JPH08237629A - 視差修正および存在感を提供するビデオ会議システムおよび方法 - Google Patents

視差修正および存在感を提供するビデオ会議システムおよび方法

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JPH08237629A
JPH08237629A JP7299286A JP29928695A JPH08237629A JP H08237629 A JPH08237629 A JP H08237629A JP 7299286 A JP7299286 A JP 7299286A JP 29928695 A JP29928695 A JP 29928695A JP H08237629 A JPH08237629 A JP H08237629A
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JP7299286A
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Russell L Andersson
レンナート アンダーソン ラッセル
Tsuhan Chen
チェン ツハン
Barin Geoffry Haskell
ジェフリー ハスケル バリン
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    • H04N7/14—Systems for two-way working
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 遠隔で提示されるイメージの中で、現実に対
応した頭の向きによる実在感と、目の触れ合いが可能な
テレビ会議システムを提供する。 【解決手段】 本発明のテレビ会議システムにおいて、
各会議室２８、２６に、会議参加者のイメージフレーム
を表すビデオ信号を生成するビデオカメラ３０、３２
と、遠隔の会議参加者Ａ、Ｂのイメージフレームを表示
するイメージ受像器２２、２４がある。そのイメージ受
像器とビデオカメラと、その場所の会議参加者の目とが
視差角θを定義する。テレビ会議システムはさらに、ビ
デオ信号に対応して、その場所の会議参加者のイメージ
フレームを分析し、視差補償されたフレームを生成する
ための、フレーム生成システム３４を含む。それぞれに
視差補償されたフレームを表す信号は、対応するイメー
ジ受像器に送信される。３人以上の参加者がいる場合
は、頭の位置について各入力イメージフレームを分析
し、頭の向きの修正がなされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はビデオ会議（テレ
ビ会議）に関し、特に、見ている者と、離れた位置で見
られている者の対応するイメージとの間に見かけ上の目
の触れ合い（アイコンタクト）が提供されるビデオ会議
システムおよびその技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】ビデオ会議システムの主な目的の一つ
は、離れた位置の人の間の相互の働きかけのための有効
な手段を提供することである。他の会議参加者を見てそ
れに反応できるということは、すべての会議の進行にと
って重要なことである。したがって、姿が見えるという
ことは、ビデオ会議システムが満足するべきもっとも重
要な基準の一つである。さらに、会議中に、誰が誰を見
ているかが見えることが望ましい。
【０００３】すべてのビデオ会議システムは、各場所
（サイト）に、離れた所の会議参加者を表示し、その場
所の参加者のイメージを取り込むために、少なくとも一
台のモニタと少なくともー台のカメラを使用する。ビデ
オ会議システムにおけるこれらの要素の現状の構成から
生じる課題には、いわゆる「視差効果」があり、これに
より、話す人と、その人の話し相手であって離れた場所
にいて見ている人との間の目の触れ合いの感覚が妨げら
れる。この効果は、基本的に、モニタとそれを見る人に
対するカメラの相対的位置関係の結果から生じている。
【０００４】視差効果は図１に示される。図１からわか
るように、会議参加者ＡとＢはそれぞれ、他方の参加者
のイメージを表示する窓をもつ表示装置１２、１４を見
る。各表示装置に隣接して、その対応する見る人のイメ
ージを取り込むためのビデオカメラが配置されている。
各カメラは、たとえば表示装置の上か下かまたは横に置
かれる。図１に示す従来システムでは、カメラ１６、１
８はそれぞれ、表示装置１２、１４のすぐ上に取り付け
られている。角度θは見る人Ａから見たカメラ１６と表
