて説明する。
の像が表示されるモニタが面8の前方に設置されるた
め、透明糸やテープ、ガラス,アクリル等の透明板とい
った非常に安価な光透過性の材料で構成するのが好まし
い。モニタ画面8の表示を妨げないからである。
カメラ5を一方の端部に固定して支持するとともに、モ
ニタ画面8前方の所定位置に設置するための、光透過性
材料からなる支持部材110と、該透明支持部材110
の他端を把持し該透明支持部材110全体を支持する台
座部61を備える。特に、台座部61は撮像装置601
の撮像ユニット6内部に収納され、データ処理部等の機
能を実現する回路基板6cも該撮像ユニット6内に収納
されている。なお、図中、62はCCDカメラ5の設置
位置を移動させるため、台座部61自身を駆動制御する
電気信号を回路基板60から駆動機構(図5及び図6)
に伝える複数の配線(リボン)である。
は、図5に示された機構により実現される。すなわち、
透明支持部材110を支持する台座部61は第1の移動
用テーブル63a上に設置されており、ワイヤ64によ
って水平方向の位置が規定されている。したがって、第
1モータ65がワイヤ64をいずれかの方向に引っ張る
ことにより、該台座部61は矢印63cで示された方向
に移動する。また、第1の移動用テーブル63aも第1
モータ65とともに第2の移動テーブル63b上に設置
されており、ワイヤ67によって垂直方向の位置が規定
されている。したがって、第2モータ66がワイヤ67
をいずれかの方向に引っ張ることにより、該第1モータ
65を含む第1の移動用テーブル63a全体が矢印63
dで示された方向に移動する。
に示された機構により実現される。すなわち、台座部6
1は一対の板材68a、68bとこれら板材の間隔を規
定する間隔調節部69から構成されている。この時、透
明支持部材110はばね部材70により矢印70aで示
された方向に押し上げられている。このような構成にお
いて、コネクタ62aで接続されている配線62を介し
て回路基板60から出力された制御信号(電気信号)に
したがって、間隔調節部69が矢印69aで示された方
向に板材68a、68bの間隔を調節することにより、
該透明支持部材110は矢印110aで示される方向に
角度調節される。換言すれば、透明支持部材110を矢
印110aで示される方向に角度調節することにより、
CCDカメラ5の撮像方向5bの角度を変えることがで
きる。
ズマディスプレイや液晶ディスプレイを採用することが
できる。このような表示装置を利用する場合には、図7
に示すように、CCDカメラ200を表示装置のハウジ
ング210に予め組み込んだ構造が好ましい。図7の表
示装置はハウジング210で支持されたモニタ画面22
0の所定位置に貫通孔230が設けられており、該CC
Dカメラ200の先端部分を直接貫通させ、かつ該モニ
タ画面220の前方に該先端部分が位置する構造を備え
ている。
7のX−X線に沿った表示装置の断面構造を示す図であ
る。図に示されたように、CCDカメラ200の鏡筒2
01にはハウジング210に取付可能にするため、球形
の突起部202が設けられている。鏡筒201内部には
撮像デバイス205と結像光学系203が組込まれてお
り、該撮像デバイス205によって検出された電気信号
は電子回路部206からカメラケーブル500を介して
外部のデータ処理部に送られる。また、該鏡筒201
は、結像光学系203を構成するレンズのうち少なくと
も1枚のレンズを該鏡筒201の軸方向に移動可能にす
る構造を備えており、当該CCDカメラ200のピント
は調節用ツマミ204によって行われる。
ムにおいては、撮像部であるカメラ200撮像デバイス
205の光電変換面208に垂直であって、該光電変換
面208を通る線5eと3対話者とのなす角は、上述の
視差角の範囲内である。この線分5eは該カメラ200
の撮像方向と略一致している。そして、表示部に取り付
けられたカメラ200は、該鏡筒201の所定部分を中
心に、図中矢印207で示された方向に該鏡筒201の
鏡筒軸(図中の線分5eに一致している)を移動させる
ことにより、該カメラ200の撮像方向(図中の線分5
eに一致している)を変えることができる。
は、ハウジング210に直接取り付けられる把持部材2
40、250がCCDカメラ5の突起部202を把持す
ることにより取り付けられる。なお、該鏡筒201の突
起部202は球形であるので、CCDカメラ200の角
度は自由に変更することができ、これにより、該CCD
カメラ200の撮像方向5cを所望の方向に向けること
が可能となる。なお、図9は図8に示された構造を実現
するための組立工程を示す図である。この図において、
把持部材240、250はボルト252、253、25
4によって固定される。また、図中、255は把持部材
250に設けられた、ボルト挿入用の貫通孔である。
とを一体的に構成した端末装置を示す図である。図10
