JP2012151669A

JP2012151669A - テレビ受像機

Info

Publication number: JP2012151669A
Application number: JP2011008923A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kage; 裕史鹿毛
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-01-19
Filing date: 2011-01-19
Publication date: 2012-08-09

Abstract

【課題】表示手段の背後から光があたるような逆光状態でも視認性の高い映像を表示するテレビ受像機を提供すること。
【解決手段】映像を表示する表示手段と、視聴者を撮影し視聴者画像データを出力する画像撮影手段と、視聴者画像データから人物の顔領域を検出する顔領域検出手段と、視聴者画像データの顔領域および背景の輝度情報から視聴者のおかれた照明条件を判定する照明条件判定手段と、照明条件判定手段の出力に基づいて表示手段の輝度を制御する画面輝度制御手段と、照明条件判定手段の出力に基づいて表示手段のコントラストを制御する画面コントラスト制御手段と、映像信号を受け取り画面輝度制御手段および画面コントラスト制御手段の出力に基づいて表示手段に映像を表示させる表示デバイス駆動手段とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、視聴者の置かれた照明条件を判定し表示画像の輝度およびコントラストを調整するテレビ受像機に関するものである。

テレビ受像機において見やすい画像を表示するには、照度センサによって周囲の照度を測定し、その値に応じて画像の表示輝度を調整する必要がある。例えば、ユーザーが表示輝度範囲のルールを設定し、周囲照度検出部によって検出された周囲の照度情報とユーザーが設定したルールとに基づき、画像の表示輝度を計算し、ディスプレイ部において表示する（例えば特許文献１参照）。

特開２００７−１１３０４号公報

先行例では、画像表示装置の周囲の環境に関する情報は、周囲照度検出部の出力のみであった。そのため、画像表示装置の表示手段に向かって光があたっている順光状態と表示手段の背後から光があたっている逆光状態とで照度センサが同じ情報を出力することがあり、逆光状態のときに画面の視認性が低下するという問題があった。

本発明は前記のような問題を解決するためになされたもので、逆光状態でも視認性の高い映像を表示するテレビ受像機を提供することを目的としている。

本発明によるテレビ受像機は、映像を表示する表示手段と、視聴者を撮影し視聴者画像データを出力する画像撮影手段と、視聴者画像データから人物の顔領域を検出する顔領域検出手段と、視聴者画像データの顔領域および背景の輝度情報から視聴者のおかれた照明条件を判定する照明条件判定手段と、照明条件判定手段の出力に基づいて表示手段の輝度を制御する画面輝度制御手段と、照明条件判定手段の出力に基づいて表示手段のコントラストを制御する画面コントラスト制御手段と、映像信号を受け取り画面輝度制御手段および画面コントラスト制御手段の出力に基づいて表示手段に映像を表示させる表示デバイス駆動手段とを備えるものである。

本発明によれば、映像を表示する表示手段と、視聴者を撮影し視聴者画像データを出力する画像撮影手段と、視聴者画像データから人物の顔領域を検出する顔領域検出手段と、視聴者画像データの顔領域および背景の輝度情報から視聴者のおかれた照明条件を判定する照明条件判定手段と、照明条件判定手段の出力に基づいて表示手段の輝度を制御する画面輝度制御手段と、照明条件判定手段の出力に基づいて表示手段のコントラストを制御する画面コントラスト制御手段と、映像信号を受け取り画面輝度制御手段および画面コントラスト制御手段の出力に基づいて表示手段に映像を表示させる表示デバイス駆動手段とを備えているので、逆光状態においても視聴環境に応じた表示輝度およびコントラストの調整を行うことができる。

本発明の実施の形態１によるテレビ受像機の適用例である。本発明の実施の形態１によるテレビ受像機の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１の画像撮影手段によって得られた視聴者画像データの例である。本発明の実施の形態１の画像撮影手段によって得られた視聴者画像データの例である。本発明の実施の形態１おける照明条件判定手段の動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態２によるテレビ受像機の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態２おける照明条件判定手段の動作を示すフローチャートである。

実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１によるテレビ受像機の一例を示したものである。液晶テレビ１はカメラなどの画像撮影手段２を搭載しており、画像撮影手段２の撮影方向３は液晶テレビ１の視聴者４を撮影できる方向に向いている。視聴者４は液晶テレビ１を視聴方向５の方向で視聴しており、画像撮影手段２によって撮影された画像には視聴者４の顔が含まれている。

