JP2007212664A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置に関し、より特定的には、視聴者の位置に応じて映像の表示を制御できる液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device that can control display of an image in accordance with the position of a viewer.
テレビジョン受信装置、PC(Personal Computer)等情報処理装置そのたの表示装置に関し、映像あるいは画像を表示するためにLCDパネル(Liquid Crystal Display)を使用する装置が普及している。LCDパネルを使用する表示装置において、LCDパネルの表示面に対する視野角が異なる場合に、コントラスト、色調その他の画像特性が変化するという問題がある。このような性質を有するLCDパネルに対して、様々な改良が行なわれている。その結果、一般的な使用環境では、従来の視野角に比べてかなり広い視野角が確保されるようになってきた。 Regarding information processing devices such as television receivers and PCs (Personal Computers) and other display devices, devices that use an LCD panel (Liquid Crystal Display) to display images or images have become widespread. In a display device using an LCD panel, when the viewing angle with respect to the display surface of the LCD panel is different, there is a problem in that contrast, color tone, and other image characteristics change. Various improvements have been made to LCD panels having such properties. As a result, in a general use environment, a considerably wider viewing angle has been secured compared to the conventional viewing angle.
たとえば、特開平11−95738号公報(特許文献1)は、利用者が表示画面を見る姿勢を変えた場合、また表示画面を見る利用者が変わった時等に、その利用者が表示画面を見る角度の違いに応じた最適な表示状態に自動調整を行なうことを可能にすることにより、利用者を限定することなく常に最適な表示状態を保つことができる表示装置の自動表示調整装置を開示している。 For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 11-95738 (Patent Document 1), when the user changes the attitude of viewing the display screen, or when the user viewing the display screen changes, the user changes the display screen. Disclosed is an automatic display adjustment device for a display device that can always maintain an optimal display state without limiting users by enabling automatic adjustment to an optimal display state according to a difference in viewing angle. is doing.
特開平8−68276号公報(特許文献2)は、視聴者の背丈に関わらず、最良の状態で液晶画面を視聴できるLCD用画面調整装置を開示している。 Japanese Patent Laid-Open No. 8-68276 (Patent Document 2) discloses an LCD screen adjustment device that can view a liquid crystal screen in the best state regardless of the height of the viewer.
特開2003−186462号公報(特許文献3)は、ユーザの姿勢や位置に応じて常に視認性の良い画像を表示できる画像表示装置を開示している。 Japanese Patent Laying-Open No. 2003-186462 (Patent Document 3) discloses an image display device that can always display an image with good visibility according to the posture and position of a user.
特開2000−132152号公報(特許文献4)は、表示範囲を拡大し、観察者にとって適正な表示品位及び視角が得られ、不要な電力消費や部品の劣化を防ぎ、低い処理能力でも動画表示が可能な表示装置を開示している。 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-132152 (Patent Document 4) expands the display range, obtains a display quality and viewing angle appropriate for the observer, prevents unnecessary power consumption and component deterioration, and displays a moving image even with low processing capability. Is disclosed.
特表2002−534009号公報(特許文献5)は、テレビ会議に出席している参加者に対応して適切なカメラパラメータのプリセットを自動的に決定できるテレビ会議システムを開示している。
しかしながら、従来よりも広い視野角が確保されたLCDパネルにおいても、ガンマ特性、色の反転その他の画像表示特性の変化は皆無ではない。そのため、テレビの視聴者の位置によっては、表示される映像が当該視聴者にとって満足のいく態様で表示されない場合もあった。 However, even in an LCD panel in which a wider viewing angle is ensured than before, there is no change in gamma characteristics, color inversion and other image display characteristics. For this reason, depending on the position of the viewer of the television, the displayed video may not be displayed in a manner that is satisfactory to the viewer.
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、視聴者の位置に基づく表示特性の変化が抑制される液晶表示装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a liquid crystal display device in which a change in display characteristics based on the position of a viewer is suppressed.
上記の課題を解決するためにこの発明のある局面に従う液晶表示装置は、液晶表示領域に映像を表示するディスプレイと、ディスプレイに取り付けられ、被写体を撮影して画像信号を出力するカメラと、画像信号に基づいて映像の視聴者の顔領域を抽出する抽出手段と、カメラからの第1の画像信号に基づいて予め取得された視聴者の顔領域を表わす第1の特徴量を格納する第1の記憶手段とを備える。第1の特徴量は、カメラの光軸中心上において予め規定された位置における視聴者の撮影により取得されている。液晶表示装置は、ディスプレイによる映像の表示に応答して、映像の視聴者を撮影する指示を出力する撮影制御手段と、第1の特徴量と、指示に応答して取得された第2の画像信号を用いて算出された第2の特徴量とに基づいて、視聴者が液晶表示装置に登録されているか否かを確認する認証手段と、視聴者が液晶表示装置に登録されている場合に、第2の画像信号に基づいて、視聴者の特徴点を抽出する手段と、特徴点に基づいて、視聴者の特徴量を算出する手段と、特徴量に基づいて、視聴者の顔領域の位置を特定するための位置情報を算出する手段と、第1の特徴量および第2の特徴量と位置情報とに基づいて、カメラの光軸中心から視聴者に対する方向と液晶表示領域の法線方向との間に形成される角度を、視線角度として算出する角度算出手段と、ディスプレイに表示される映像の画質を調整するために、複数の視線角度の各々に応じて予め規定された各制御データを格納する第2の記憶手段と、角度算出手段により算出された視線角度に対応する制御データに基づいて、ディスプレイに表示される映像の画質を調整する制御手段とを備える。 In order to solve the above problems, a liquid crystal display device according to an aspect of the present invention includes a display that displays an image in a liquid crystal display area, a camera that is attached to the display and that captures a subject and outputs an image signal, and an image signal Extracting means for extracting the face area of the viewer based on the video, and a first feature value storing the first feature amount representing the face area of the viewer previously acquired based on the first image signal from the camera. Storage means. The first feature amount is acquired by photographing of the viewer at a predetermined position on the optical axis center of the camera. The liquid crystal display device responds to display of the video on the display, shooting control means for outputting an instruction to shoot a viewer of the video, a first feature amount, and a second image acquired in response to the instruction Authentication means for confirming whether or not the viewer is registered in the liquid crystal display device based on the second feature amount calculated using the signal, and when the viewer is registered in the liquid crystal display device , A means for extracting a feature point of the viewer based on the second image signal, a means for calculating a feature amount of the viewer based on the feature point, and a face area of the viewer based on the feature amount. The direction from the optical axis center of the camera to the viewer and the normal line of the liquid crystal display area based on the means for calculating the position information for specifying the position, the first feature value, the second feature value, and the position information The angle formed with the direction is calculated as the gaze angle Calculated by a degree calculation means, a second storage means for storing control data defined in advance according to each of a plurality of line-of-sight angles in order to adjust the image quality of the video displayed on the display, and the angle calculation means Control means for adjusting the image quality of the video displayed on the display based on the control data corresponding to the viewing angle.
この発明の他の局面に従う液晶表示装置は、液晶表示領域に映像を表示する表示手段と、被写体の撮影に基づいて生成される画像信号を取得する取得手段と、画像信号に基づいて映像の視聴者の顔領域を抽出する抽出手段と、画像信号に基づく画像における視聴者の顔領域の位置を特定するための位置情報を算出する位置情報算出手段と、位置情報に基づいて、液晶表示装置において予め規定された基準位置から液晶表示領域の法線方向と、基準位置から視聴者に対する方向との間に形成される視線角度を算出する角度算出手段と、表示手段に表示される映像の画質調整を規定するために、複数の視線角度の各々に応じて予め規定された各制御データを格納する記憶手段と、角度算出手段により算出された視線角度に対応する制御データに基づいて、表示手段に表示される映像の画質を調整する制御手段とを備える。 A liquid crystal display device according to another aspect of the present invention includes a display unit that displays a video in a liquid crystal display region, an acquisition unit that acquires an image signal generated based on photographing of a subject, and a video viewing based on the image signal. In the liquid crystal display device based on the position information, the extracting means for extracting the person's face area, the position information calculating means for calculating the position information for specifying the position of the viewer's face area in the image based on the image signal, Angle calculation means for calculating a line-of-sight angle formed between a normal direction of the liquid crystal display area from a predetermined reference position and a direction from the reference position to the viewer, and image quality adjustment of the video displayed on the display means In order to define the image data, a storage unit that stores control data defined in advance according to each of a plurality of line-of-sight angles, and a control data corresponding to the line-of-sight angle calculated by the angle calculation unit. There are, and a control means for adjusting the image quality of an image displayed on the display means.