示装置１２とのなす角度である。参加者Ａはカメラ１６
ではなくて参加者Ｂの表示イメージを直接見ているの
で、Ａの表示されたイメージは下を見ているように見え
る。視差効果は、参加者Ｂの表示イメージにも同様に現
れる。
【０００５】視差効果は、カメラとモニタをできるだけ
近くに置くことによって最小に抑えられる。実際、視差
効果を取り除くためのこれまでの試みは、カメラを、特
殊構造の表示スクリーンの背後に直接に設置することに
頼っていた。たとえば、１９７７年１０月１８日付けで
Poieierらに発行された米国特許4,054,908号では、見る
人のイメージが、斜めの反射板によって反射されてカメ
ラに届く。見る人は、反射板の中の窓を通して表示スク
リーンを見る。しかし、開口板の中の窓の存在は、見る
人にとって少しうっとうしい。
【０００６】そのほかに、電子結晶スクリーンを利用す
ることも提案されている。このスクリーンは、一定の周
期で不透明な状態と透明な状態に変化する。そして、透
明の状態の時は見ている人のイメージがカメラに到達
し、不透明の反射状態の時は表示イメージを提供する。
しかし、そのようにちらちらするスクリーン上に表示さ
れるイメージは、許容できないほどの暗さが欠点であ
る。さらに、スクリーンの構造および関連する駆動回路
の製作費が高くつく。
【０００７】完全視覚的存在感を提供し、３人以上の会
議参加者の間の空間的関連を伝達するための試みとし
て、いわゆるバーチャル空間ビデオ会議システムが提案
されている。このタイプのシステムでは、各場所（サイ
ト）のモニタとカメラの組の数は、離れた位置の会議参
加者の合計人数に対応し、各参加者に対する組の相対位
置はそれぞれのサイトで固定される。
【０００８】このタイプのシステムを図２に示す。見る
人たち（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）それぞれは、それぞれに対応
する部屋（１，２，３，４）の中の回転椅子に座ってい
る。各部屋には、他の３人の「実質的にそこにいる(vir
tually present)」参加者を表示する３台のテレビモニ
タがある。すなわち、たとえば見る人（Ａ）は部屋１の
中の回転椅子に座り、この部屋１には、３人の「実質的
にそこにいる」参加者（Ｂ，Ｃ，Ｄ）を表示する３台の
テレビモニタがある。各部屋のモニタとカメラの組の配
置は、参加者全員が一つの正方形のテーブルに座ってい
る場合の各参加者の位置を模して置かれている。これら
のカメラからの信号は、ビデオ交換機ユニットを通り、
動的割振りネットワークにより、対応する目的地のモニ
タへ直接送られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図２のバーチャル空間
システムは、会議中に誰が誰を見ているかを、３人以上
の参加者に表示する。しかし、参加者同士の目の触れ合
いは、これまでのところ、上述の開口部のあるスクリー
ン装置または半反射スクリーンによるものしかない。さ
らに、会議参加者間の望ましい空間的分布をカバーする
ために必要なビデオチャンネルの数が大きいことから、
大きな送信帯域幅を必要とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のシステムおよび
方法は上記課題を解決するものであって、遠隔で見てい
る人に提示されるイメージの中で、現実に対応した頭の
向きおよび／または目の触れ合いを提供する。そのため
に、リアルタイムのイメージ分析と処理の技術が使用さ
れる。本発明によるビデオ会議システムにおいては、各
会議室（２８、２６）は、少なくとも１台のビデオ電話
器すなわち通信装置がある。そのビデオ電話器は、その
会議参加者の一連のイメージフレームを表すビデオ信号
を生成するビデオカメラ（３０、３２）と、少なくとも
一人の遠隔の会議参加者（Ａ、Ｂ）のイメージフレーム
を表示するイメージ受像器（２２、２４）を含む。その
イメージ受像器とビデオカメラと、その場所の会議参加
者の目とが視差角（θ）を定義する。
【００１１】このビデオ会議システムはさらに、ビデオ
信号に対応して、その場所の会議参加者のイメージフレ
ームを分析し、それに対応する一連の視差補償されたフ
レームを生成するための、フレーム生成システム（３
４）を含む。それぞれに一連の視差補償されたフレーム
を表す信号は、対応するイメージ受像器に送信され、こ
れにより、その場所の会議参加者と遠隔地の会議参加者
の表示イメージとの間に見かけ上の目の触れ合いが提供
される。
【００１２】３人以上の参加者がいる場合は、必要があ