の端末装置には、矢印260aで示された方向(上下左
右)にCCDカメラ200を駆動するカメラ駆動機構2
60が設けられている。このカメラ駆動機構260によ
りCCDカメラ200の撮像方向5dは図中点線で示さ
れた方向に変更することが可能となる。なお、CCDカ
メラ200によって撮影された画像は撮像データ処理部
60に取り込まれ、伝送手段27を介して他方(B地
点)の端末装置20Bに送られる。また、この実施形態
ではカメラ駆動機構260の制御は撮像データ処理部6
0で行われる。さらに、この実施形態では、撮像データ
処理部60が処理ユニット26内に構成されているが、
図1に示されたように独立に構成してもよい。
明する。この明細書において、視差角とは、図11に示
すように、モニタ画面8に表示された像9へ向けられ
た、撮影される対話者3の視線と、CCDカメラ5へ向
けられた、該対話者3の視線とがなす角度θを言う。換
言すれば、対話者3の視線に対するCCDカメラ5の設
置位置のずれ角を意味している。また、ここでいう視線
一致とは、昭和42年電気四学会連合大会(No.19
98)で報告されているように、CCDカメラ5の設置
位置による不自然さの許容限界以下を意味している。定
量的には、視差角として、左右方向4.5°以下(像9
の目の中心Aに対し、該像9の両こめかみ側),真上方
向12°(像中心Aに対し、像9の頭部9b側),真下
方向8°(像中心Aに対し、像9の胴体側)以下を視線
一致範囲内としている。もちろん、この視差角は小さい
方が良く、左右上下方向3°以下が検知限界とされてい
る。したがって、CCDカメラ5が設置可能な領域は、
図12に示された円錐領域である。なお、この円錐領域
は、対話者3の目30とモニタ画面8に表示された像9
の中心点A(この実施形態では、像9の両目の中心を像
9の中心点Aとして定義している)とを結ぶ該対話者3
の視線31に対し、所定距離L(m)離れた時のモニタ
画面8上の視線一致領域9b、及び、該対話者3の目3
0の位置とで規定される。
示されたB地点の対話者3Bの像9の目の位置(例え
ば、像中心A)に対する一定領域内であって、例えば、
像9の目の位置から上方約10cmに設置させる手段と
して、次の3つの手段がある。
タ画面8に対して移動させるものである。この第1の手
段を実現するため、モニタ画面8に表示された対話者3
(A地点及びB地点の対話者3A、3Bのいずれでもよ
い)の像9のモニタ画面8内における位置を画像認識処
理する撮像データ処理部60(例えば、図10に示され
たように)と、位置認識された像9に対し、CCDカメ
ラ5がモニタ画面8内の上記一定領域に設置されるよ
う、該CCDカメラ5を移動させる駆動機構(例えば、
図3に示されたロボット・アーム、図5、6、及び8に
示された機構)が撮像ユニット6に設けられている。
モニタ画面8に対して移動させるものである。この第2
の手段は、上記撮像データ処理部60で、モニタ画面8
に表示された対話者3自身の像9の、該モニタ画面8内
における位置を画像認識処理させるとともに、位置認識
された対話者3自身の像9に対して撮影される対話者3
自身の位置を調整する人物位置規定手段を設けることに
より実現できる。この人物位置規定手段としては、例え
ば、対話者3が座る椅子4が好ましい。また、各対話者
ごとの座面高さの調整は、この椅子4に設けられている
座高調節機構40を調節することにより可能である。な
ぜなら、椅子4の設置位置(モニタ画面8からの距離
等)は予め固定されるので、一旦対話者3が椅子4に座
ると、対話者3に対する左右方向の位置調整は不要にな
るからである。すなわち、対話者の位置を決めるための
不確定要素は、各対話者間の体格差に起因する上下方向
のずれのみであることから、各対話者ごとに座高調整を
行うことにより、充分第2の手段を実現することができ
る。
対話者3(A地点及びB地点の対話者3A、3Bのいず
れでもよい)の像9を、予め設置位置が固定されたCC
Dカメラ5に対して相対的に移動させるものである。こ
の第3の手段は、上記各手段と同様に、まず、撮像ユニ
ット6に設けられた撮像データ処理部60により、モニ
タ画面8内における像9の位置を認識し、そして、この
像9の表示位置を移動させる必要がある。これにより、
相対的にCCDカメラ5を上記一定領域に存在させるこ
とができる。
CDカメラ5の初期設定動作(視線一致のための初期設
定動作)を説明する。なお、この設定動作を概念的に説
明するための図を図15に示す。
撮影させ(ステップST1)、該CCDカメラ5によっ
て撮影された自己の像9を表示部21のモニタ画面8に
表示させる(ステップST2)。このとき、CCDカメ
ラ5の設置位置が対話者3の視線(対話者の目と像9の
中心点Aを結んぶ線)と一致していると(視差角が0
゜)、該CCDカメラ5の存在が対話障害を引き起こ
す。
だけ移動させ(ステップST3)、対話障害にならない