図２は、本発明の実施の形態１によるテレビ受像機の構成を示すブロック図である。本実施の形態１に係るテレビ受像機は、画像撮影手段２、顔領域検出手段６、照明条件判定手段７、画面輝度制御手段８、画面コントラスト制御手段９、表示デバイス駆動手段１０、表示手段１１を備えている。

図３を用いて、画像撮影手段２および顔領域検出手段６の動作について説明する。画像撮影手段２では視聴者４の顔を含んだ画像が撮影され、視聴者画像データ１２が顔領域検出手段６および照明条件判定手段７に出力される。顔領域検出手段６では、画像撮影手段２から送られてきた視聴者画像データ１２に対して顔検出アルゴリズムを適用して、画像中に顔が含まれているかどうかを判断する。画像中に顔が含まれていると判断した場合は、顔領域を囲む矩形領域を特定する情報として顔領域座標情報１３を出力する。顔領域を含む矩形領域を特定する情報は、例えば、矩形領域の四隅の位置座標、矩形領域の左上隅の座標と横幅および縦幅の値などであるが、矩形領域を特定できる情報であればどの様なものでもかまわない。画像中に顔が含まれていないと判断した場合は、顔が検出されなかったことを意味するメッセージが出力される。ここで、顔検出の方法としては一般的な手法でよく、例えば、P. Viola, M. Jones, 'Rapid Object Detection Using a Boosted Cascade of Simple Features', Proc. The IEEE International Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, vol.1, pp.511-518, 2001.に示された方法を用いることができる。

照明条件判定手段７には、画像撮影手段２から視聴者画像データ１２が、顔領域検出手段６から顔領域座標情報１３が入力され、視聴者画像データ１２における視聴者４の顔領域を「前景」、それ以外の領域を「背景」として分離し、前景と背景の明るさを比べて視聴者４が置かれている環境の照明条件を判定する。

図４は、画像撮影手段２によって得られた視聴者画像データ１２に関して、（ａ）から（ｄ）の４つの例を示している。（ａ）から（ｄ）のそれぞれにおいて、画像撮影手段２によって得られた視聴者画像データ１２において視聴者４が含まれており、顔領域検出手段６によって顔領域を囲む矩形領域が検出され、顔領域座標情報１３が出力される。図３（ａ）は前景・背景ともに明るい状態、図４（ｂ）は前景・背景ともに暗い状態を示している。図４（ｃ）は、明るい背景に対して顔の部分が暗くなる状態を示しており、例えば、明るい窓を背にして視聴者４が液晶テレビ１を見ている場合に相当する。このような場合は、表示手段１１に表示される画像の見た目のコントラストが低下するために視認性が低下しており、表示手段１１に表示される画像のコントラストを上げる必要がある。図４（ｄ）は、暗い背景に対して顔の部分が明るくなる状態を示しており、例えば、暗い室内で明るい画面の液晶テレビ１を見ている場合に相当する。このような場合は、表示手段１１に表示される画像をまぶしく感じるため、また、画面のフラッシュ現象に伴う光過敏性発作が生じる可能性もあるため、表示手段１１に表示される画像の輝度を下げる必要がある。

図５は、実施の形態１における照明条件判定手段７の動作を示すフローチャートである。以下、図に従って動作を説明する。まず、ステップＳ０１では、照明条件判定手段７において、画像撮影手段２から視聴者画像データ１２を取得する。ステップＳ０２では、顔領域検出手段６から顔領域座標情報１３を取得し、顔検出に成功したかどうかを判断する。具体的には、顔領域検出手段６から顔領域座標情報１３を受け取った場合は顔検出が成功したとしてステップＳ０７に進み、顔領域検出手段６から顔が検出されなかったことを意味するメッセージを受け取った場合は顔検出が失敗したとしてステップＳ０３に進む。

ステップＳ０３では、画像撮影手段２から取得した視聴者画像データ１２が明るすぎるかどうかを判断する。具体的には、例えば、視聴者画像データ１２の平均輝度がある一定のしきい値より大きい場合は「明るすぎる」と判断しステップＳ０５に進み、しきい値より小さい場合はステップＳ０４に進む。

ステップＳ０４では、画像撮影手段２から取得した視聴者画像データ１２が暗すぎるかどうかを判断する。具体的には、例えば、視聴者画像データ１２の平均輝度がある一定のしきい値より小さい場合は「暗すぎる」と判断しステップＳ０５に進み、しきい値より大きい場合はステップＳ０６に進む。