好ましくは、取得手段は、被写体を撮影して画像信号を出力する撮像手段を含む。
好ましくは、撮像手段は、表示手段に取り付けられている。角度算出手段は、撮像手段の光軸中心から視聴者に対する方向と法線方向との間に形成される角度を、視線角度として算出する。
Preferably, the acquisition unit includes an imaging unit that images a subject and outputs an image signal.
Preferably, the imaging means is attached to the display means. The angle calculation means calculates an angle formed between the direction to the viewer and the normal direction from the optical axis center of the imaging means as the viewing angle.
好ましくは、角度算出手段は、視線角度の垂直方向の成分と水平方向の成分とを算出する。 Preferably, the angle calculation means calculates a vertical component and a horizontal component of the line-of-sight angle.
好ましくは、液晶表示装置は、表示手段による映像の表示に応答して、映像の視聴者を撮影する指示を出力する撮影制御手段と、抽出手段により抽出された顔領域の特徴量を算出する特徴量算出手段と、撮像手段からの第1の画像信号に基づいて予め取得された視聴者の顔領域を表わす第1の特徴量と、指示に応答して取得された第2の画像信号を用いて算出された第2の特徴量とに基づいて、視聴者が液晶表示装置に登録されているか否かを確認する認証手段とをさらに備える。位置情報算出手段は、視聴者が液晶表示装置に登録されている場合に、第2の画像信号に基づく画像における位置情報を算出する。 Preferably, the liquid crystal display device calculates the feature amount of the face area extracted by the image capturing control unit that outputs an instruction to image the viewer of the image in response to the display of the image by the display unit. Using the amount calculation means, the first feature amount representing the face area of the viewer acquired in advance based on the first image signal from the imaging means, and the second image signal acquired in response to the instruction Authentication means for confirming whether or not the viewer is registered in the liquid crystal display device on the basis of the second feature amount calculated in this way. The position information calculation means calculates position information in the image based on the second image signal when the viewer is registered in the liquid crystal display device.
好ましくは、取得手段は、被写体を撮影して第1の画像信号を出力する第1の撮像手段と、被写体を撮影して第2の画像信号を出力する第2の撮像手段とを含む。第1の撮像手段および第2の撮像手段の表示手段に対する各々の位置関係は予め規定されている。抽出手段は、第1の画像信号に基づく視聴者の第1の顔領域と、第2の画像信号に基づく視聴者の第2の顔領域とを抽出する。位置情報算出手段は、第1の顔領域の中心を特定する第1の位置情報と、第2の顔領域の中心を特定する第2の位置情報とを算出する。液晶表示装置は、予め規定された位置関係と、第1の位置情報および第2の位置情報とに基づいて、ステレオ計測処理を実行することにより、第1の撮像手段から視聴者までの第1の距離と、第2の撮像手段から視聴者までの第2の距離とを計算する距離計算手段をさらに備える。角度算出手段は、第1の距離および第2の距離に基づいて、視線角度を算出する。 Preferably, the acquisition unit includes a first imaging unit that captures a subject and outputs a first image signal, and a second imaging unit that captures the subject and outputs a second image signal. The positional relationship between the first imaging unit and the second imaging unit with respect to the display unit is defined in advance. The extraction means extracts the viewer's first face area based on the first image signal and the viewer's second face area based on the second image signal. The position information calculation means calculates first position information for specifying the center of the first face area and second position information for specifying the center of the second face area. The liquid crystal display device performs a stereo measurement process based on the predefined positional relationship, the first position information, and the second position information, thereby providing a first image from the first imaging means to the viewer. And a distance calculating means for calculating a second distance from the second imaging means to the viewer. The angle calculation means calculates the line-of-sight angle based on the first distance and the second distance.
好ましくは、液晶表示装置は、抽出手段により抽出された顔領域の数を計算する計算手段をさらに備える。制御手段は、顔領域の数が複数である場合に画質の調整を禁止する。 Preferably, the liquid crystal display device further includes calculation means for calculating the number of face regions extracted by the extraction means. The control means prohibits image quality adjustment when the number of face regions is plural.
好ましくは、液晶表示装置は、抽出手段により抽出された顔領域の数を計算する計算手段と、顔領域の面積を計算する面積計算手段とをさらに備える。制御手段は、顔領域の数が複数である場合に、面積計算手段により計算された面積が最大である顔領域を特定し、かつ、基準位置から面積が最大である顔領域に対応する視聴者に対する方向と、法線方向との間に形成される角度を視線角度として、画質を調整する。 Preferably, the liquid crystal display device further includes a calculation unit that calculates the number of face regions extracted by the extraction unit, and an area calculation unit that calculates the area of the face region. The control means specifies the face area having the maximum area calculated by the area calculation means when the number of face areas is plural, and the viewer corresponding to the face area having the maximum area from the reference position The image quality is adjusted using the angle formed between the direction with respect to and the normal direction as the viewing angle.
好ましくは、抽出手段は、顔領域に対応するデータを蓄積するための複数の素子を含む。面積計算手段は、顔領域に対応するデータが蓄積されている素子の数を計算することにより顔領域の面積を計算する。 Preferably, the extraction means includes a plurality of elements for storing data corresponding to the face area. The area calculating means calculates the area of the face area by calculating the number of elements in which data corresponding to the face area is stored.
好ましくは、位置情報算出手段は、画像信号に基づいて、視聴者の特徴点を抽出する手段と、特徴点に基づいて、視聴者の特徴量を算出する手段と、特徴量に基づいて、位置情報を算出する手段とを含む。 Preferably, the position information calculation means is a means for extracting a feature point of the viewer based on the image signal, a means for calculating the feature amount of the viewer based on the feature point, and a position based on the feature amount. Means for calculating information.
好ましくは、液晶表示装置は、液晶表示装置に対して予め規定された位置における視聴者を撮影することにより予め取得された、位置における視聴者の顔の大きさに対応する第1の特徴量を記憶する特徴量記憶手段と、表示手段が映像を表示している時に、抽出手段により抽出された顔領域に基づいて、映像の視聴者の顔の大きさに対応する第2の特徴量を算出する特徴量算出手段と、第1の特徴量と第2の特徴量とを比較することにより視聴者と液晶表示装置との距離を計算する距離計算手段とをさらに備える。角度算出手段は、距離計算手段により計算された距離に基づいて視線角度を算出する。 Preferably, the liquid crystal display device uses the first feature amount corresponding to the size of the viewer's face at the position, which is acquired in advance by photographing the viewer at the position defined in advance with respect to the liquid crystal display device. When the feature value storage means for storing and the display means are displaying the video, a second feature value corresponding to the size of the face of the viewer of the video is calculated based on the face area extracted by the extraction means. And a distance calculation means for calculating the distance between the viewer and the liquid crystal display device by comparing the first feature quantity and the second feature quantity. The angle calculation means calculates the line-of-sight angle based on the distance calculated by the distance calculation means.
好ましくは、表示手段は、複数の表示素子を含む。制御手段は、距離計算手段により計算された距離と、角度算出手段により算出された視線角度とに基づいて、各表示素子の駆動を制御することにより画質を調整する。 Preferably, the display means includes a plurality of display elements. The control means adjusts the image quality by controlling the driving of each display element based on the distance calculated by the distance calculation means and the line-of-sight angle calculated by the angle calculation means.
好ましくは、取得手段は、画像信号の入力を受け付ける信号入力手段を含む。 Preferably, the acquisition unit includes a signal input unit that receives an input of an image signal.