れば、実在感を提供するために、フレーム生成手段によ
り、頭の位置について各入力イメージフレームを分析
し、頭の向きの修正がなされる。たとえば、各イメージ
受像器は、分割窓表示装置上に二人の遠隔参加者を表示
する。各入力イメージは、３次元楕円体頭部モデルにマ
ップ化され、適当な視線方向が得られるように予め設定
された角度だけ向きを変えられ、再構築された２次元イ
メージフレームに戻される。それから、この再構築され
たイメージフレームを表す信号は、適当な遠隔イメージ
受像器に表示される。このように、本発明によれば、会
議中誰が誰を見ているかを各会議参加者が認識すること
ができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明による会議システムの一実
施例２０を図３Ａに示す。図３Ａで、ビデオ会議の各参
加者は、それぞれの表示装置２２、２４を見る。各表示
装置は、遠隔参加者数に対応するイメージを表示するた
めの１個または複数の窓に分割してもよい。たとえば、
２カ所の会議室があって、それぞれに一人ずつの会議参
加者がいる。図３Ａで、参加者ＡとＢはそれぞれ、会議
場所（サイト）２６、２８におり、表示装置２２、２４
に表示されている。
【００１４】図３Ａに示す実施例で、会議参加者Ａおよ
びＢのイメージはまず、それぞれ、カメラ３２、３０に
よって取り込まれる。従来の方法により、カメラ３２、
３０のアナログ出力信号は、通信ネットワーク（図示せ
ず）を通じて送信できるようにするために、デジタル形
式に変換され、前処理され、ビットレート低減のために
符号化される。上述の信号処理機能を実行するためのシ
ステムや技術は周知であって、本発明の新規な面を構成
するものではない。したがってその詳細な説明はここで
は不要であり、省略する。
【００１５】図３Ａにおいて、各カメラからのデジタル
化されたビデオ信号は、それぞれの目的地の表示装置に
直接送信されるわけではない。カメラ３０、３２の出力
は、後述する目的のために、たとえば高処理速度の計算
機等の適当な処理装置３４に提供される。基本的に、処
理装置３４は、入力される生のビデオデータをフレーム
ごとにリアルタイムで分析し、表示されたイメージとそ
れを見る人との間の目の触れ合いを回復するように、入
力される各フレームのイメージを修正する。それから、
修正されたフレームは、適当な目的地の表示装置に向け
てリアルタイムで送信される。
【００１６】図１について前述したように、表示装置の
すぐ上にカメラが配置されていると、カメラと、イメー
ジを見る人Ａの目と、参加者Ｂの表示イメージとの間に
視差角θが形成される。このカメラと表示装置と見る人
との位置関係は、図３Ｂにも示されている。図では各カ
メラがそれぞれの表示装置の上に配置されているが、カ
メラが表示装置の下または横に配置されても同様である
ことはいうまでもない。本発明では、処理装置３４によ
り視差修正がなされる。この目的のために、まず、視差
角θを特定することが必要である。
【００１７】視差角θの精度を高めるためにはいくつか
の方法がある。図３Ａおよび３Ｂに示す実施例では、二
人の会議参加者のイメージを修正するだけでよい。これ
らの参加者は真正面を見ている。ＡとＢの動きを無視し
うると仮定すると、カメラと表示装置の相対位置関係に
基づいて固定角θを特定することができる。他の方法と
して、表示装置Ａに表示されたＢのイメージがあまり動
かないと仮定すると、カメラＡによって取り込まれるイ
メージを分析することにより、Ａのイメージが真正面を
向いているようにするために必要な修正量を決定するこ
とができる。必要な修正量φは、時間的に一定または変
化する、ある確率分布をもつランダム変数としてモデル
化できる。Ａがほとんどの時間にＢのイメージを見てい
る仮定すると、視差角θは、φの期待値すなわちＥ
［φ］に等しい。
【００１８】上述のようにあまり動きがないという仮定
を採用する場合、各イメージフレームにおける目の位置
を特定し、それらのフレームを視差角θについて修正す
るだけでよい。デジタル化したイメージの中で、目、
鼻、口等の顔の部分の位置を特定するための特徴部抽出
技術はよく知られており、ここでは詳述しない。同様
に、そのようなイメージを局所的に修正する技術もよく
知られている。いずれにしても、目は、顔全体またはそ
のイメージの中の小さな部分を占めるだけなので、目を
前に向けることは、簡単に目を合成することにより可能
である。
【００１９】目を合成することの妥当性は、目の映像の
中の比較的小さな一部分のノイズに対する見る人の許容
範囲に依存する。この点で、表示装置に対するカメラの