ステップＳ０５では、ステップＳ０３またはステップＳ０４の判断に基づき、画像撮影手段２に撮影パラメータを調整するように指示を出す。具体的には、調整すべき画像撮影手段２の撮影パラメータは、露光時間およびゲインの２種類である。ステップＳ０３からステップＳ０５に進んだ場合は、撮影画像を暗くする必要があるため、「露光時間を短くする」または「ゲインを下げる」という指示を出す。ステップＳ０４からステップＳ０５に進んだ場合は、撮影画像を明るくする必要があるため、「露光時間を長くする」または「ゲインを上げる」という指示を出す。

ステップＳ０６では、「人不在」と判定し、照明条件判定手段７から画像輝度制御手段８および画面コントラスト制御手段９に「人不在」の信号を出力して、処理を終了する。

ステップＳ０７では、視聴者画像データ１２から人物の顔が検出されたことを受けて、顔領域座標情報１３で特定される顔領域内部の平均輝度である「前景輝度平均（Ｆ）」と、顔領域以外の領域の平均輝度である「背景輝度平均（Ｂ）」とを、算出する。

ステップＳ０８では、ＦがＢより大きいかどうかを判定し、ＦがＢより大きい場合はステップＳ０９に進み、ＦがＢ以下の場合はステップＳ１０に進む。

ステップＳ０９では、ＢとＦの比であるＢ／Ｆがしきい値Ｔ１より大きい場合はステップＳ１４に進み、Ｂ／Ｆがしきい値Ｔ１以下の場合はステップＳ１３に進む。

ステップＳ１０では、ＦとＢの比であるＦ／Ｂがしきい値Ｔ２より大きい場合はステップＳ１２に進み、Ｆ／Ｂがしきい値Ｔ２以下の場合はステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１では、視聴者４が置かれている照明環境が「通常状態」であると判定し、照明条件判定手段７から画像輝度制御手段８および画面コントラスト制御手段９に「通常状態」の信号を出力して処理を終了する。

ステップＳ１２では、視聴者４が置かれている照明条件が「暗室状態」である、すなわち、暗い室内で視聴者４が明るい画面の液晶テレビ１を見ていると判定し、照明条件判定手段７から画像輝度制御手段８および画面コントラスト制御手段９に「暗室状態」の信号を出力して処理を終了する。

ステップＳ１３では、視聴者４が置かれている照明環境が「通常状態」であると判定し、照明条件判定手段７から画像輝度制御手段８および画面コントラスト制御手段９に「通常状態」の信号を出力して処理を終了する。

ステップＳ１４では、視聴者が置かれている照明条件が「逆光状態」である、すなわち、明るい窓を背にして視聴者４が液晶テレビ１を見ていると判定し、照明条件判定手段７から画像輝度制御手段８および画面コントラスト制御手段９に「逆光状態」の信号を出力して処理を終了する。

次に、図２において、画面輝度制御手段８は照明条件判定手段７の出力に基づいて画面輝度の制御を行い、画面コントラスト制御手段９は照明条件判定手段７の出力に基づいて画面コントラストの制御を行う。

具体的には、照明条件判定手段７から「人不在」または「通常状態」の信号が出力されたときは、画面輝度制御手段８および画面コントラスト制御手段９では、何も行わない。

照明条件判定手段７から「暗室状態」の信号が出力されたときは、画面輝度制御手段８は、「暗室状態」の信号を照明条件判定手段７から受け取り、画面輝度を下げる指示を表示デバイス駆動手段１０に出力する。画面コントラスト制御手段９は、「暗室状態」の信号を照明条件判定手段７から受け取り、画面コントラストを下げる指示を表示デバイス駆動手段１０に出力する。

照明条件判定手段７から「逆光状態」の信号が出力されたときは、画面輝度制御手段８は、「逆光状態」の信号を照明条件判定手段７から受け取り、画面輝度を上げる信号を表示デバイス駆動手段１０に出力する。画面コントラスト制御手段９は、「逆光状態」の信号を照明条件判定手段７から受け取り、画面コントラストを上げる信号を表示デバイス駆動手段１０に出力する。

表示デバイス駆動手段１０は、テレビチューナーや映像記憶装置などから液晶テレビ１に表示する映像信号を受け取り、画面輝度制御手段８と画面コントラスト制御手段９とから出力された信号に基づき、表示手段１１に映像を表示させる。

