JP4835898B2 - 映像表示方法および映像表示装置 - Google Patents
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また、本発明の映像表示装置は、表示画面に主領域と前記主領域より小さい1つ以上の副領域とを設け、前記主領域および前記1つ以上の副領域にそれぞれの映像を表示する映像表示部と、前記表示画面に表示された映像を見る視聴者を撮影する複数のカメラと、前記複数のカメラにより撮影された画像に基づいて前記視聴者の顔画像を認識する顔画像認識手段と、前記顔画像認識手段により認識された顔画像に基づいて前記顔画像が注視する前記映像を検出し、検出された前記映像に基づいて前記映像の表示を欲する表示欲求度を算出する表示欲求度算出手段と、前記表示欲求度算出手段により算出された表示欲求度を比較し、表示欲求度が最も高い前記映像が前記主領域に表示されるように前記主領域および前記1つ以上の副領域に表示された映像を切り替える映像切り替え手段とを備えたことを特徴とする。
したがって、従来のような視線入力装置を用いることなしに、多数の視聴者の興味が集まる映像を検出し、検出された映像を大きく表示することができる。
図1は、実施例1の映像表示装置の構成を示す機能ブロック図、図2は実施例1における映像表示部への映像表示形態の一例を示す説明図、図3は実施例1における映像表示部と視聴者との関係を示す説明図、図4は実施例1における映像表示部と視聴者情報取得用カメラとの位置関係を示す説明図、図5は実施例1における映像表示部の表示画面に顔を向けている視聴者の顔画像を認識する場合の映像表示部と視聴者との関係を示す説明図、図6は実施例1における映像表示部の表示画面と視聴者の顔領域との位置関係を求めるための説明図、図7は実施例1における映像表示部の表示画面中で見ている視聴者の視線位置を表す説明図、図8は実施例1の映像表示装置の動作を示すフローチャートである。
顔座標検出手段104は、視聴者情報取得用カメラ102毎に顔画像認識手段103により認識された顔画像に基づいて映像表示画面101A上における顔画像の位置座標を認識された視聴者200毎に検出するものである。
遠隔地で主表示領域用カメラ301及び副表示領域用カメラ302により撮影されたそれぞれの映像は、通信回線111を通して現在地にある映像表示装置100の受信手段110により受信される。受信された映像は、表示映像作成手段109により表示用の映像に加工され、映像表示部101により表示される。これにより、映像表示部101の主表示領域101Bには、図2に示すように、大きな1つの映像PMAXが表示され、また、副表示領域101Cの各映像表示領域には、図2に示すように、複数の映像P1,P2・・・が並べて表示される。
そこで、視聴者200の興味が集まっている映像を視聴者200の視線情報と顔の位置情報に基づいて検出する。そして、興味の集まっている映像が副表示領域101Cに表示されている映像の場合は、この映像を主表示領域101Bに表示される映像と入れ替え、視聴者200に興味を持たれている映像が主表示領域101Bに表示されるようにする。以下、図2〜図8を参照して詳述する。
視聴者情報取得用カメラ102のレンズの中心から対応する顔画像i(視聴者m人中i番目の視聴者の顔画像)が二つの視聴者情報取得用カメラにおいてずれている距離をそれぞれ
この時、求めたい視聴者iの顔画像の映像表示画面101A上での座標は、数1で与えられる。
視聴者iの視線方向の検出手法としては、実施例1では画像認識による方法を用いる。すなわち、二つの視聴者情報取得用カメラ102から得た顔画像から三次元顔画像モデルを作成し、三次元顔データベースとマッチングを取ることにより顔の方向を求め、さらに顔画像の内眼球部分に当たる領域において、黒目と白目の位置関係から眼球の方向を求める。この顔の方向と眼球の方向から視線の方向を得る。この時の視聴者iと映像表示画面101Aとの関係は図7に示すようになる。
この図7から明らかなように、視聴者iが映像表示画面101A中で見ている座標(Vi x,Vi y,0)は、数2で与えられる。