位置であって視線一致の許容領域内(例えば、図12に
示された領域)に該CCDカメラ5を設置し直す。すな
わち、該CCDカメラ5を対話者3から見て像9の頭髪
部分9bに重なるよう設置する。
をΔhだけ移動させると、CCDカメラ5の撮像方向も
実際の対話者3に向けられなくなる。そこで、CCDカ
メラ5の移動に合わせて該CCDカメラ5の設置角度を
Δθだけ下方修正する(ステップST4)。このよう
に、対話者3とモニタ画面8との距離Lに対する移動量
Δhの関係から決定される視差角が3゜以内になるよ
う、CCDカメラ5の設置位置及び設定角度を予め調整
することにより、視線一致状態を保持できる。
場合、椅子4の座高調節機構40により該子供の座高高
さを調節するとともに、CCDカメラ5の角度を下方に
修正し、さらに、モニタ画面8に表示されている像9そ
のものを移動させるのが好ましい。
(A地点及びB地点の対話者3A、3Bのいずれでもよ
い)の像9を移動させる動作を図14のフローチャート
を用いて説明する。なお、図16は、この画像移動処理
を概念的に説明するための図である。また、この画像移
動処理は撮像ユニット6の撮像データ処理部60あるい
は処理ユニット26(表示制御部285)で行われる。
の、モニタ画面8に表示された像9から基準点を特定す
る(ステップST5)。この基準点は像9の目の位置
(図中点線で示す)の中心(点A)から上方10cmの
点、あるいは2値化処理することにより容易に得られる
該像9の輪郭のうち、像9の頭頂部に相当する点(CC
Dカメラ5が本来存在すべき位置)とする。
に相当する位置81を、モニタ画面8の絶対座標80か
ら求め、すでに得られた基準点の位置82と該現実の位
置81とのずれ量が許容範囲内であるか否かを判断する
(ステップST6)。もし、この段階ですれ量が許容範
囲を超えていれば、像9の表示位置がずれていると判断
し、該基準点の座標82を始点とし、該現実の位置81
を終点とするベクトク83を算出する(ステップST
7)。そして、図16に示すように得られたベクトル8
3に基づいて、ずれている像9を平行移動させる(ステ
ップST8)。
ってもさらに像9の拡大・縮小を行う場合には、上述の
ように特定された基準点を中心に拡大・縮小を行うこと
により視線一致状態が維持される。
対話者間の視線を一致させる手段は、上述した第1から
第3のどの手段を用いても構わず、また、これら手段を
組み合わせて用いても良い。双方向対話においては、対
話者双方の各椅子4のモニタTV1からの距離Lをある
範囲に固定し、上述した第2の手段によって各椅子4の
高さを座高調節機構40によって上下方向に調整すれ
ば、モニタ画面8内に表示される対話者3の像9の顔の
位置はほぼ一定領域内に存在することになる。なお、対
話者ごとの顔の大きさ、目の位置等の微調整が必要とさ
れる範囲は、実験の結果、数cm〜数10cm以内であ
ることを発明者は確認した。したがって、この微調整
は、上述した第2の手段によってモニタ画面8に表示さ
れた対話者3の像9の表示位置を移動させるのが有効で
ある。この表示移動により、椅子4の座高調節機構40
の調整だけで対話者相互の視線一致を容易に図ることが
可能となる。また、CCDカメラ5の側に複雑な移動メ
カニズムや光学処理装置を設けなくても済む。上述した
実施形態では、CCDカメラ5の設置位置をモニタ画面
8に表示された対話者3の像9の目の位置から上方10
(cm)の位置としたが、上記第3の手段による画像表
示移動によれば、この距離hを容易に変更することがで
きる。
販されているTV装置に後付けすることが可能である。
よって、反射/透過を切り替える表示装置を用いる前述
した第2の従来技術のように専用機を開発する必要はな
く、安価に上述の撮影装置を実現することができる。ま
た、前述した第1および第3の従来技術のように特殊な
ハーフミラーや反射ミラーなどの光学部品を一切必要と
しない。よって、装置構成が簡略化されるとともに、ミ
ラーによって対話者像が暗くなるといったこともない。
また、広い画角を得るためにミラーを大きくする結果、
画面表示が妨げられるといった問題も、以上説明した実
施形態による撮影装置では生じない。よって、この実施
形態の双方向対話型システムによれば、大きな画面の画
像表示装置を用いた双方向対話が容易に実現される。
け可能な撮像装置600の構成を示す図である。この撮
像装置は600は、図1、2等に示されたように、対話
者を撮像するためのCCDカメラ5と、該CCDカメラ
5を支持するとともに該CCDカメラ5を所望の位置に
設定するための支持機構10(ロボット・アーム)と、
上述した撮像データ処理部60を含む処理ユニット26
を回路基板として内蔵する撮像ユニット6から構成され
ている。
からの電気信号はカメラケーブル50を介して端子51
と電気的に接続された処理ユニット26に送られる。ま
た、対話者3の音声はマイク24によって取り込まれ、