本発明に係る液晶表示装置によると、視聴者の位置に応じて、表示される映像の画質が適切に補正されるため、当該視聴者は、明瞭な映像を鑑賞することができる。 According to the liquid crystal display device of the present invention, the image quality of the displayed video is appropriately corrected according to the position of the viewer, so that the viewer can appreciate a clear video.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
<第1の実施の形態>
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るテレビ100を正面から表わす図である。テレビ100は、液晶ディスプレイ130と、カメラ150と、スピーカ140a,140bとを備える。スピーカ140a,140bは、たとえばステレオ音声の出力が可能なスピーカである。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a front view of a
図2は、テレビ100のハードウェア構成を表わすブロック図である。テレビ100は、映像音声信号を受信するアンテナ102と、アンテナ102に接続され、選局を指示されたチャンネルの映像音声信号を取得するためのチューナ114と、外部から映像音声信号の入力を受け付ける外部入力部104と、後述するリモコン端末から発信された信号を受信する受光部106と、視聴者からテレビ100に対する指示の入力を受け付ける操作部108と、テレビ100の動作を制御するCPU(Central Processing Unit)110と、メモリ112とを備える。メモリ112は、たとえば揮発性のメモリであるが、不揮発性のメモリであってもよい。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a hardware configuration of
テレビ100は、さらに、外部入力部104とチューナ114とに接続され、CPU110からの信号に基づいて映像音声信号の出力先を切り換える切換回路116と、CPU110からの信号に基づいて切換回路116から出力される信号を映像信号と音声信号とに分離して出力する信号処理回路120と、信号処理回路120から出力される映像信号を増幅して出力するドライバ128と、ドライバ128から出力される映像信号に基づいて映像を表示する液晶ディスプレイ130とを備える。
The
信号処理回路120は、切換回路116からの信号を映像信号と音声信号とに分離する分離回路122と、CPU110から出力される画像調整指示に基づいて分離回路122によって出力される映像信号の画質調整を行なうための画質調整回路124と、CPU110からの信号と画質調整回路124から出力される映像信号とに基づいて液晶ディスプレイ130に表示される映像の信号を生成するOSD回路126とを含む。
The
テレビ100はさらに、分離回路122から出力される音声信号の入力を受け、CPU110からの指示に基づいて当該音声信号を増幅して出力するアンプ136a,136bと、アンプ136a,136bからそれぞれ出力される音声信号に基づいて音声を出力するスピーカ140a,140bとを備える。また、カメラ150とCPU110との間には、カメラ150から出力される画像信号を格納するためのメモリ152が配置されている。CPU110は、メモリ152に格納されているデータに基づいて後述する画像処理を実行する。メモリ112,152は、不揮発性のメモリである。なお、メモリ112,152は、同一のメモリとして実現されてもよい。この場合は、メモリ112に確保されるデータ領域と、メモリ152に確保されるデータ領域とが、それぞれ当該同一のメモリに確保されることになる。
The
図3を参照して、テレビ100の使用態様について説明する。図3は、部屋10にテレビ100が設置されている状態を表わす図である。部屋10には、テレビ100と椅子11とがそれぞれ配置されている。椅子11には、視聴者12が座っている。視聴者12は、リモコン端末300を有している。
A usage mode of the
ここで、本実施の形態においてテレビ100と視聴者との位置関係を特定するために用いられる用語について定義を行なう。まず、テレビ100の中心部を通る水平線320は、たとえばテレビ100の上部から予め規定された距離340だけ離れた位置を通る線として規定される。距離340は、たとえば液晶ディスプレイ130の中心軸を通る線とテレビ100の筐体の上部との間の距離に相当する。
Here, the terms used to identify the positional relationship between the
次に、垂直方向の視線角度310は、水平線320と、テレビ100と視聴者12とを結び、かつ、液晶ディスプレイ130の中心軸を通る視線330との間の角度として規定される。この場合、視聴者12の位置は、カメラ150によって取得された画像データに基づいて解析される視聴者12の特徴部分(たとえば当該視聴者の目と目との中心部)として規定される。また、後述するように、テレビ100が各視聴者の登録機能を有する場合には、視聴者を登録するためのデータを取得する基準の位置として、テレビ100から予め規定された距離だけ離れた位置に椅子11が設置され、そのような場所に設置された椅子11における視聴者を撮影することにより、視聴者の登録処理が実行される。
Next, the
図4を参照して、テレビ100と視聴者との位置関係についてさらに説明する。図4は、部屋10を上部から表わした図である。視聴者12は、テレビ100から予め規定された距離440だけ離れた位置に存在している。視聴者12は、液晶ディスプレイ130の中心線420の線上に位置している。ここで、距離440は、たとえばテレビ100の筐体の前面を通る線410からの距離として規定される。
With reference to FIG. 4, the positional relationship between the
次に、視聴者12が座る位置を変えた場合について説明する。たとえば、視聴者405として示される位置においてテレビ100を視聴する場合がある。この場合、テレビ100と視聴者405との間隔は距離440であり、視聴者12の場合における間隔と同じである。しかしながら、テレビ100と視聴者405とを結ぶ線450は、視聴者12とテレビ100とを結ぶ線(中心線420)とは異なることになる。すなわち、テレビ100と視聴者405とを結ぶ線450が規定されると、線450と中心線420との間には、垂直方向の視線角度452が形成されることになる。
Next, a case where the position where the
また、視聴者が位置を変えて、たとえば視聴者404としてテレビ100を視聴する場合、テレビ100と視聴者404とを結び付ける線(すなわち視線)は、線460として表わされる。この場合、線460と中心線420との間に形成される水平方向の視線角度462は、前述の水平方向の視線角度452よりもさらに大きくなる。
Further, when the viewer changes the position and views the
さらに、テレビ100による視聴者の認識について説明する。視聴者が視聴者12として示される位置においてテレビ100を視聴している場合、カメラ150は、テレビ100から距離440だけ離れた位置における点線430の画像を取得する。ここで距離440が予めテレビ100について定められたものであれば、テレビ100は、その距離440の値とカメラ150の撮影により取得した画像データとに基づいて視聴者12の顔を認識できる。この状態をたとえば認証用のデータとしてテレビ100に格納すると、このデータを基準として中心線420上に存在する同一の視聴者12を同様にして認識できる。
Further, viewer recognition by the
たとえば視聴者が点線431上の視聴者402である場合、点線410と点線431との間の距離441と、距離440との比率に基づく相似関係を用いることにより、視聴者402の顔を認識することができる。この場合、カメラ150により撮影された視聴者402の顔は、視聴者12の顔の画像よりも上記の距離の比に応じて大きく表示されることになる。
For example, when the viewer is the
一方、同一の視聴者が、基準の位置よりも遠方から視聴者403としてテレビ100を視聴している場合、テレビ100は、点線410と432との間の距離442と、距離440との比率に基づいて視聴者403の顔の画像を認識できる。この場合、カメラ150によって撮影された顔の画像は、その距離の比に応じて小さく表示されるため、視聴者12の顔画像に対して前述の比を加味することにより、同一の視聴者を認識することができる。
On the other hand, when the same viewer is viewing the
このようにして中心線420に存在する視聴者の認識および視聴位置(テレビ100から視聴者までの距離)を特定することができる。なお、上記の説明では、カメラ150の位置がテレビ100の中央部に存在し、さらにテレビ100と標準の位置における視聴者12との距離440が既知である場合について説明した。
In this way, the viewer's recognition and viewing position (distance from the
これに対して、たとえばカメラ150がテレビ100の中心部に設置されていない場合、中心線420に代えて、カメラ150の光軸を通る線をその場合の中心線とすることにより、視聴者を同様にして認識し、テレビ100と当該視聴者との間の距離を特定することもできる。
On the other hand, for example, when the