すなわち、映像表示画面101Aの主表示領域101B及び副表示領域101Cにおいて表示されている映像の数をk個とする。視聴者iの見ている座標(Vi x,Vi y,0)から、その瞬間視聴者が見ている映像がどの映像なのかを判定する。そして、現時刻tでの視聴者iの注目映像情報Pi(t)=(pi 1(t),pi 2(t),…,pi k(t))を得る。
すなわち、顔画像の位置座標に基づく視聴者200が映像表示画面101Aに顔を向けて映像をどれくらい静止して見ていたかを表す顔移動係数は、顔位置座標(Fi x,Fi y,0)を時刻t−Tから現時刻tまで取得することで求められる。この場合は、まず、現在の位置と一回前に取得した位置との差分を取る。不特定多数の人物から映像内での興味領域を得るという目的上、表示されている映像に興味を持たない人物はできる限り除きたい。視聴者iが、静止して映像を見ているか、それとも歩きながらたまたま視線を向けているだけかの判定として、静止しているという情報を用いるのが最もわかりやすく、また有効であると考えられる。現時刻tでの移動時間係数fi tは単調減少関数G(x)を用いて、数4で与えられる。
この式から、瞬間の顔の移動量を用いた瞬間の顔移動係数が求まる。この瞬間の顔移動係数を時刻t−Tから現時刻tまで加算することで、現時刻までにおいて視聴者iがどれくらい映像を静止してみていたかを表す顔移動係数Fi moveが数5から求まる。
映像表示画面101A上での視線の座標(Vi x,Vi y,0)が、顔位置座標(Fi x,Fi y,0)に近いほど、映像を正面から見ていることになる。そして、映像表示部101の映像を最もよく見ることができる環境は、映像表示部101に対して正面であることは直感的に理解できる。しかし、多人数で映像表示画面101Aを視聴する場合、必ずしも良好な環境で、つまりは映像を正面から見られるわけではない。そこで現状の環境に対する満足度として、時刻tにおいて視線の方向と顔位置がどれだけ離れているかで、視聴者iの満足度Si(t)を定義する。H(x)を単調減少関数とすると、満足度Si(t)は数6から求められる。
ここで、Di(t)は、視聴者がk個の映像それぞれをどの程度視聴したいかを表すものである。さらに、表示欲求度検出手段108では、Di(t)を認識したm人の視聴者全員に対して求め、加算することで視聴者全員の映像の表示欲求度AD(t)を数8から算出する(ステップS18)。
以下、図8のステップS11からステップS21に示す処理は所定の時間単位、例えば数十秒ないし1分程度の時間単位で繰り返し実行され、これにより、映像表示部101に興味の集まった映像を主表示領域101Bに入れ替えて表示できる。なお、上記処理サイクルは、上述した時間に限定されるものではない。
図9は、実施例2の映像表示システムの概略構成を示す図、図10は実施例2の映像表示システムの構成を示す機能ブロック図、図11は実施例2における映像表示部と視聴者情報取得用カメラとの位置関係を示す説明図、図12は実施例2において表示欲求度行列から表示する領域の大きさおよびその順番を決定する処理の第1段階を示す説明図、図13は実施例2において表示欲求度行列から表示する領域の大きさおよびその順番を決定する処理の第2段階を示す説明図、図14は実施例2において表示欲求度行列から表示する領域の大きさおよびその順番を決定する処理の第3段階を示す説明図、図15は本実施例2において表示欲求度行列から表示する領域の大きさおよびその順番を決定する処理の最終段階を示す説明図、図16は本実施例2の映像表示システムの動作を示すフローチャートである。
図9に示すように、遠隔地90において、風景、人物、繁華街などをカメラで撮影し、その映像をリアルタイムに現在地91の映像表示装置92(図10及び図11に示す映像表示部401に相当する)に表示する。撮影は二つのカメラ93および94を用いて行い、カメラ93を主表示領域用カメラとし、カメラ94を副表示領域表示用カメラとする。副表示領域用カメラ94は、被写体の全体映像を撮影するものである。主表示領域表示用カメラ93は、副表示領域用カメラ94により撮影される被写体のうち視聴者の興味が集まる部分(領域)を拡大して撮影するために用いられる。また、主表示領域表示用カメラ93及び副表示領域用カメラ94と映像表示装置92とは、通信回線95介して接続されている。