ケーブル240を介して端子241と電気的に接続され
た処理ユニット26に電気信号として送られる。一方、
伝送手段27から送られてきた対話者の画像データ及び
音声データはケーブル610を介して端子611と電気
的に接続された処理ユニット26に取り込まれる。そし
て、一旦処理ユニット26に取り込まれた他方の対話者
(例えばB地点の対話者3B)の画像データ及び音声デ
ータはケーブル650を介して市販のTV装置に送られ
る。なお、ケーブル650の端子601a(音声用端
子)、601b(画像用端子)は処理ユニット26と電
気的に接続される一方、端子602a(音声用端子)、
602b(画像用端子)は該TV装置の所定のコネクタ
に接続される。
けられたコネクタの具体的な構成を示す図である。この
図からも分かるように、CCDカメラ5の端子51は画
像入力用コネクタ52に挿入固定され、スピーカ24の
端子241は音声入力用コネクタ242に挿入固定さ
れ、TV装置に画像及び音声データを送るためのケーブ
ル650の端子601a、601bは、それぞれ音声出
力用コネクタ603a、画像出力用コネクタ603bに
挿入固定され、そして、伝送手段27とのデータの送受
信を行うためのケーブル610の端子611はデータ送
受信用コネクタ612に挿入固定される。なお、画像入
力用コネクタ620及び音声入力用コネクタ630は伝
送手段27とのデータ送受信を行うための予備のコネク
タである。
ムにおける端末装置20A、20Bの論理構成図を、図
19を用いて説明する。なお、このシステムは、遠隔地
にいる対話者間における現実的なカウンセリングを実現
するシステムを志向しており、対話者間の視線を一致さ
せる機構の他、理想的なカウンセリング環境を実現する
ための種々の機能を備えている。また、以下に説明され
る構成はA地点及びB地点の端末装置のいずれにも共通
する構成である。
に撮像データ処理部60を含めた一体構成の装置であ
る。ここで、撮像データ処理部60はCCDカメラ5か
らの撮像データを取込み、所定の処理を行うデータ処理
部600aと、該CCDカメラ5の設定位置及び設定角
度を調節するための駆動機構600cを制御する駆動制
御部600bを備える。
なくとも当該システムのセキュリティを管理するための
人物認証部274(少なくともIC(integrated circu
it)を備えたカード形状の記録媒体289であって、例
えばICカード等から読取装置271によって読取られ
た情報も利用する)、対話者間で交わされた対話の内容
を分析・記録するための対話処理部275、当該システ
ム全体の危機管理を行うためのバックアップ・システム
276(例えば、送受信システムの以上を検知し、光フ
ァイバ等の主送受信システム288を無線システム28
7に切り換える)、当該システムで取り扱った表示情
報、音声分析情報等をプリンタ270やICカード等の
少なくともICを備えたカード形状の記録媒体269に
出力するための外部メモリ管理部277、受付、キーワ
ード情報、相談項目情報案内、カウンセラー情報、料金
情報等を統合情報D/B(データ・ベース)267で総
合的に管理するための統合情報処理システム278を備
える。また、この主制御部273ではモニタ上に表示さ
れる人物像(第1及び第2対話者のモニタ像を含む)の
位置認識も行う。
24から取り込まれた音声情報を処理ための音声・音響
データ処理部279(例えば音声情報のスペクトル分析
等)、該マイク24の設置位置を調節するための駆動機
構281を制御するための駆動制御部280、スピーカ
23に所定の音声あるいは音響情報を出力させるための
音声・音響出力部282(この音声・音響出力部282
は専用の音声・音響情報D/B265を利用し、音量調
節機能283、理想的なカウンセリング環境を提供する
ためのBGM出力機能284を実現している。)、モニ
タ1へ画像データ、文字データ等を表示させるための表
示制御部285(画像の拡大・縮小機能等の処理機能を
備える)、マン・マシン・インターフェースとしての文
字・図形入力装置272を制御するための文字・図形入
力制御部286を備える。なお、モニタ1は複数備えて
もよく、図に示すように第1及び第2のモニタ1a、1
bのそれぞれに、表示制御部285が異なる情報を表示
させるよう制御してもよい(例えば第1のモニタ1aに
画像情報を表示させ、第2のモニタ1bに文字・図形情
報を表示させる)。
D/B(例えば、画像情報D/B261、音声・音響情
報D/B262、文字情報D/B263、バックアップ
用D/B264、BGM情報D/B265、統合情報D
/B267、表示情報D/B266等)を備える。な
お、上記文字・図形入力装置272としては、例えば、
キーボード、ポインティング・デバイス、タッチパネル
と専用ペン等がある。
リング・システムとしての双方向対話型システムの動作
を詳細に説明する。なお、図20は音声出力部23の構