次に、視聴者がたとえば視聴者404としてテレビ100を視聴している場合について説明する。カメラ150により撮影される視聴者404の画像と視聴者402の画像とは、各画像中心は距離470に相当する分ずれた状態で特定される。ここで、視聴者402と視聴者12との位置関係および視聴者12とテレビ100との間に予め規定された距離440とを考慮すると、距離420に相当する中心軸のずれは、テレビ100が画像データ上の中心のずれとして認識することができる。後述するように、テレビ100のCPU110は、その中心軸のずれを用いて、公知の測量手法に基づく演算処理を実行し、水平方向の視線角度462を算出することができる。視聴者が視聴者405としてテレビ100を視聴している場合における水平方向の視線角度452についても同様に算出される。
Next, a case where the viewer is watching
図5を参照して、本実施の形態に係るテレビ100を実現するCPU110について説明する。図5は、CPU110によって実現される機能の構成を表わすブロック図である。CPU110は、顔領域抽出部502と、特徴量算出部504と、領域数計算部506と、面積計算部508と、撮影制御部510と、認証部512と、位置情報算出部514と、距離計算部516と、角度算出部518と、画質制御部520とを含む。各機能は、CPU110が当該機能を実現するプログラムを実行することにより、ハードウェアとソフトウェアとの協働として実現される。あるいは、当該プログラムに代えて、各処理を実現する回路素子を組み合わせることにより、ハードウェアの構成として実現することもできる。
Referring to FIG. 5,
顔領域抽出部502は、カメラ150から出力される画像信号に基づいてテレビ100の視聴者の顔領域を抽出する。他の局面においてテレビ100が複数のカメラを有する場合には、顔領域抽出部502は、第1のカメラから出力される第1の画像信号に基づく視聴者の第1の顔領域と、第2のカメラから出力される第2の画像信号に基づく当該視聴者の第2の顔領域とを抽出する。好ましくは、顔領域抽出部502は、液晶ディスプレイ130を構成する表示素子の各々に対応して当該顔領域に対応するデータを蓄積する。
The face
特徴量算出部504は、顔領域抽出部502によって抽出された顔領域の特徴量を算出する。算出される特徴量は、たとえば視聴者の顔の目の間隔、目と口の間隔、あるいはこれらの間隔の比などを含む。具体的には、特徴量算出部504は、画像信号から特徴点を抽出し、各特徴点に基づいて視聴者の顔画像を特定し、さらに顔の各部位を特定する。特徴量算出部504は、各部位を特定する情報に基づいて、上記の各特徴量を算出する。ここで、各部位を特定する情報は、たとえば、画像処理のためにメモリに割り当てられた領域における位置データである。
The feature
領域数計算部506は、顔領域抽出部502によって抽出された顔領域の数を計算する。たとえば1人の視聴者がテレビ100を視聴している場合、領域数計算部506は、顔領域の数「1」を算出する。この計算は、たとえば特徴量算出部504によって算出された特徴量の個数に基づいて行なわれる。たとえば目の間隔を規定する特徴量が複数算出された場合には、領域数計算部506は、その特徴量の数だけの領域が存在すると判断し、その数を領域数として出力する。
The area
面積計算部508は、顔領域抽出部502によって抽出された顔領域のデータに基づいて当該顔領域の面積を計算する。ここで顔領域の面積とは、たとえばテレビ100の視聴者を認識するために使用される撮像素子の数として表わされる。具体的には、面積計算部508は、顔領域に対応するデータが蓄積されている当該素子の数を計算することにより顔領域の面積を計算する。
The
撮影制御部510は、液晶ディスプレイ130による映像の表示に応答してテレビ100の視聴者を撮影する指示をカメラ150に対して出力する。また撮影制御部510は、受光部106により受信された撮影指令あるいは操作部108を介して入力された撮影指令に基づいて、テレビ100の視聴者の撮影指示をカメラ150に対して出力する。
好ましくは、特徴量算出部504は、液晶ディスプレイ130が映像を表示しているときに、表示されている映像の視聴者の顔の大きさに対応する特徴量を、顔領域抽出部502によって抽出された顔領域に基づいて算出する。
Preferably, the feature
認証部512は、カメラ150からの第1の画像信号に基づいて表わす取得された視聴者の顔領域を表わす第1の特徴量と、CPU110による指示に基づいて取得された第2の画像信号を用いて算出された第2の特徴量とを比較することにより、当該視聴者がテレビ100に予め登録されている視聴者であるか否かを確認する。ここで、第1の特徴量は、たとえばメモリ112に格納されている。
The
位置情報算出部514は、カメラ150から出力される画像信号に基づく画像における当該視聴者の顔領域の中心を表わすデータを算出する。このデータは、たとえば画像処理のために確保されるメモリ領域における座標情報として取得される。顔領域の中心を表わすデータとして、たとえば視聴者の目元を結ぶ線の中点の座標値、顔領域の頭部と顎部とを結ぶ線の中点等が使用可能である。
The position
好ましくは、位置情報算出部514は、当該視聴者がテレビ100に予め登録されている場合に、上記第2の画像信号に基づく画像における当該視聴者の顔領域の中心を表わすデータを算出する。
Preferably, the position
また、他の局面において、テレビ100が第1のカメラおよび第2のカメラを含む構成である場合には、位置情報算出部514は、第1のカメラから出力される第1の画像信号に基づく当該視聴者の第1の顔領域と、第2のカメラから出力される第2の画像信号に基づく当該視聴者の第2の顔領域とについて、各領域の中心を特定する第1および第2の位置データをそれぞれ算出する。
In another aspect, when
距離計算部516は、算出された各位置データに基づいて、公知の測量手法に従う処理を実行することにより、第1のカメラから視聴者までの距離と、第2のカメラから視聴者までの距離とを計算する。具体的には、各カメラとテレビとの位置関係、すなわち、テレビの中心から各カメラの中心までの距離は、それぞれ既知である。カメラの光軸がテレビ100の中心軸に対して平行である場合、撮影により得られる画像データによれば、上記距離に応じた中心のずれが算出される。
The
また、視聴者がテレビ100からの基準位置に対して遠方に存在している場合には、テレビから基準位置までの距離と、画像データを用いて認識された視聴者の顔と予め登録されている視聴者の顔との比率とを用いて、テレビから視聴者までの距離がそれぞれ算出される。なお、第1のカメラおよび第2のカメラの撮影により取得された画像データを用いた被写体までの距離の算出は、公知のステレオ計測処理によって実現される。したがって、ステレオ計測処理の詳細は、ここでは繰り返さない。
If the viewer is far away from the reference position from the
角度算出部518は、位置情報算出部514によって算出された当該中心を表わすデータに基づいて、テレビ100に対して予め規定された基準位置から、テレビ100の法線方向と当該基準位置から当該視聴者に対する方向との間に形成される視線角度を算出する。好ましくは、角度算出部518は、カメラ150の光軸中心から当該視聴者に対する方向と当該法線方向との間に形成される角度を、視線角度として算出する。好ましくは、角度算出部518は、視線角度の垂直方向の成分と水平方向の成分とをそれぞれ算出する。
Based on the data representing the center calculated by the position
また他の局面において、角度算出部518は、テレビ100が第1のカメラおよび第2のカメラを有する場合に、それぞれのカメラを中心とする視線角度を算出する。すなわち、角度算出部518は、距離計算部516によって計算された上記第1の距離および第2の距離に基づいて、テレビ100の中心軸からの視線角度を算出する。
In another aspect,
画質制御部520は、角度算出部518によって算出された視線角度に対応する制御データに基づいて、液晶ディスプレイ130に表示される映像の画質を調整する。ここで制御データとは、液晶ディスプレイ130における映像の表示を制御するために予め規定されたパラメータをいう。このパラメータは、後述するように、たとえばコントラスト値、明度、色調あるいはガンマ特性その他の画質を調整するためのデータである。
The image
また他の局面において、画質制御部520は、抽出された顔領域の数が複数である場合に、面積計算部508によって計算された面積が最大である顔領域を特定する。画質制御部520は、さらに上記基準位置から当該面積が最大である顔領域に対応する視聴者に対する方向と当該法線方向との間に形成される角度を視線角度として、液晶ディスプレイ130に表示される映像の画質を調整する。
In another aspect, the image
さらに、画質制御部520は、液晶ディスプレイ130の画素単位で画質を調整してもよい。たとえば、1平方インチの領域を構成する画素が1グループにまとめられる。各グループと視聴者との距離が算出される。この距離は、たとえば、液晶ディスプレ130の表示領域の中央に位置する画素のグループ(すなわち、中心軸が通るグループ)から視聴者までの距離(以下、基準距離)を基準に算出できる。
Further, the image
すなわち、基準距離は、距離が既知である標準の位置における視聴者を予め撮影することにより取得された画像と、視聴時に改めて撮影することにより取得された画像との大きさに基づいて算出される。中央に位置する画素のグループと画質の制御の対象となる画素のグループとの距離は、同様に容易に算出される。あるいは、液晶ディスプレイ130のサイズに応じて予め算出された距離が保持されていてもよい。
That is, the reference distance is calculated based on the size of an image acquired by previously shooting a viewer at a standard position where the distance is known and an image acquired by shooting again at the time of viewing. . Similarly, the distance between the group of pixels located in the center and the group of pixels subject to image quality control is easily calculated. Alternatively, a distance calculated in advance according to the size of the