相対位置が、得られる結果の質だけでなく目の合成アル
ゴリズムの複雑さにも影響を与える。特に、まぶたの位
置は、視角の鉛直成分に大きく影響されるので、Ｇの表
示イメージの中の目のように、目を鉛直方向に動かす必
要がある場合、見た目の不自然さを避けるためにはまぶ
たも修正しなければならない。カメラが表示装置の横に
ある場合は、目を合成するにあたりまぶたの位置を変え
る必要がない。したがって、カメラ位置は、表示装置の
横が望ましい。
【００２０】目のイメージを合成するために、プログラ
ムは、その目を囲むまぶたの境界を特定しなければなら
ない。まぶたは、おもに白目に隣接するが、通常、虹彩
の上端と下端にも隣接する。この境界の内側のすべての
領域が合成される。映される人がカメラから遠く離れて
いる（そのために、得られるイメージ内の目が小さい）
場合は、見る人との目の触れ合いを提供するために必要
な瞳孔の位置は、修正された位置に適当な大きさの黒丸
領域を加えるだけで作ることができる。
【００２１】映される人がカメラ／モニタに充分に近い
場合は、目の輪郭の内側すなわち上まぶたと下まぶたの
間の各画素位置にまったく新しい強度（明度）値を生成
しなければならない。新しい目を合成するためには、目
の輪郭に加えて、５個の追加パラメータを利用する。す
なわち、瞳孔の二つの座標値と、虹彩の半径と、虹彩の
強度レベルと、白目の強度レベルである。
【００２２】普通の境界検出方法によれば、一定領域内
の各Ｙ座標値に対する虹彩の最小および最大のＸ座標値
を含む簡単な境界表現で表される。虹彩の強度は、基礎
的な目の追跡アルゴリズム中で計算され、同様に、白目
境界の特定の手順の中で、白目強度と目の輪郭が計算さ
れる。目の合成は、たとえばパラメトリック混合関数法
により実現できる。この方法では、虹彩の直径は目と目
の間隔に比例する。目と目の間隔は、映される人がカメ
ラに近づいたりカメラから遠ざかったりするときに適当
な尺度を提供してくれる。
【００２３】上述のように、固定角θを、カメラと表示
装置との相対位置関係に基づいて特定することができ
る。たとえば、カメラは表示装置の横にこれと同じ高さ
に配置される。この発明の目的のためには、ユーザは表
示装置を見ており、それ以外のところを見てはいない。
したがって、ユーザが他を見ている場合は、合成された
イメージは、見ている人との目の触れ合いは維持される
ように見えない。
【００２４】カメラと表示装置をこのように配置して、
虹彩と瞳孔とを、鉛直方向には動かさずに水平にシフト
する。シフトの量は所定の幾何学形状に依存し、目と目
の間隔に反比例する。たとえば、合成アルゴリズムは、
合成される瞳孔の中心への距離を、アスペクト比で修正
した(aspect-ratio-corrected)水平画素において計算す
るように形成されている。この間隔と合成される虹彩の
半径との比に基づく参照表によって、虹彩のレベルと白
目のレベルの間の混合係数が与えられる。この係数は、
虹彩レベルを１とし、白目レベルを０とし、その間を線
形混合とする。この参照表をグラフに表すと図４のよう
になる。１の上はさらに暗い（黒い）レベルであって瞳
孔を表す。白目の合成も同様の処理を利用する。
【００２５】上述の方法で合成された目のイメージは、
目に深さと輪郭の印象を与える反射のハイライトを欠く
ということがわかる。したがって、そのようなハイライ
トを従来方法によりイメージに追加するのが望ましいか
もしれない。モトローラ８８０００ＲＩＳＣプロセッサ
を利用して、一つの入力ビデオフレームについて上述の
イメージ分析と処理を行った。その結果は、瞳孔と白目
の境界位置を求めるのに１．１７７ｍｓｅｃ、その境界
を後処理するのに０．１７６ｍｓｅｃ、新しい目を合成
するのに１．６７０ｍｓｅｃ、リアルタイムグラフィッ
クスとテキストの表示に１．４５３ｍｓｅｃをそれぞれ
要した。
【００２６】もちろん、プロセッサ時間は、イメージ面
内の目のイメージに大きく依存する。しかし、極端なク
ローズアップの場合でも、１フレームインターバルの中
で合成された目を有する修正フレームを作ることは可能
である。その結果、視差補償を施した一連のイメージフ
レームを、リアルタイムで作ることにより、フレームレ
ートを犠牲にすることなく、目の触れ合いを有するビデ
オ会議システムをユーザに提供することができる。
【００２７】上述の、ＡとＢの動きについての仮定を使
えないこともありうる。視差角θの厳密な補償が必要な
場合は、Ｂの目の位置と表示装置２４の上でのＡの目の
位置とを検出しなければならない。この発明の目的のた
めに、目の位置を検出するのに用いうる適当なイメージ