成を示す図である。対話者3の側面、かつ、耳元近傍に
配置されたスピーカを使用することにより、耳元で囁か
れる環境が実現し、より親密感が向上する。該音声出力
部23としてはヘッドホーンが代表的であるが、この図
に示した椅子4にフレキシブル継ぎ手13で固定された
耳元独立スピーカ12が、非接触で囁きを実現できるの
で好適である。なお、スピーカは周囲の壁(例えば、図
1に示された吸音部材22A、22B)にとりつけても
よい。
出力する機能284と、自動的に対話音量を検出して背
景音楽の出力音量を調節する音量調節機能283を備え
た音声・音響出力制御部282によって出力制御されて
いる。この音声・音響出力制御部282は、対話音量が
所定時間にわたって略零であることを検出すると、該検
出結果に基づいて、背景音楽の出力を開始、背景音楽の
音量の増大、または背景音楽の音量の減少を調整する。
またこの音声・音響出力制御部282は対話者3の音声
の聞き取りに支障を起こすことなく、該対話者3の心を
落ち着かせる背景音楽を、相手側の対話者の音声に重畳
させて出力することができる。特に、沈黙が継続した場
合に背景音楽を開始したり音量を変化させると対話者3
の緊張が解け、該対話者3をなごませることができるか
らである。
い。一般にマイクは、テーブル付きや胸元に付けるもの
を採用することも可能であるが、テーブル付きマイクは
カウンセリングの際の意識障害になったりする場合があ
る。また、胸元マイクは過って離席するとコードがこわ
れることがある。そこで、存在を意識しないですむ望遠
マイクを表示部21の上部に配置するか、該表示部21
に組込んでおくことが好ましい。なお、対話者3の視線
は既に認識されているので、口元へ集音方向を向けるこ
とにより指向性を高めることが可能になる。
る音声入力増幅調整機能と、集音された音声の出力音量
を所定レベルの音量に自動変換するとともに、集音音量
の所定時間での平均レベルを検出し、集音音量と平均レ
ベルとの差が所定値以上の場合に音量の自動変換を行う
音量調節機能を備えた音声・音響データ処理部279に
よって制御される。また、表示部21は、処理ユニット
26の主制御部273の制御の下で、上記音声・音響デ
ータ処理部279から伝送手段27を介して他方の対話
者側へ送信されるべき音量を表示する。マイク24が直
接見えない状態でモニタ画面8の人間(対話者の像)に
語りかけるという行為は、慣れないと自分の音量をどれ
くらいにしてよいか判断に迷うものである。したがっ
て、語りかけの音量を調整することにより、円滑な対話
の便宜が図られる。また、出力音量(相手側へ送られる
音声情報の音量)を画面に表示することにとり、該出力
音量が伝送に適切かどうかを対話者へフィードバックす
ることができる。
れた文字または図形情報は、文字・図形入力制御部28
6を介して表示部21に表示されるとともに、文字図形
入力装置272から入力された文字または図形に応じた
文字情報または図形情報がB地点の端末装置20Bへ送
信出力される。したがって、伝送路上で伝送される伝送
情報は、人物像情報(画像データ)および音声情報(音
声データ)に加えて、文字情報または図形情報(テキス
ト・データ)を更に含んでいる。表示部21は、伝送さ
れてきた文字情報または図形情報に基づいて文字または
図形を相手側である対話者3の像9とともに表示する。
このように、文字または図形を人物像とともに表示する
ことにより、カウンセリングの円滑化が図られる。
される文字または図形は、対話者3の像に重ねて表示し
てもよいが、図21〜図24に示すように、文字または
図形の表示領域と対話者の像9の表示領域とを分離する
のがよい。特に、人物像を表示サイズを変えてモニタ上
に表示する場合には図16に示されたアルゴリズムで人
物像をモニタ上で移動させることにより(このアルゴリ
ズムは第1対話者のモニタ像あるいは第2対話者のモニ
タ像のいずれを利用しても実現できる)、第1対話者と
第2対話者間で視線一致させる。なお、表示部21のモ
ニタTV1の表示領域8(モニタ画面)を上下方向に分
割する場合には、上方側に対話者の像9を表示するのが
よい(図21参照)。または、表示部21のモニタTV
1の表示領域8の左右方向における片方向側又は中央部
に対話者の像を表示することも可能である(図22及び
図23参照)。特に、左右に画面分割する場合は、該モ
ニタ画面を見る対話者に対し、向かって右側文字又は図
形を表示し、左側に相手側の対話者の像を表示するのが
好ましい。一般に、人間は右脳で芸術的・主観的思考を
行い、左脳で計算的・論理的思考を行っている。ところ
が、視覚的には、この右脳と左脳の動作は逆になってお
り、右目からの情報は主に左脳で処理され、左目からの
情報は主に右脳で処理される。そこで、文字・図形(論
理的)と対話者の像(主観的)の2種類を同時に表示す
る場合には、右側に文字・図形を表示し、左側に人物像