これにより、各グループから視聴者までの距離が算出される。画質を調整するための上記パラメータと、液晶ディスプレイ130から視聴者までの想定される距離とは、相互に関連付けられ、メモリ112にされる。実際に距離が算出された場合に、パラメータが特定される。そのパラメータに基づいて、当該距離に対応する画素のグループの画質が調整される。このようにすると、液晶ディスプレイ130の表示領域の位置に応じた画質の補正が可能になる。したがって、液晶ディスプレイ130の大きさが数十インチであるようなテレビでは、特に液晶ディスプレ130の両端に位置する画素の画質が補正されるため、より鮮明な映像が表示される。
Thereby, the distance from each group to the viewer is calculated. The parameter for adjusting the image quality and the assumed distance from the
図6を参照して、テレビ100のデータ構造について説明する。図6は、メモリ112におけるデータの格納の一態様を概念的に表わす図である。メモリ112は、テーブル600を含む。テーブル600は、液晶ディスプレイ130による映像の表示を制御するための制御データを有する。
The data structure of the
具体的には、テーブル600は、各制御データを格納する領域610〜650を含む。視線角度は、領域610に格納されている。図6に示される例では、制御の区分となる視線角度は、たとえば±10°ごとに規定されている。コントラスト値は、領域620に格納されている。明度は領域630に格納されている。色調を制御するためのデータは、領域640に格納されている。ガンマ特性を調整するためのデータは、領域650に格納されている。領域610から650に格納されているデータは、それぞれ相互に関連付けられている。したがって、領域610に示される視線角度が特定されると、当該視線角度に対応付けられる制御データ(領域620〜650)は、それぞれ特定される。
Specifically, the table 600 includes
たとえば、算出された視線角度が10°である場合、コントラスト値は基準値の1.1倍に設定される。明度は、基準値の1.1倍に設定される。色調も基準値の1.1倍に設定される。ガンマ特性も基準値の1.1倍に設定される。ここで、画質を調整するために基準値に対して掛け合わされる係数は、図6に示されるものに限られない。また、図6に示される例では、各制御データごとの基準値は、どの視聴者に対しても同一の基準値が用いられる構成となっているが、このような構成に限られない。すなわち視聴者ごとに異なる値が基準値としてそれぞれ用いられてもよい。 For example, when the calculated line-of-sight angle is 10 °, the contrast value is set to 1.1 times the reference value. The brightness is set to 1.1 times the reference value. The color tone is also set to 1.1 times the reference value. The gamma characteristic is also set to 1.1 times the reference value. Here, the coefficient multiplied by the reference value in order to adjust the image quality is not limited to that shown in FIG. In the example illustrated in FIG. 6, the reference value for each control data is configured to use the same reference value for any viewer, but is not limited to such a configuration. That is, a different value for each viewer may be used as the reference value.
また、視線角度における±の符号は、テレビ100の中心軸を基準に、左右の領域における位置を特定するものである。したがって、中心軸の右側の位置に対して符号+を設定してもよいし、その逆でもよい。また、テレビ100が水平方向の視線角度と垂直方向の視線角度とによってそれぞれ画質調整を実現できる場合、テーブル600と同様の内容を有する他のテーブルが設けられる。すなわち、水平方向の視線角度と垂直方向の視線角度とのそれぞれについて予め設定された制御データが、メモリ112の中に準備されることになる。
Further, the symbol “±” in the line-of-sight angle specifies the position in the left and right regions with reference to the central axis of the
図7および図8を参照して、テレビ100の制御構造について説明する。図7および図8は、それぞれテレビ100を実現するCPU110が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。
A control structure of
図7において、ステップS710にて、テレビ100のCPU110は、テレビ100に対して予め規定された場所に存在する視聴者の撮影指示を出力する。CPU110がカメラ150に対してこのような指示を出力すると、カメラ150は予め設定された撮影モードに従って予め定められた撮影動作を実行する。この場合、たとえば図3に示されるような部屋10の照明が十分でない場合に備えて、視聴者12を明瞭に撮像するために発光指示を発光部(図示しない)に出力するような構成をさらに備えていてもよい。
In FIG. 7, in step S <b> 710,
カメラ150が撮影処理を実行すると、出力される画像信号はメモリ152に格納される。CPU110は、そのデータに対して予め規定された画像処理を実行する。画像処理は、たとえば2値化処理、濃淡処理、エッジ強調処理等である。
When the
ステップS720にて、CPU110は、上記の画像処理を実行する。ステップS730にて、CPU110は、予め設定された処理に従って、メモリ152に格納されている視聴者の画像データから特徴量を算出する。
In step S720,
ステップS740にて、CPU110は、算出した特徴量と視聴者を識別するためのデータとを関連付けて、メモリ112に確保された領域に格納する。視聴者を特定するためのデータは、たとえば受光部106によるリモコン信号から発信された文字情報を含む信号を受信することにより、あるいは操作部108に対する文字の入力によってテレビ100に取得される。
In step S740,
図8を参照して、ステップS810にて、CPU110は、カメラ150から出力される画像信号がメモリ152に書き込まれたことを検知する。ステップS820にて、CPU110は、メモリ152に格納されているデータに対して予め設定された画像処理を実行し、さらに顔領域を抽出する。
Referring to FIG. 8, in step S <b> 810,
ステップS830にて、CPU110は、顔領域の位置情報を算出する。ステップS840にて、CPU110は、当該位置情報と、カメラ150と液晶ディスプレイ130との位置関係を特定する予め準備されたデータとに基づいて、当該視聴者のテレビ100に対する視線角度を算出する。
In step S830,
ステップS850にて、CPU110は、画質調整のための制御データをメモリ112から当該視線角度に応じて読み出す。ステップS860にて、CPU110は、画質調整回路124に対して、読み出した制御データに基づく画質調整の命令信号を出力する。画質調整回路124は、その信号に基づいて規定された画質調整処理を実行する。調整後の信号が画質調整回路124からOSD回路126に送出されると、液晶ディスプレイ130は、画質調整後の映像を表示する。
In step S850,
以上のようにして、本実施の形態に係るテレビ100は、視聴者の位置を検出し、当該視聴者とテレビ100との間の位置関係を特定する情報として視線角度を算出する。テレビ100は、その視線角度に応じて予め規定されている制御データに基づいて液晶ディスプレイ130に表示される映像の画質を調整する。これにより、当該視聴者は、液晶ディスプレイ130に対して真正面の位置から視聴していない場合であっても、視聴している位置に応じて補正された画質で映像を鑑賞することができる。
As described above,
また、テレビ100は、視線角度として、水平方向の視線角度と垂直方向の視線角度とを算出することもできる。この場合、画質の補正は、各視線角度に応じて予め規定された制御データに基づいて行なわれる。これにより、視聴者がテレビ100のディスプレイに対して水平面よりも下位に位置している場合(たとえば寝そべって視聴している場合)であっても、テレビ100は、視聴者の位置に応じた画質の補正を行なうことができる。この場合も、視聴者は、明瞭な映像を鑑賞することができる。
In addition, the
<第2の実施の形態>
以下、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るテレビ100は、複数の視聴者の顔を認識した場合には画像調整処理を禁止する機能を有する点で、前述の実施の形態と異なる。この機能は、CPU110によって実現される。本実施の形態に係るテレビのハードウェア構成は、図2に示されるテレビ100のハードウェア構成と同一である。それらの機能も上記CPU110によって新たに実現される機能を除き同じである。したがって、同じ機能についての説明は、繰り返さない。
<Second Embodiment>
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described.