分析技術は、種々ある。たとえば、目の位置についての
情報を得るのに利用できる非干渉視線追跡技術が、S.Ba
luja and D.A.Pomerleau著の記事"Non-Intrusive Gaze
Tracking Using Artificial Neural Networks",6 Advan
ces in Neural Information Processing Systems(NIPS)
(1994)に記載されている。各会議参加者が自分の頭を自
由に動かせるという点で、非干渉視線追跡技術が望まし
いといえる。
【００２８】基本的に、視線追跡の目標は、ある人がど
こを見ているかを、その人の目の外観から特定すること
にある。カメラと目との相対的位置関係の変化を考慮す
るために、各イメージフレーム内でまず目の位置を特定
する。典型的には、一つの目の位置を特定するには、そ
の人の顔のイメージの中で静止光源の鏡面反射を探すこ
とによって行う。この発明の目的のために利用できる適
当な光源は種々ありうるが、非干渉赤外線源が望まし
い。見る人の妨げにならず、すなわち不快感を起こさせ
ずに、容易に検出できる反射パタンを作れるからであ
る。
【００２９】イメージ内の鏡面反射は、通常、非常に暗
い領域で囲まれた小さな明るい領域にとして認識でき
る。その反射位置は、次のフレームでその目を探すのを
制限するのに利用してもよい。その反射を囲む窓を抽出
して、その窓内で目の位置を特定する。瞳孔の中心が見
いだされ、光の反射の瞳孔中心に対する相対位置が計算
される。相対位置関係から視線方向が特定される。たと
えば見る人が光源を見ているとき、鏡面反射は瞳孔のイ
メージの中心にある。見る人が光源の上方を見ていると
きは、鏡面反射は瞳孔のイメージの下端部近くにある。
見る人が光源の左方を見ているときは、鏡面反射は瞳孔
のイメージの右端部近くにある。
【００３０】図３Ａおよび３Ｂに示すシステムでは、参
加者Ａのイメージ上で視線追跡技術を使用するために、
固定光源３６がカメラ３２の上に設置されている。同様
の光源（図示せず）はカメラ３０の上にも設置される。
当業者にはすぐにわかるように、上述のような視線検出
技術により、光源に対する視線の相対的方向に関する有
用な情報が得られる。詳述はしないが、この情報は視差
角θを特定するのに使用できる。
【００３１】図３Ｂからわかるように、光源３６と、参
加者Ａと、参加者Ｂの表示イメージとから、角θ1が定
義される。また、光源３６と、参加者Ａと、カメラ３２
とから、角θ2が定義される。視差角θは、θ1とθ2と
の差として計算できる。視差角が得られた後に、上述の
方法と同様に、改訂イメージフレームの生成および送信
が行われる。
【００３２】図３Ａと３Ｂに示したビデオ会議システム
による視差修正のステップ手順の例を図５に示す。ここ
では一人の参加者のイメージの処理についてだけ示して
あるが、すべての会議参加者について同じイメージ分析
および処理ステップが同時に行われることはいうまでも
ない。いずれにしても、参加者Ａのデジタル化されたビ
デオフレームが処理装置３４に受信され（ステップ４
０）、そのイメージの中の目の位置を特定するためにイ
メージ特徴部抽出が行われる（ステップ４２）。ステッ
プ４４で、映されている人が見ている方向とカメラの方
向との相対関係を検出するために、そのイメージにおい
て視線検出が行われる。
【００３３】次に、視差角が導き出され（ステップ４
６）、見ている参加者Ｂとの目の触れ合いをするために
必要な瞳孔の位置を（場合によってはさらに虹彩の位置
をも）もつ、改訂イメージフレームが生成される（ステ
ップ４８）。次に、改訂されたイメージフレームは、表
示装置２２に伝送され（ステップ５０）、表示装置２２
で参加者Ｂに見られる。上述のステップは、リアルタイ
ムで、各ビデオ信号の入力についてフレームごとに実行
される。こうして表示イメージと各参加者との間の目の
触れ合いが実現される。
【００３４】３以上の会議場所および／または参加者が
ある場合は、ビデオ会議システムによって実際の会合の
ように見え感じられるようにするためには、参加者間の
目の触れ合いを提供する必要のほかに別の考慮も必要で
ある。上述のように、誰が誰に話しかけているかが各参
加者に見えることが重要である。このため本発明によれ
ば、リアルタイムのイメージの分析・処理技術を、会議
参加者に見かけ上の目の触れ合いの提供に利用するだけ
でなく、頭のイメージの向きを修正するのにも利用す
る。
【００３５】図６は、本発明によるビデオ会議システム
６０を示すもので、図３Ａのシステム２０と類似のもの