を表示するこが好ましい。
1の表示領域8の上方中央部に対話者の像を表示しても
よい。この場合には、表示制御部285が対話者像9を
縮小するよう画像処理を行う。
に表示される対話者像9(第1対話者、第2対話者のい
ずれであってもよい)の拡大あるいは縮小を行うことが
可能であり、この際、該対話者像9の頭頂部近傍であっ
て、カメラ5が実際に設置されている位置に対応した像
の一部分を検出し、検出された像部分を固定した状態
で、該対話者像全体の拡大あるいは縮小を行う。この
時、該モニタTV1上の所定領域であって、対話者像9
が表示されている領域を除いた該モニタ上の領域に、文
字及び図形の、少なくともいずれかを表示する。
劣化しない。また、対話者の像を表示する表示装置と、
文字または図形を表示する表示装置とを別にすることも
当然可能である(例えば、図19に示すように、表示制
御部285が第1のモニタTV1aと第2のモニタTV
1bを独立に表示制御することも可能)。また、A地点
またはB地点の端末装置20A、20Bのいずれか一方
に文字・図形入力装置272を配置してもよい。
ことによりスムースな対話が可能となるが、こうした文
字・図形入力装置272として、対話者の選択により、
該対話者の音声を入力して認識し、文字情報に変換して
表示できることが、スムースな対話の成立にとって最も
好適である(この機能は主制御部273の制御の下、音
声・音響出力制御部282が行う)。
9に示したように、キーボード装置、ポインティング・
デバイス、さらには、対話者の手元に配置されたペン入
力装置(タッチパネルとペン)を採用可能である。ま
た、キーボード装置と該ペン入力装置との双方を備える
こととして適宜選択可能とすることにより、更にスムー
スなカウンセリングの進行が可能となる。
ンセリングを遠隔地にいる対話者間で可能にすることを
目的としている。したがって、このような特殊環境を保
全するため、当該システムはセキュリティ機能として、
対話者の人物確認を行う人物認証手段(処理ユニット2
6内の人物認証部274)を備えており、人物確認後に
カウンセリング動作が開始される。
ータが書き込まれた記憶媒体289から認証用データを
読み取り、読み取り結果に基づいて人物確認を行うこと
を特徴としてもよい。記憶媒体289は、IC等を備え
た記録媒体であって、例えば光カード、ICカード、ま
たは磁気カードが使用可能である(このような記録媒体
289を利用する場合には、予め専用の読取装置271
を用意する)。
顔の画像分析結果に基づいて人物確認を行うこととして
もよい、対話者の声の音声分析結果に基づいて人物確認
を行うこととしてもよい、また、対話者のサイン文字の
文字分析結果に基づいて人物確認を行うことを特徴とし
てもよい、更に、対話者のメッセージ文章の文章分析結
果に基づいて人物確認を行うこととしてもよい。このよ
うな人物認証により、対話者の特定が可能となる。認証
方法は、機密内容に応じて使い分けることが好ましい。
なお、上記のメッセージ文章分析とは、例えば、「Xは
Yである。」という文章に対して、XおよびYに入れら
れた文字とその人のデータベースや指定された人物の暗
号データベースとの照合分析をいう。
座った状態で胸部より上がテーブルより高くなる高さに
設定される。しかし、このテーブル2の高さは、対話者
3が立った状態で胸部より上が該テーブルより高くなる
よう設定してもより。立った状態での対話を行うことに
より、活動的対話や対話の短時間化の効果が期待できる
からである。また、テーブル2を利用することにより対
話者3とモニタ画面8との間に連続感が生じるので、相
手方との相対距離(心理的距離)がわからなくなること
によって生じる不安感を低減する。この場合、表示部2
1とテーブル2とが接することが望ましいが(図1の構
成)、心理的障害とならない隙間(例えば、数10cm
以下)があってもよい。
ット26が、対話時間分析、音声スペクトル分析、所定
用語分析、または、身体動作分析といった対話状況分析
をすることが好ましい。この結果、カウンセリングを受
けている対話者の心理変化等を定量的に分析することが
可能になる(カウンセラの資料にもなる)。
音に対して遮断性を有する吸音部材22が配設される
(図1参照)。この結果、対話内容(カウンセリングの
内容)が外部に漏れることに対する心理的障害が低減さ
れるとともに、音質が向上するので、気持ちの集中が可
能となり、より親密な対話が可能となる。
立な伝送路を2つ用意したが3以上であってもよい。ま
た、伝送路は、光ファイバ伝送路31や衛星通信伝送路
32の他に、同軸ケーブル伝送路や他の無線伝送路を使
用してもよい。
システムは対話使用中の伝送路が故障した場合、それを
検出し、使用する伝送路を自動切換するバックアップ・
システムを備える。複数の伝送路で接続することによ
り、対話中(あるいはカウンセリング中)における伝送