顔座標検出手段404は、実施例1の顔座標検出手段104と同様に、視聴者情報取得用カメラ402毎に顔画像認識手段403により認識された顔画像に基づいて映像表示画面401A上における顔画像の位置座標を、認識された視聴者200毎に検出する。
また、視線位置情報検出手段407は、視線位置行列作成手段406により作成されたX×Yの行列に過去(時刻t−Tから現時刻t)の視線位置情報を加算して現在の視線位置情報を視線位置メタ情報Vi meta(t)として、視聴者毎に算出する。
動領域検出手段411は、表示領域・表示順番決定手段410により決定された各表示領域が動領域か静止領域かを判定し、表示領域が動領域と判定されたとき、表示領域(すなわち主表示領域表示用カメラ93の撮影領域)が変更されてトラッキングされるように主表示領域表示用カメラ93に対してトラッキング指令を送出するものである。
受信手段413は、遠隔地に設置された主表示領域表示用カメラ93及び副表示領域用カメラ94により撮影された映像を受信し、表示映像作成手段414に出力する。
表示映像作成手段414は、受信手段413からの主表示領域表示用カメラ93及び副表示領域用カメラ94の映像を映像表示部401の主表示領域401B及び副表示領域401Cに表示するように加工する。
図9において、遠隔地90の主表示領域用カメラ301及び副表示領域用カメラ302により撮影されたそれぞれの映像は、通信回線95を通して現在地91にある映像表示装置92に伝送され表示される。より具体的には、主表示領域表示用カメラ93は視聴者達が興味を持った領域の拡大映像を得るための被写体、例えば図9に示す遠隔地90の撮影場所にいる人物96を撮影し、また、副表示領域用カメラ94は遠隔地90の撮影場所にいる人物96及びその背景建物97を含む全体映像を撮影する。そして、主表示領域表示用カメラ93で撮影された映像は受信手段413で受信され、表示映像作成手段414によって映像表示部401の主表示領域401Bに図9及び図11に示すように拡大表示される。また、副表示領域用カメラ94で撮影された映像は受信手段413で受信され、表示映像作成手段414によって映像表示部401の副表示領域401Cに図9及び図11に示すように縮小表示される。
顔座標検出手段404では、実施例1と同様に、顔画像認識手段403によって認識された視聴者200のそれぞれに対して、映像表示画面401Aに対する顔の位置座標を求める(ステップS33)。
視線位置行列作成手段406では、視聴者注視座標検出手段405で求められた視線位置情報を基に映像表示画面401A上の座標(0,0,0)〜(X,Y,0)に対して視聴者200の視線が向いているかどうかを表すX×Yの視線位置行列を作成する(ステップS35)。すなわち、視線の位置座標は(Vi x,Vi y,0)一点ではなく、(Vi x,Vi y,0)を中心にして半径rの円内部に視線が向いているとすると、現時刻tで視線が向いているかどうかを表すX×Yの視線位置行列Vi(t)は数9に基づいて作成することができる。
表示欲求度検出手段409では、視線位置情報検出手段407で算出された視線位置メタ情報Vi meta(t)と満足度検出手段408で算出された顔移動係数Fi move及び満足度Si(t)とに基づいて現時刻tにおける映像表示画面401A中の全領域での映像に対する視聴者200の表示欲求度Di(t)を数11により、認識した視聴者200毎に算出する(ステップS38)。
この領域においてAREAjの面積<thAREAとなる閾値以下のエリアはNGとし、閾値以上のエリアを表示するエリア130とする。そして、この各エリア130の中心点131を図13に示すように求める。この場合、中心点131がある閾値以上の副表示領域401Cに含まれていたならば、そのエリアをNGとする。
処理4;抜き出した領域140のうち、NGになっていない領域140の大きさの平均値を求め、この平均値の高いものから順に、図15に示すようなラベルをつける。すなわち、各表示する領域140に図15に示すような表示の順番を表す番号「1」、「2」、「3」を付ける。なお、領域の表示の順番を表す番号の順序は図15に示すものに限定されない。
以上の処理で、主表示領域401Bに表示する表示領域の大きさおよび表示順を決定することができる。