である。ただし、図６のシステムは、３箇所の別の場所
にいる３人の参加者Ａ、Ｂ、Ｃの間の会議を提供するよ
うに修正したものである。したがってシステム６０は、
それぞれの表示装置６２、６４、６６と、対応するカメ
ラ６８、７０、７２を含む。各カメラの上方に一つずつ
の光源７６が配置されている。ただし、図６では一つの
光源だけが示されている。各表示装置は２個の窓に分割
されており、各窓が二人の遠隔地参加者のイメージをそ
れぞれに表示する。上述の方法と同様に、各カメラから
のビデオ信号が処理され、処理装置（たとえば処理装置
７４）に送信される。
【００３６】図６に示すビデオ会議の一時点では、Ａが
Ｂに話しかけている。実際の会議では、ＡはＢを見てお
り、ＢとＣはＡを見ているであろう。この発明の追加イ
メージ処理を行わない場合は、各参加者は、自分の前の
表示装置にまっすぐ向いているが、そのイメージを他の
参加者から見ると、対応する頭の向きになっていない。
図６に示す適当な向きを得るためには、以下に述べるよ
うに種々のイメージ分析および処理を実施しなければな
らない。
【００３７】Ａが表示装置６２のＢの窓を見ていると
き、Ａには、ＢとＣが真正面を（すなわちＡの方を）見
ているのが見えるべきである。ＢとＣはすでに自分のカ
メラの方を向いているので、彼らの目の位置の視差修正
だけが必要である。このような誤差修正は、図３Ａおよ
び３Ｂで説明した技術を利用して実施できる。
【００３８】表示装置６４上では、Ａのイメージが真正
面に向かっており、ＣのイメージがイメージＡに向いて
いるのが、Ｂに見えるべきである。図６の位置関係を達
成するために、表示装置６４において、Ａのイメージに
ついては視差を修正すればよいが、Ｃのイメージについ
てはさらに向きを変える必要がある。同様に、表示装置
６６上でＣには、ＡとＢとが互いに向き合っているのが
見えるべきである。このように、図６に示す位置関係を
達成するためには、ＡとＢの両方のイメージの少なくと
も頭の向きを変える必要がある。
【００３９】この発明による頭の向き変えおよび視差修
正を実行するステップの実施例を、図７のフローチャー
トに示す。一人の会議参加者（たとえば参加者Ｃ）のデ
ジタル化したビデオフレームが処理装置７４で受信され
る（ステップ８０）。そして、イメージの中の目の位置
を特定するために、イメージの特徴抽出が行われる（ス
テップ８２）。ステップ８４において、見られている人
が見ている方向とカメラの方向との差をそのイメージ上
で検出するために視線検出が行われる。たとえば参加者
Ｃが参加者Ａを見ているとき、カメラ７２で取り込まれ
る参加者Ｃのイメージにおける光源７６の鏡面反射は、
瞳孔の中心の右上である。
【００４０】上述のように、カメラ７２および表示装置
６６の固定位置が与えられたとき、視差角θはこの情報
から算出することができる（ステップ８６）。しかし、
より重要なことは、瞳孔中心に対する鏡面反射の相対位
置を利用することにより、見ている参加者がどのイメー
ジを見ているかを検出することができる点である（ステ
ップ８８）。この例では、参加者Ｃの受信されたイメー
ジの中の瞳孔の中心の右に鏡面反射の位置があることか
ら、Ｃが左方すなわち参加者Ａを見ていることがわか
る。
【００４１】各会議参加者がどの表示窓を見ているかが
わかると、各目的地の表示装置に適する修正されたイメ
ージフレームをそれぞれに生成するように、イメージ処
理が実行される。ステップ８８で、視差修正だけが必要
であると決定された場合は、第１のフレームが適当な表
示装置に送信されるように生成される（ステップ９
０）。図６に示す例では、視差修正され、前を向いてい
るＣのイメージを表すフレームが、表示装置６２に表示
される。しかし、存在感を参加者Ｂに伝達するためには
Ｃの頭の向きを変える必要があるので、いくつかの追加
処理ステップを行わなければならない。
【００４２】各フレームの顔のイメージは３次元（３
Ｄ）頭部モデルにテクスチャーマップ化(texture mappe
d)される（ステップ９２）。この目的のためには、たと
えば比較的単純な楕円体頭部モデルを採用してもよい。
もちろん、特定の応用例によって受ける処理能力および
実行スピードの制限によるが、もっと複雑な３Ｄモデル
を採用してもよい。他の例として、K.Aizawa,H.Harashi
ma,and T.Saitoが"Model-based Analysis Synthesis Im
age Coding System for a Person's Face",Signal Proc
essing Image Communication,Vol.1,No.2,October 198