路の故障が発生した場合には、他の伝送路を使用して対
話を継続することができる。こうした場合、他の伝送路
では少なくとも音声の伝送を確保することが好ましい。
一般に、回線異常は、同軸ケーブル、光ファイバケーブ
ル、または伝送装置の以上が原因と考えられるので、他
の伝送路は無線系としておくことが好ましい。
備えた双方向対話型システムを用いて双方向画像通信対
話の実験を行った結果について説明する(なお、詳細な
システム構成については図1を参照)。
3.4cmの40インチ大型プロジェクション方式モニ
タを使用した。また、実験用のCCDカメラ5にはカメ
ラヘッドの直径φが12mmの超小型カメラを用いた。
また、各モニタTV1は隣接する各部屋に設置し、モニ
タ間の距離は約20mとした。また、モニタTV1と対
話者3との間の距離Lは約2mとし、幅88cm,高さ
66cmの範囲内で対話者3の上半身を撮影し、その像
を相手側のモニタTV1に画像伝送した。また、CCD
カメラ5は対話者3の視線位置の上方h=10cmのと
ころに固定し、各対話者3の座高に応じて椅子4の高さ
を調整した。
対話において、対話者3が椅子4に通常の姿態で腰掛け
た基本姿勢では、視差角は約2.86°の範囲内に入っ
た。しかし、実際には、話しをする時には対話者3の頭
や上半身は動いてしまう。この動きは、6人の対話者に
ついて実測したところ、左右方向で最大±15cm程
度,上下方向で最大±10cm程度であった。従って、
上述のシステム構成で対話者3の動きを含めた視差角を
計算すると、モニタTV1の画面左右方向で最大4.3
°,上下方向で最大5.7°になる。このため、本実施
形態によれば、視差角は、電気四学会連合大会が視線一
致許容範囲内としている左右方向4.5°以下,真上方
向12°,真下方向8°以下の範囲内に収まる。なお、
対話者3の動きの平均値は左右方向で±7cm程度,上
下方向で±4cm程度であり、それぞれ最大値の半分以
下に入っている。よって、このシステムで得られる視差
角は、実際の対話上全く問題はないものと考えられる。
また、本実験結果ではこの視線一致に関して対話者も特
別な違和感を感じることはなく、双方向対話は円滑に行
えた。
話者間の視線を一致させることにより、悩みに関するテ
ーマについても対話者相互に感情交流を実現することが
でき、80%以上の被験者より、このシステムでもカウ
ンセリングが可能であることが確認された。また、文字
または図形を併用することにより、文字または図形を見
つめながら対話を進めるという「文字図形認識対話」が
可能となり、より短時間で、話しを深められるととも
に、話しのまとまりを図ることができることが確認され
た。
タTV1と対話者3との距離Lを2.5m程度にまで離
し、かつ、表示制御部285によってモニタ画面に表示
された対話者像9の表示位置を微調整し対話者3の視線
位置が常にCCDカメラ5に対して視差角3°以内に入
るように制御するのが良い。このような構成によれば対
話者3が微動した場合でも適正な視線一致を保つことが
でき、より現実に近い対話者間での視線一致を実現する
ことが可能になるからである。
用い、撮影される対話者3及びモニタTV1間の距離を
ある程度とって行われた。このモニタTV1に小型モニ
タ例えば10インチのモニタTVを用いた場合には、当
然、モニタ画面8に表示される対話者像も小さくなる。
したがって、この小型モニタTVに超小型CCD撮像装
置を組み合わせ、小型モニタ画面に占めるこの撮像装置
の大きさを一定割合以下に設定することによっても、視
差角を小さくすることができる。この場合には、対話者
3およびモニタTV1間の距離Lを1m以下まで容易に
短くすることができ、省スペース化を図る上で有利であ
る。発明者は、14インチのモニタTVを用いて、h=
5(cm)、L=1.2(m)の条件下でカウンセリン
グ実験を試みた。その結果、18人のクライアントのう
ち83%のクライアントが、この方式でのカウンセリン
グを肯定的に評価した。
出荷されているモニタTV1に後付け可能で、特殊なハ
ーフミラー,反射ミラーなどの光学部品を一切必要とせ
ず、CCDカメラ5のみで対応可能で、かつ、画像処理
機能を付加すれば、視線一致追従機能を有する視線一致
機構を備えた撮像装置を実現できる(図17及び図18
参照)。なお、上記実施形態においては、撮像装置を既
存のTV装置に後付けする構成について説明したが、撮
像部(カメラ)を表示部の一部に一体化した装置構成と
しても良い。つまり、液晶テレビやプラズマディスプレ
イなどの表示装置の一部にCCDカメラといった撮像部
を埋め込む装置構成、または、表示装置の一部の領域に
この撮像部を予めデバイスの一部として作り込んでおく
装置構成としても良い(図7〜図10参照)。この場合
には、専用機の開発が必要とされるが、将来のモニタ薄
型化には極めて有効な装置構成になる。
ではなく、変形が可能である。たとえば、表示画面を印