図9は、本実施の形態に係るテレビを実現するCPU110が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。ステップS910にて、CPU110は、顔領域抽出部502によって抽出された顔領域のデータに基づいて複数の顔領域が抽出されたか否かを判断する。CPU110が、複数の顔領域は抽出されたと判断すると(ステップS910にてYES)、処理はステップS920に移される。そうでない場合には(ステップS910にてNO)、処理はステップS930に移される。
FIG. 9 is a flowchart showing a procedure of processing executed by
ステップS920にて、CPU110は、画質調整回路124に対して液晶ディスプレイ130に表示される映像の画質の補正を禁止する指令を出力する。この指令が出力されると、画質調整回路124に入力される映像信号は、何らの処理も加えられることなくそのままOSD回路126に出力される。ステップS930にて、CPU110は、抽出された1つの顔領域の位置情報を算出する。その後視線角度が算出され(ステップS840)、当該視線角度に応じた画質調整が実行される(ステップS850,S860)。
In step S920,
以上のようにして、他の局面におけるテレビ100は、複数の視聴者が検出された場合に画質の補正を行わない。これにより、いずれかの視聴者の位置に応じた補正を行なうことにより、他の視聴者にとって鑑賞に堪えないような映像が表示されることを防止できる。
As described above, the
<第3の実施の形態>
以下、本発明の第3の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るテレビは、複数の視聴者を検出した場合に、液晶ディスプレイ130の中心軸に最も近い視聴者に応じた画質調整機能を有する点で、前述の各実施の形態と異なる。このような機能は、図2に示されるCPU110によって実現される。その他のハードウェア構成は、第1の実施の形態に係るテレビ100が備える構成と同一である。したがって、それらについての説明は繰り返さない。
<Third Embodiment>
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described. The television according to the present embodiment is different from the above-described embodiments in that it has an image quality adjustment function according to the viewer closest to the central axis of the
図10は、本発明の第3の実施の形態に係るテレビ100を実現するCPU110が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing a procedure of processing executed by
ステップS1110にて、CPU110は、顔領域抽出部502によって抽出された顔領域のデータに基づいて、複数の顔領域が抽出されたか否かを判断する。CPU110が、複数の顔領域が抽出されたと判断すると(ステップS1110にてYES)、処理はステップS1020に移される。そうでない場合には(ステップS1010にてNO)、処理はステップS1030に移される。
In step S1110,
ステップS1020にて、CPU110は、顔領域の画像データに基づいて液晶ディスプレイ130の中心軸に最も近い視聴者を特定する。すなわち、CPU110は、それぞれ認識された視聴者の顔の中心部(たとえば目と目の中央部)と画像処理のために確保される領域における中央部との間の距離を算出し、当該距離の最小値を与える視聴者を上記中心軸に最も近い視聴者として特定する。
In step S1020,
ステップS1030にて、CPU110は、当該視聴者の顔領域の位置情報を算出する。その後、CPU110は視線角度を算出し(ステップS840)、前述と同様の画像調整処理を実行する(ステップS850,S860)。
In step S1030,
以上のようにして、本実施の形態に係るテレビは、複数の視聴者による視聴を検出した場合には、テレビに対して中央部寄りの視聴者に応じた画質の調整を行なう。このようにすると、極端な画質の補正が防止されるため、中央よりの視聴者以外の視聴者にとっても、十分視聴できる程度の画質の補正が実現される。これにより、いずれの視聴者も、映像の視聴を楽しむことができる。 As described above, when the television according to the present embodiment detects viewing by a plurality of viewers, the television adjusts image quality according to viewers closer to the center of the television. In this way, extreme image quality correction is prevented, and image quality correction that can be sufficiently viewed by viewers other than the viewer from the center is realized. Thereby, any viewer can enjoy viewing the video.
<第4の実施の形態>
以下、本発明の第4の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るテレビは、視線角度に加えて、ディスプレイからの距離を考慮した画質調整機能を有する点で、前述の各実施の形態に係るテレビと異なる。
<Fourth embodiment>
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described. The television according to the present embodiment is different from the television according to each of the embodiments described above in that it has an image quality adjustment function that takes into account the distance from the display in addition to the line-of-sight angle.
すなわち、液晶テレビは、その表示部の大きさに応じて、たとえば十数インチのサイズから数十インチのサイズまで多岐にわたる。この場合、ディスプレイのサイズが小さい液晶テレビでは、たとえばテレビの左端と右端との間の距離はそれほど相違しないため、当該距離の相違による視聴の影響は無視し得る。しかしながら、数十インチのサイズを有する液晶ディスプレイによれば、その右端と左端との差もそれに応じて大きくなり、ひいてはテレビと当該視聴者との間の各距離も大きく異なる。そのため、たとえば視聴者が左端に存在しており、その位置からテレビを視聴している場合、テレビ100のディスプレイの左端の映像は明瞭に視認できても右端の映像については明瞭に視聴できなくなる場合もあり得る。そこで、このようなテレビのサイズの違いを考慮するために、視聴者とテレビとの距離も併せて考慮することが好ましい。
That is, liquid crystal televisions vary widely, for example, from a size of several tens of inches to a size of several tens of inches, depending on the size of the display unit. In this case, in a liquid crystal television with a small display size, for example, the distance between the left end and the right end of the television is not so different, and thus the influence of viewing due to the difference in the distance can be ignored. However, according to a liquid crystal display having a size of several tens of inches, the difference between the right end and the left end also increases accordingly, and thus the distance between the television and the viewer also differs greatly. Therefore, for example, when the viewer is present at the left end and is viewing the television from that position, the left end image on the display of the
そこで、図11を参照して、本実施の形態に係るテレビと視聴者との位置関係について説明する。図11(A)は、液晶ディスプレイの大きさが小さく(たとえば十数インチ)、テレビのサイズによる表示の影響が無視し得る場合の位置関係を表わす図である。図11(B)は、テレビ1120の液晶ディスプレイのサイズが大きく(たとえば、32インチ、42インチ等)、テレビ1120の左端と右端とのそれぞれの位置から視聴者までの距離の相違による影響が無視できない場合である。本実施の形態に係るテレビは、たとえば図11(B)に示されるようなテレビ1120に対して適用できる。
Therefore, with reference to FIG. 11, the positional relationship between the television and the viewer according to the present embodiment will be described. FIG. 11A is a diagram showing a positional relationship in the case where the size of the liquid crystal display is small (for example, several tens of inches) and the influence of display due to the size of the television can be ignored. In FIG. 11B, the size of the liquid crystal display of the
図11(A)を参照して、テレビ1110と視聴者1100との間の距離に関し、テレビ1110の右端から視聴者1100までの距離は、距離1132である。一方、テレビ1110の左端から視聴者1100までの距離は、距離1130である。ここで一般にテレビ1110と視聴者1100との間の距離(これまでのCRT(Cathod Ray Tube)形式のテレビであれば3メートルから5メートル)であるところ、図11(A)に示されるようなテレビでは、距離1130と距離1132との相違は無視し得るものである。
Referring to FIG. 11A, regarding the distance between
これに対して、図11(B)を参照して、テレビ1120の左端と視聴者1100の距離1140とテレビ1120の右端から視聴者1100までの距離1142とは、テレビ1120のサイズ1122に応じて相当の隔たりが生じ得る。そのため前述のようにして視線角度に応じた画質調整を行なっても、なおテレビ1122の右側に表示される映像を明瞭に視認できない場合がある。
On the other hand, with reference to FIG. 11B, the
そこで、このような距離の相違を考慮した画質調整をするために、本実施の形態に係るテレビは、距離に応じた各制御データを予め有することが望ましい。 Therefore, in order to adjust the image quality in consideration of such a difference in distance, it is desirable that the television according to the present embodiment has each control data corresponding to the distance in advance.