以下、図16のステップS31からステップS46に示す処理は所定の時間単位、例えば数十秒ないし1分程度の時間単位で繰り返し実行される。なお、上記処理サイクルは、上述した時間に限定されるものではない。
手順1;映像表示部401の表示領域全体に、副表示領域用カメラ93で取得した遠隔地90からの全体映像を表示する。
手順2;全体映像を視聴している視聴者200達が興味を持った領域を複数個求める。
手順3;映像部401の表示領域を主表示領域401Bと副表示領域401Cに分割して、主表示領域401Bに主表示領域表示用カメラ93で取得した視聴者の興味を持った映像P1を図9に示すように拡大して表示し、副表示領域401Cに副表示領域表示用カメラ94で取得した全体映像P2を図9に示すように縮小して表示する。
手順4;上記手順2で求めた視聴者の興味を持った領域を一定時間毎に切り替え、全て表示する。
手順5;手順1に戻る。
したがって、視聴者に手間をかけることなく、視聴者の興味が集まる映像を大きく表示し、ひいては視聴者の興味をいっそう喚起することができる。
Claims (10)
- 表示画面に主領域と前記主領域より小さい1つ以上の副領域とを設け、前記主領域および前記1つ以上の副領域に映像を表示する映像表示ステップと、
前記映像表示ステップで前記表示画面に表示された映像を見る視聴者を複数のカメラにより撮影する視聴者撮影ステップと、
前記視聴者撮影ステップで撮影された画像に基づいて前記視聴者の顔画像を認識する顔画像認識ステップと、
前記顔画像認識ステップで認識された顔画像に基づいて前記顔画像が注視する前記映像を検出し、検出された前記映像に基づいて前記映像の表示を欲する表示欲求度を算出する表示欲求度算出ステップと、
前記表示欲求度算出ステップで算出された表示欲求度を比較し、表示欲求度が最も高い前記映像が前記主領域に表示されるように前記主領域および前記1つ以上の副領域に表示された映像を切り替える映像切り替えステップと、
を含むことを特徴とする映像表示方法。 - 前記視聴者撮影ステップは、前記複数のカメラにより一定時間に動画像を撮影し、
前記顔画像認識ステップは、前記視聴者撮影ステップで撮影された動画像を構成するフレーム毎に前記顔画像を認識し、
前記表示欲求度算出ステップは、前記顔画像認識ステップで認識された各フレームのそれぞれの顔画像に基づいて前記表示欲求度を算出することを特徴とする請求項1記載の映像表示方法。 - 前記表示欲求度算出ステップは、
前記顔画像認識ステップで認識された顔画像に基づいて前記顔画像の前記表示画面に対する位置座標を検出する顔座標検出ステップと、
前記顔画像認識ステップで認識された顔画像に基づいて前記顔画像の視線方向を検出する視線方向検出ステップと、
前記視線方向検出ステップで検出された前記顔画像の視線方向と前記顔座標検出ステップで検出された対応する前記顔画像の位置座標とに基づいて前記顔画像が注視する前記表示画面の位置座標を検出する注視座標検出ステップと、
前記注視座標検出ステップで検出された位置座標に基づいて前記顔画像が注視する前記主領域および前記副領域のいずれかの領域を検出する注目映像検出ステップとを含み、
前記注目映像検出ステップで検出された検出情報に基づいて前記主領域および前記1つ以上の副領域のそれぞれの映像の前記表示欲求度を算出することを特徴とする請求項1記載の映像表示方法。 - 前記表示欲求度算出ステップは、
前記顔画像認識ステップで認識された顔画像に基づいて前記顔画像の前記表示画面に対する位置座標を検出する顔座標検出ステップと、
前記顔座標検出ステップで検出された顔画像の位置座標に基づいて前記顔画像の移動量を検出する移動量検出ステップと、
前記移動量検出ステップで検出された移動量に基づいて前記顔画像の満足度を算出する満足度算出ステップと、
前記顔画像認識ステップで認識された顔画像に基づいて前記顔画像の視線方向を検出する視線方向検出ステップと、
前記視線方向検出ステップで検出された前記顔画像の視線方向と前記顔座標検出ステップで検出された対応する前記顔画像の位置座標とに基づいて前記顔画像が注視する前記表示画面の位置座標を検出する注視座標検出ステップと、