刷する画像印刷装置(プリンタ270)、または、表示
画面情報を格納する格納手段(例えば、表示情報D/B
266、バックアップ用D/B264等、ICカード等
269)を更に備えて構成することが可能である。格納
手段としては、光カード、ICカード、光ディスク、ま
たは光磁気ディスクが使用できる。この場合、対話中の
情報、特に対話中で使用した文字や図形の情報の保存が
可能となる。
テムは、撮像部(カメラ)が表示部の対話者の像の前方
一定領域内に設置された場合(対話者は相手の像に重ね
て該カメラを見る場合)であっても、その大きさが一定
以下に抑えられていると、撮影される対話者及び表示部
間に置かれた撮像部の存在は双方向対話にほとんど影響
を与えないという実験結果に基づいて実現されたもので
ある。
対話者の視線が一致する部位を固定して、モニタ上に表
示される相手対話者像の拡大・縮小を行うため、再度の
視線一致動作を行うことなく、緊密なカウンセリングを
継続して行うことが可能となる。なお、上述のような双
方向対話型システムは、マルチメディア・コミュニケー
ション、マルチメディア・カウンセリング、マルチメデ
ィア・ヘルピング、オーディオ・ビジュアル・カウンセ
リグなどへの幅広い適応が可能である。
方向対話型システム全体を示す論理構成図である。
ラ(撮像部)の所定位置への設置方法を説明するための
図である。
態を示す図であって、CCDカメラを所定位置に設置す
るための構造を示す図である。
態を示す図であって、CCDカメラを所定位置に設置す
るための構造を示す図である。
メラ移動機構の構造を示す図である。特に、この機構は
CCDカメラを水平及び垂直方向に移動させる。
度調節機構の構造を示す図である。特に、この機構はC
CDカメラの撮像方向を変える。
実施形態を示す図であって、この実施形態は、CCDカ
メラを所定位置に設置するための支持機構(第3実施形
態)として、CCDラメラは表示部に取り付けられた構
造を備える。
CCDカメラの取り付け構造を示す図であって、図7の
X−X線に沿った断面図である。
組立工程を示す斜視図である。
用例として、CCDカメラの位置及び撮像方向を調節す
るための構造を示す図である。
である。
のフローチャートである。
一致するよう移動させるための動作を説明するためのフ
ローチャートである。
Dカメラの初期設置動作を概念的に説明するための図で
ある。
タに表示された像の移動動作を概念的に説明するための
図である。
置)を示す図である。
を示す図である。
理ブロック図である。
る。
(特に、画面分割表示の場合)の画面構成例を示す図で
ある(その1)。
(特に、画面分割表示の場合)の画面構成例を示す図で
ある(その2)。
(特に、画面分割表示の場合)の画面構成例を示す図で
ある(その3)。
(特に、画面分割表示の場合)の画面構成例を示す図で
ある(その4)。
子、5、200…撮像装置(CCDカメラ)、6…撮像
ユニット、9…対話者像、10、110…支持機構、2
0…端末装置、21…表示部、23…スピーカ、24…
マイク、25、272…文字図形入力装置、26…処理
ユニット、27…伝送手段、60…撮像データ処理部、
271…読取装置、274…人物認証部、275対話処
理部、281、600c…駆動機構、269、288…
記録媒体、279…音声・音響データ処理部、282…
音声・音響出力制御部、285…表示制御部、600、
601…撮像装置。
Claims (3)
- 【請求項1】 モニタの前方に位置する対話者を撮像す
るための撮像部が、該モニタと該対話者との間に設置さ
れた状態で、該モニタ上に相手側人物像を表示するモニ
タ像の表示方法において、 前記モニタ上に表示された前記人物像のうち、該人物像
の目の位置よりも上方であって前記対話者から見て前記
撮像部と重なっている部位を特定し、 前記特定された部位を固定した状態で、前記人物像全体
の拡大あるいは縮小を行うことを特徴とするモニタ像の
表示方法。 - 【請求項2】 前記モニタ上の所定領域であって、前記
人物像が表示されている像表示領域を除いた該モニタ上
の領域に、文字及び図形の、少なくともいずれかを表示
することを特徴とする請求項1記載のモニタ像の表示方
法。 - 【請求項3】 前記モニタ上に表示される人物像あるい
は背景映像に重ねて文字または図形を表示することを特
徴とする請求項1又は2のいずれか一項記載のモニタ像
の表示方法。
Priority Applications (1)
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JP7-28061 | 1995-08-31 | ||
JP22360695 | 1995-08-31 | ||
JP7-223606 | 1995-08-31 | ||
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