9,pp.139-152に開示したワイヤフレームモデルを利用す
ることもできる。
【００４３】いずれにしても、結果として得られる３次
元のテクスチャード(textured)モデルは、予め決められ
た角度αだけ適当な向きに回転され（ステップ９４）、
楕円体モデルのテクスチャーは２Ｄ画面に投射され、改
訂イメージを作る（ステップ９６）。こうして作られた
イメージは、ステップ９８に示すように、適当な目的地
に向けて送信される。図６に示す実施例では、表示装置
６４に表示されるＣのイメージは、参加者Ａの表示イメ
ージの方に向くように、右に９０゜回転させてある。Ｃ
のイメージの目玉は、同様に、独立にモデル化し、また
は上述の純粋な視差修正技術により、合成されうる。
【００４４】ビデオ符号化とともに、視差修正および／
または頭部の向き変更は、各会議場所で、前処理または
後処理として実施することができる。いずれの場合も、
重要なイメージ情報が分析前に失われることがないよう
にするために、イメージ分析は、元のイメージ信号の符
号化の前に行うのが望ましい。しかし、この発明により
修正されたイメージの合成は、どこで行なってもよい。
【００４５】前処理で行う場合は、イメージは、デジタ
ル化され、分析され、合成／処理され、符号化され、そ
して送信される。この場合、それぞれの参加者に異なっ
た処理を施したイメージを送らなければならないため、
大きな送信帯域幅が必要である。
【００４６】後処理で行う場合は、イメージ分析によっ
て得られた各参加者の視差角と頭の向きを、符号化した
ビデオ信号とともに送らなければならない。その後、受
信側で、またはどこかの中央位置で、合成を行えばよ
い。
【００４７】
【発明の効果】本発明のビデオ会議システムおよび方法
によれば、遠隔で見ている人に提示されるイメージの中
で、現実に対応した頭の向きおよび／または目の触れ合
いを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の単一人カメラ（ＳＰＣ）ビデオ会議シス
テムの動作を表す図。
【図２】従来のバーチャル空間ビデオ会議システムを表
す図。
【図３】図３Ａは、本発明の実施例によるビデオ会議シ
ステムを表すブロック図。図３Ｂは、図３Ａのビデオ会
議システムを表す立面図。
【図４】本発明で使用する目合成に沿った画素値を提供
するための参照表のグラフ。
【図５】本発明による視差修正を行うためのイメージの
分析と処理の技術のステップを表すフローチャート。
【図６】本発明による３人の会議参加者間での存在感を
提供するビデオ会議システムの動作を表す立面図。
【図７】図５のシステムの動作中に、存在感を再現する
ために、視差修正と頭部向き修正とを行う修正イメージ
の分析と処理の技術のステップを表すフローチャート。
【符号の説明】
１、２、３、４ 部屋 １２、１４ 表示装置 １６、１８ カメラ ２０ ビデオ会議システム ２２、２４ 表示装置 ２６、２８ 会議場所 ３０、３２ カメラ ３４ 処理装置 ６０ ビデオ会議システム ６２、６４、６６ 表示装置 ６８、７０、７２ カメラ ７４ 処理装置 ７６ 光源
フロントページの続き (72)発明者 ツハン チェン アメリカ合衆国，07748 ニュージャージ ー，ミドルタウン，クラブハウス ドライ ブ 183 (72)発明者 バリン ジェフリー ハスケル アメリカ合衆国，07724 ニュージャージ ー，タントン フォールズ，グレンウッド ドライブ 82

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも一人の会議参加者と、ビデオ
    カメラと、イメージ受像器とをそれぞれに有し、遠隔に
    位置する、複数の会議室の間でビデオ会議を行う方法に
    おいて、 前記イメージ受像器とビデオカメラと、それらの近くに
    いる各会議参加者とがその会議参加者の視差角を定義
    し、 （Ａ）第１のビデオカメラ（３２）により、第１の会議
    参加者（Ａ）の一連の入力イメージフレームを代表する
    ビデオ信号を生成するステップと、 （Ｂ）前記入力された会議参加者のイメージフレームの
    それぞれで視差角θを決定するべく、それらのフレーム
    をリアルタイムで分析するステップと、 （Ｃ）それぞれに対応する視差補償した一連のイメージ
    フレームを生成するステップと、 （Ｄ）前記視差補償された一連のイメージフレームを表
    す信号を、イメージ受像器（２２）に送信するステップ
    と、を有し、前記イメージ受像器（２２）は第２の会議