前記注視座標検出ステップで検出された位置座標に基づいて前記顔画像が注視する前記主領域および前記副領域のいずれかの領域を検出する注目映像検出ステップとを含み、
前記注目映像検出ステップで検出された検出情報、前記移動量検出ステップで検出された移動量および前記満足度算出ステップで算出された満足度に基づいて前記主領域および前記1つ以上の副領域のそれぞれの映像の前記表示欲求度を算出することを特徴とする請求項1記載の映像表示方法。 - 前記複数のカメラは、2台のカメラからなり、
前記2台のカメラは、前記表示画面の水平方向の両端側のそれぞれに前記水平方向に設けられることを特徴とする請求項1記載の映像表示方法。 - 表示画面に主領域と前記主領域より小さい1つ以上の副領域とを設け、前記主領域および前記1つ以上の副領域に映像を表示する映像表示部と、
前記表示画面に表示された映像を見る視聴者を撮影する複数のカメラと、
前記複数のカメラにより撮影された画像に基づいて前記視聴者の顔画像を認識する顔画像認識手段と、
前記顔画像認識手段により認識された顔画像に基づいて前記顔画像が注視する前記映像を検出し、検出された前記映像に基づいて前記映像の表示を欲する表示欲求度を算出する表示欲求度算出手段と、
前記表示欲求度算出手段により算出された表示欲求度を比較し、表示欲求度が最も高い前記映像が前記主領域に表示されるように前記主領域および前記1つ以上の副領域に表示された映像を切り替える映像切り替え手段と、
を備えたことを特徴とする映像表示装置。 - 前記複数のカメラは、一定時間に動画像を撮影し、
前記顔画像認識手段は、前記カメラで撮影された動画像を構成するフレーム毎に前記顔画像を認識し、
前記表示欲求度算出手段は、前記顔画像認識手段で認識された各フレームのそれぞれの顔画像に基づいて前記表示欲求度を算出することを特徴とする請求項6記載の映像表示装置。 - 前記表示欲求度算出手段は、
前記顔画像認識手段で認識された顔画像に基づいて前記顔画像の前記表示画面に対する位置座標を検出する顔座標検出手段と、
前記顔画像認識手段で認識された顔画像に基づいて前記顔画像の視線方向を検出する視線方向検出手段と、
前記視線方向検出手段で検出された前記顔画像の視線方向と前記顔座標検出手段で検出された対応する前記顔画像の位置座標とに基づいて前記顔画像が注視する前記表示画面の位置座標を検出する注視座標検出手段と、
前記注視座標検出手段で検出された位置座標に基づいて前記顔画像が注視する前記主領域および前記副領域のいずれかの領域を検出する注目映像検出手段とを含み、
前記注目映像検出手段で検出された検出情報に基づいて前記主領域および前記1つ以上の副領域のそれぞれの映像の前記表示欲求度を算出することを特徴とする請求項6記載の映像表示装置。 - 前記表示欲求度算出手段は、
前記顔画像認識手段で認識された顔画像に基づいて前記顔画像の前記表示画面に対する位置座標を検出する顔座標検出手段と、
前記顔座標検出手段で検出された顔画像の位置座標に基づいて前記顔画像の移動量を検出する移動量検出手段と、
前記移動量検出手段で検出された移動量に基づいて前記顔画像の満足度を算出する満足度算出手段と、
前記顔画像認識手段で認識された顔画像に基づいて前記顔画像の視線方向を検出する視線方向検出手段と、
前記視線方向検出手段で検出された前記顔画像の視線方向と前記顔座標検出手段で検出された対応する前記顔画像の位置座標とに基づいて前記顔画像が注視する前記表示画面の位置座標を検出する注視座標検出手段と、
前記注視座標検出手段で検出された位置座標に基づいて前記顔画像が注視する前記主領域および前記副領域のいずれかの領域を検出する注目映像検出手段とを含み、
前記注目映像検出手段で検出された検出情報、前記移動量検出手段で検出された移動量および前記満足度算出手段で算出された満足度に基づいて前記主領域および前記1つ以上の副領域のそれぞれの映像の前記表示欲求度を算出することを特徴とする請求項6記載の映像表示装置。 - 前記複数のカメラは、2台のカメラからなり、
前記2台のカメラは、前記表示画面の水平方向の両端側のそれぞれに前記水平方向に設けられることを特徴とする請求項6記載の映像表示装置。
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