次に、図12を参照して、本実施の形態に係るテレビのデータ構造について説明する。図12は、本実施の形態に係るテレビが備えるメモリ112における制御データの格納の一態様を表わす図である。メモリ112は、テレビからの距離に応じて規定された制御データを有するテーブル1200を含む。テーブル1200は、各制御データを格納するための領域1210から1240を含む。視線角度は、領域1210に格納されている。テレビ100から視聴者までの距離を表わすデータは、領域1220に格納されている。コントラスト値は領域1230に格納されている。明度は、領域1240に格納されている。領域1210,1230,1240に格納されているデータは、たとえば図6に示されるように、領域610,620,630に格納されているデータに対応する。したがって、ここではそれらについての説明は繰り返さない。
Next, the data structure of the television according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a diagram illustrating an aspect of storing control data in
また領域1220に関し、標準距離を基準とした距離を表わすデータがそれぞれ格納されている。ここで標準距離とは、テレビのサイズに応じて予め規定された距離をいう。この距離は、たとえば図4における点線430として示されるように、視聴者12をテレビ100に登録するために予め規定された位置と当該テレビとの距離に相当する。このような距離を基準として、その距離に対して離れているかあるいは近いかをそれぞれ予め設定された区分ごとに分けて、それぞれについてコントラスト値(領域1230)、あるいは明度(領域1240)として規定することができる。このようにすると、視線角度(領域1210)に加えて距離(領域1220)を考慮した画質調整が可能になる。
Further, regarding the
そこで、図13を参照して、本実施の形態に係るテレビの制御構造について説明する。図13は、本実施の形態に係るテレビを実現するCPU110が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。
Therefore, with reference to FIG. 13, a control structure of the television according to the present embodiment will be described. FIG. 13 is a flowchart showing a procedure of processing executed by
ステップS1310にて、CPU110は、テレビが備える液晶ディスプレイの中央部および端部(右端部および左端部)から視聴者までの各距離を算出する。この距離の算出は、たとえば図4に示されるような位置関係に基づいて公知の測量手法に基づいて行なわれる。
In step S1310,
ステップS1320にて、CPU110は、テーブル1200を参照して、画質調整のための制御データを算出した視線角度と各距離とに基づいて読み出す。その後CPU110が当該制御データに基づく画質調整の命令信号を出力すると(ステップS860)、画質調整回路124は、その信号に基づいてコントラスト値あるいは明度を補正するための処理を実行し、OSD回路126に処理後の映像信号を出力する。その結果、液晶ディスプレイ130は、視線角度と距離とに基づいて補正が行なわれた映像を表示する。
In step S1320,
以上のようにして、本発明の第4の実施の形態に係るテレビは、視聴角度に加えて、視聴者までの距離を画質の調整に反映させる。そのため、視聴者と液晶ディスプレイ130との距離が、通常の視聴距離を大きく上回る場合であっても、視聴者は、当該距離に応じて補正された映像の視聴を楽しむことができる。
As described above, the television according to the fourth embodiment of the present invention reflects the distance to the viewer in addition to the viewing angle in the adjustment of the image quality. Therefore, even when the distance between the viewer and the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明は、たとえば、液晶テレビ、液晶モニタその他の液晶表示装置に適用可能である。 The present invention is applicable to, for example, liquid crystal televisions, liquid crystal monitors, and other liquid crystal display devices.
10 部屋、11 椅子、12,402,403,404,405 視聴者、100 テレビ、102 アンテナ、300 リモコン端末、310 視線角度、320 水平線、330 視線。 10 rooms, 11 chairs, 12, 402, 403, 404, 405 viewers, 100 televisions, 102 antennas, 300 remote control terminals, 310 viewing angles, 320 horizontal lines, 330 viewing lines.
Claims (14)
液晶表示領域に映像を表示するディスプレイと、
前記ディスプレイに取り付けられ、被写体を撮影して画像信号を出力するカメラと、
前記画像信号に基づいて前記映像の視聴者の顔領域を抽出する抽出手段と、
前記カメラからの第1の画像信号に基づいて予め取得された視聴者の顔領域を表わす第1の特徴量を格納する第1の記憶手段とを備え、前記第1の特徴量は、前記カメラの光軸中心上において予め規定された位置における前記視聴者の撮影により取得されており、
前記ディスプレイによる映像の表示に応答して、前記映像の視聴者を撮影する指示を出力する撮影制御手段と、
前記第1の特徴量と、前記指示に応答して取得された第2の画像信号を用いて算出された第2の特徴量とに基づいて、前記視聴者が前記液晶表示装置に登録されているか否かを確認する認証手段と、
前記視聴者が前記液晶表示装置に登録されている場合に、前記第2の画像信号に基づいて、前記視聴者の特徴点を抽出する手段と、
前記特徴点に基づいて、前記視聴者の特徴量を算出する手段と、
前記特徴量に基づいて、前記視聴者の顔領域の位置を特定するための位置情報を算出する手段と、
前記第1の特徴量および前記第2の特徴量と前記位置情報とに基づいて、前記カメラの光軸中心から前記視聴者に対する方向と前記液晶表示領域の法線方向との間に形成される角度を、視線角度として算出する角度算出手段と、
前記ディスプレイに表示される映像の画質を調整するために、複数の前記視線角度の各々に応じて予め規定された各制御データを格納する第2の記憶手段と、
前記角度算出手段により算出された視線角度に対応する前記制御データに基づいて、前記ディスプレイに表示される映像の画質を調整する制御手段とを備える、液晶表示装置。 A liquid crystal display device,
A display for displaying images in the liquid crystal display area;
A camera attached to the display, which captures a subject and outputs an image signal;
Extracting means for extracting a face area of a viewer of the video based on the image signal;
First storage means for storing a first feature amount representing a face area of a viewer acquired in advance based on a first image signal from the camera, wherein the first feature amount is the camera Obtained by photographing of the viewer at a predetermined position on the optical axis center of
In response to display of the video on the display, shooting control means for outputting an instruction to shoot the viewer of the video;
The viewer is registered in the liquid crystal display device based on the first feature amount and the second feature amount calculated using the second image signal acquired in response to the instruction. An authentication means for confirming whether or not,
Means for extracting feature points of the viewer based on the second image signal when the viewer is registered in the liquid crystal display device;
Means for calculating a feature amount of the viewer based on the feature points;
Means for calculating position information for specifying the position of the face area of the viewer based on the feature amount;
Based on the first feature value, the second feature value, and the position information, a gap is formed between the direction from the optical axis center of the camera to the viewer and the normal direction of the liquid crystal display region. An angle calculating means for calculating the angle as a gaze angle;
Second storage means for storing control data defined in advance according to each of the plurality of line-of-sight angles in order to adjust the image quality of the video displayed on the display;
A liquid crystal display device comprising: control means for adjusting an image quality of an image displayed on the display based on the control data corresponding to the line-of-sight angle calculated by the angle calculation means.