    参加者（Ｂ）に見られるものであって、 この方法により、前記第１の会議参加者の表示イメージ
    と前記第２の会議参加者との間に目の触れ合いが提供さ
    れるものであること、 を特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記分析するステップは、前記第１の会
    議参加者のイメージの中で、前記第１の会議参加者の瞳
    孔の中の、固定光源の鏡面反射の位置を決定するステッ
    プを含むこと、 を特徴とする請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 前記分析するステップは、前記鏡面反射
    の瞳孔中心に対する相対位置を測定するステップをさら
    に含むこと、 を特徴とする請求項２の方法。
  4. 【請求項４】 前記生成するステップは、入力会議参加
    者イメージフレームの一つから、各視差補償したイメー
    ジフレームの少なくとも一部を合成するステップをさら
    に含むこと、 を特徴とする請求項１の方法。
  5. 【請求項５】前記測定するステップで、前記会議参加者
    の視線方向も取得し、 また、前記生成するステップは、各会議参加者のイメー
    ジフレームのテクスチャーマップを３次元楕円体顔面モ
    デル上に取り、前記視線方向に沿って選択された顔の向
    きを実現するように、その顔のモデルの向きを修正する
    ステップをさらに含むこと、 を特徴とする請求項１の方法。
  6. 【請求項６】 それぞれに少なくとも一人の会議参加者
    を収容する遠隔に位置する複数の会議室を結ぶビデオ会
    議システムにおいて、 そのビデオ会議システムは、第１の会議参加者（Ａ）の
    一連のイメージフレームを表すビデオ信号を生成するビ
    デオカメラ（３２）と、少なくとも第２の会議参加者
    （Ｂ）のイメージフレームを表示するイメージ受像器
    （２４）とをそれぞれに有し、各会議室（２６、２８）
    にそれぞれ少なくとも一つ設置された、ビデオ電話を有
    し、 前記イメージ受像器と、ビデオカメラと、第１の会議参
    加者の目とは、視差角θを定義するものであり、 さらにそのビデオ会議システムは、 前記ビデオ信号に応じて、前記第１の会議参加者の入力
    イメージフレームを分析し、これに対応する第１の会議
    参加者の視差補償された一連のイメージフレームを生成
    するフレーム生成手段（３４）と、 前記視差補償された一連のイメージフレームを表す信号
    を、少なくとも一つの遠隔イメージ受像器（２２）に送
    信して、それにより少なくとも前記第２の会議参加者と
    前記第１の会議参加者の表示イメージとの間で目の触れ
    合いが提供されるように構成された送信手段と、 を有することを特徴とするシステム。
  7. 【請求項７】 前記各会議室内の会議参加者の目に鏡面
    反射を生成するための固定光源（３６）が各会議室内に
    配置されていることを特徴とする請求項６のシステム。
  8. 【請求項８】 前記フレーム生成手段（３４）は、前記
    入力会議イメージフレームを分析し、前記会議参加者の
    視線方向を検出するように動作しうること、を特徴とす
    る請求項７のシステム。
  9. 【請求項９】 前記フレーム生成手段（３４）は、少な
    くとも第３の会議参加者に送信するための前記第２のイ
    メージフレームを生成するように動作しうるものであ
    り、そのフレーム生成手段は、前記検出された視線方向
    に応じて会議参加者の各入力イメージフレームを３次元
    楕円体顔モデルにテクスチャーマップ化し、その検出さ
    れた視線方向に沿って選択された顔の向きを達成するよ
    うに前記顔のモデルの向きを変えるものであること、 を特徴とする請求項８のシステム。
  10. 【請求項１０】 前記送信手段（３４）は、前記第１の
    会議参加者を表す視差修正された第１の一連のイメージ
    フレームを第２の会議参加者の近くに配置されたイメー
    ジ受像器に送信し、前記第１の会議参加者を表す視線方
    向補償された第２の一連のイメージフレームを第３の会
    議参加者の近くに配置されたイメージ受像器に送信し、
    これにより前記第１、第２、第３の会議参加者の間の存
    在感を提供するものであること、 を特徴とする請求項９のシステム。
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