液晶表示領域に映像を表示する表示手段と、
被写体の撮影に基づいて生成される画像信号を取得する取得手段と、
前記画像信号に基づいて前記映像の視聴者の顔領域を抽出する抽出手段と、
前記画像信号に基づく画像における前記視聴者の顔領域の位置を特定するための位置情報を算出する位置情報算出手段と、
前記位置情報に基づいて、前記液晶表示装置において予め規定された基準位置から前記液晶表示領域の法線方向と、前記基準位置から前記視聴者に対する方向との間に形成される視線角度を算出する角度算出手段と、
前記表示手段に表示される映像の画質調整を規定するために、複数の前記視線角度の各々に応じて予め規定された各制御データを格納する記憶手段と、
前記角度算出手段により算出された視線角度に対応する前記制御データに基づいて、前記表示手段に表示される映像の画質を調整する制御手段とを備える、液晶表示装置。 A liquid crystal display device,
Display means for displaying an image in a liquid crystal display area;
Acquisition means for acquiring an image signal generated based on photographing of a subject;
Extracting means for extracting a face area of a viewer of the video based on the image signal;
Position information calculating means for calculating position information for specifying the position of the face area of the viewer in the image based on the image signal;
Based on the position information, a line-of-sight angle formed between a normal direction of the liquid crystal display region from a reference position defined in advance in the liquid crystal display device and a direction from the reference position to the viewer is calculated. An angle calculation means;
Storage means for storing each control data preliminarily defined according to each of the plurality of line-of-sight angles in order to define image quality adjustment of the video displayed on the display means;
A liquid crystal display device comprising: control means for adjusting an image quality of an image displayed on the display means based on the control data corresponding to the line-of-sight angle calculated by the angle calculation means.
前記角度算出手段は、前記撮像手段の光軸中心から前記視聴者に対する方向と前記法線方向との間に形成される角度を、前記視線角度として算出する、請求項3に記載の液晶表示装置。 The imaging means is attached to the display means,
The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the angle calculation unit calculates an angle formed between a direction with respect to the viewer and the normal direction from an optical axis center of the imaging unit as the visual line angle. .
前記抽出手段により抽出された顔領域の特徴量を算出する特徴量算出手段と、
前記撮像手段からの第1の画像信号に基づいて予め取得された視聴者の顔領域を表わす第1の特徴量と、前記指示に応答して取得された第2の画像信号を用いて算出された第2の特徴量とに基づいて、前記視聴者が前記液晶表示装置に登録されているか否かを確認する認証手段とをさらに備え、
前記位置情報算出手段は、前記視聴者が前記液晶表示装置に登録されている場合に、前記第2の画像信号に基づく画像における前記位置情報を算出する、請求項3に記載の液晶表示装置。 In response to display of the video by the display means, shooting control means for outputting an instruction to shoot a viewer of the video;
Feature amount calculating means for calculating the feature amount of the face area extracted by the extracting means;
Calculated using a first feature amount representing a viewer's face area acquired in advance based on a first image signal from the imaging means and a second image signal acquired in response to the instruction. Authentication means for confirming whether or not the viewer is registered in the liquid crystal display device based on the second feature amount,
The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the position information calculation unit calculates the position information in an image based on the second image signal when the viewer is registered in the liquid crystal display device.
被写体を撮影して第1の画像信号を出力する第1の撮像手段と、
前記被写体を撮影して第2の画像信号を出力する第2の撮像手段とを含み、前記第1の撮像手段および前記第2の撮像手段の前記表示手段に対する各々の位置関係は予め規定されており、
前記抽出手段は、前記第1の画像信号に基づく前記視聴者の第1の顔領域と、前記第2の画像信号に基づく前記視聴者の第2の顔領域とを抽出し、
前記位置情報算出手段は、前記第1の顔領域の中心を特定する第1の位置情報と、前記第2の顔領域の中心を特定する第2の位置情報とを算出し、
前記液晶表示装置は、予め規定された前記位置関係と、前記第1の位置情報および前記第2の位置情報とに基づいて、ステレオ計測処理を実行することにより、前記第1の撮像手段から前記視聴者までの第1の距離と、前記第2の撮像手段から前記視聴者までの第2の距離とを計算する距離計算手段をさらに備え、
前記角度算出手段は、前記第1の距離および前記第2の距離に基づいて、前記視線角度を算出する、請求項2に記載の液晶表示装置。 The acquisition means includes
First imaging means for photographing a subject and outputting a first image signal;
And a second imaging unit that images the subject and outputs a second image signal, and each positional relationship of the first imaging unit and the second imaging unit with respect to the display unit is defined in advance. And
The extraction means extracts the viewer's first face area based on the first image signal and the viewer's second face area based on the second image signal;
The position information calculating means calculates first position information for specifying a center of the first face area and second position information for specifying a center of the second face area;
The liquid crystal display device performs stereo measurement processing based on the predetermined positional relationship, the first position information, and the second position information, so that the first imaging unit performs the stereo measurement process. Distance calculating means for calculating a first distance to the viewer and a second distance from the second imaging means to the viewer;
The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the angle calculation unit calculates the line-of-sight angle based on the first distance and the second distance.
前記制御手段は、前記顔領域の数が複数である場合に前記画質の調整を禁止する、請求項2に記載の液晶表示装置。 A calculation means for calculating the number of face regions extracted by the extraction means;
The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the control unit prohibits the adjustment of the image quality when the number of the face regions is plural.
前記顔領域の面積を計算する面積計算手段とをさらに備え、
前記制御手段は、
前記顔領域の数が複数である場合に、前記面積計算手段により計算された面積が最大である顔領域を特定し、かつ、前記基準位置から前記面積が最大である顔領域に対応する前記視聴者に対する方向と、前記法線方向との間に形成される角度を前記視線角度として、前記画質を調整する、請求項2に記載の液晶表示装置。 Calculating means for calculating the number of face regions extracted by the extracting means;
An area calculating means for calculating the area of the face region;
The control means includes
When the number of the face areas is plural, the face area having the largest area calculated by the area calculating means is specified, and the viewing / listening corresponding to the face area having the largest area from the reference position 3. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the image quality is adjusted with an angle formed between a direction to a person and the normal direction as the line-of-sight angle.
前記面積計算手段は、前記顔領域に対応するデータが蓄積されている前記素子の数を計算することにより前記顔領域の面積を計算する、請求項9に記載の液晶表示装置。 The extraction means includes a plurality of elements for accumulating data corresponding to the face area,
The liquid crystal display device according to claim 9, wherein the area calculation unit calculates the area of the face region by calculating the number of the elements in which data corresponding to the face region is stored.
前記画像信号に基づいて、前記視聴者の特徴点を抽出する手段と、
前記特徴点に基づいて、前記視聴者の特徴量を算出する手段と、
前記特徴量に基づいて、前記位置情報を算出する手段とを含む、請求項2に記載の液晶表示装置。 The position information calculation means includes
Means for extracting feature points of the viewer based on the image signal;
Means for calculating a feature amount of the viewer based on the feature points;
The liquid crystal display device according to claim 2, further comprising: a unit that calculates the position information based on the feature amount.
前記表示手段が映像を表示している時に、前記抽出手段により抽出された顔領域に基づいて、前記映像の視聴者の顔の大きさに対応する第2の特徴量を算出する特徴量算出手段と、
前記第1の特徴量と前記第2の特徴量とを比較することにより前記視聴者と前記液晶表示装置との距離を計算する距離計算手段とをさらに備え、
前記角度算出手段は、前記距離計算手段により計算された距離に基づいて前記視線角度を算出する、請求項2に記載の液晶表示装置。 Feature amount storage means for storing a first feature amount corresponding to the size of the viewer's face at the position acquired in advance by photographing the viewer at a predetermined position with respect to the liquid crystal display device When,
Feature amount calculating means for calculating a second feature amount corresponding to the size of the viewer's face of the video based on the face area extracted by the extracting means when the display means is displaying a video. When,
A distance calculation means for calculating a distance between the viewer and the liquid crystal display device by comparing the first feature value and the second feature value;
The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the angle calculation unit calculates the line-of-sight angle based on the distance calculated by the distance calculation unit.
前記制御手段は、前記距離計算手段により計算された距離と、前記角度算出手段により算出された視線角度とに基づいて、各前記表示素子の駆動を制御することにより前記画質を調整する、請求項12に記載の液晶表示装置。 The display means includes a plurality of display elements,
The control means adjusts the image quality by controlling driving of each display element based on the distance calculated by the distance calculation means and the line-of-sight angle calculated by the angle calculation means. 12. A liquid crystal display device according to item 12.
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