上記で述べたように、画面輝度制御手段８は、照明条件判定手段７の判定結果に基づき、明るい窓を背にして視聴者４が液晶テレビ１を見ているような「逆光状態」であると判定された場合は表示手段１１の画面輝度を上げるように指示を出し、暗い室内で視聴者４が明るい画面の液晶テレビ１を見ているような「暗室状態」であると判定された場合は表示手段１１の画面輝度を下げるように指示を出す。同様に、画面コントラスト制御手段９は、照明条件判定手段７の判定結果に基づき、「逆光状態」であると判定された場合は表示手段１１の画面コントラストを上げるように指示を出し、「暗室状態」であると判定された場合は表示手段１１の画面コントラストを下げるように指示を出す。また、照明条件判定手段７が「人不在」あるいは「通常状態」と判定した場合は、画面輝度制御手段８および画面コントラスト制御手段９は指示を出さず、表示手段１１に表示される映像の輝度およびコントラストは、変更されない。

これにより、逆光状態でも視認性の高い映像を表示するテレビ受像機を提供することができる。

実施の形態２
図６は、本発明の実施の形態２によるテレビ受像機の構成を示すブロック図である。図６を本発明の実施の形態１によるテレビ受像機の構成を示すブロック図である図２と比べると、表示デバイス駆動手段１０に入力されている映像信号が照明条件判定手段７に入力されている以外は、同じである。

図７は、実施の形態２における照明条件判定手段７の動作を示すフローチャートである。図７を本発明の実施の形態１における照明条件判定手段７の動作を示すフローチャートである図５と比べると、ステップＳ１０においてＦとＢの比であるＦ／Ｂがしきい値Ｔ２より大きい場合の動作が異なる以外は、同じである。ステップＳ１０においてＦとＢの比であるＦ／Ｂがしきい値Ｔ２より大きい場合、ステップＳ２１において照明条件判定手段７が映像信号を取得し、ステップＳ２２に進む。

ステップ２２では、取得した映像信号が明るい場合、例えば、取得した映像信号の平均輝度がしきい値以上の場合はステップＳ２３に進み、明るくない場合はステップＳ２４に進む。

ステップＳ２３では、「暗室状態」で「明るい映像」を視聴していると判断し、照明条件判定手段７から画像輝度制御手段８および画面コントラスト制御手段９に「暗室状態」の信号を出力して処理を終了する。一般に、暗い部屋で明るい画面を見る場合、アニメーション等の映像コンテンツによっては短時間に画面全体の輝度が激しく上下するフラッシュ現象が含まれると、その際に光過敏性発作が誘発される恐れがある。よって、このような場合は、「暗室状態」として画面輝度と画面コントラストを下げる処理を行い、光過敏性発作を誘発しないようにする。また、映像信号が明るくない場合でも、光過敏性発作を誘発するようなフラッシュ現象が含まれるような映像信号が入力された場合は、「暗室状態」として処理をしても良い。

ステップＳ２４では、暗い環境で視聴しているが表示される画像が「明るい映像」ではないと判断し、「通常状態」と出力する。これは、光過敏性発作が誘発される恐れのない映像信号の場合は、照明条件判定手段７から画像輝度制御手段８および画面コントラスト制御手段９に「通常状態」の信号を出力して処理を終了する。これにより、高い視認性を保持することができる。

以上の処理によって、逆光状態でも視認性の高い映像を表示するとともに、暗い部屋で明るい画面を見ているときに光過敏性発作を誘発しない映像を表示するテレビ受像機を提供することができる。

２画像撮影手段
６顔領域検出手段
７照明条件判定手段
８画面輝度制御手段
９画面コントラスト制御手段
１０表示デバイス駆動手段
１１表示手段

Claims

映像を表示する表示手段と、
視聴者を撮影し視聴者画像データを出力する画像撮影手段と、
前記視聴者画像データから人物の顔領域を検出する顔領域検出手段と、
前記視聴者画像データの顔領域および背景の輝度情報から前記視聴者のおかれた照明条件を判定する照明条件判定手段と、
前記照明条件判定手段の出力に基づいて前記表示手段の輝度を制御する画面輝度制御手段と、
前記照明条件判定手段の出力に基づいて前記表示手段のコントラストを制御する画面コントラスト制御手段と、
映像信号を受け取り前記画面輝度制御手段および前記画面コントラスト制御手段の出力に基づいて前記表示手段に映像を表示させる表示デバイス駆動手段と
を備えるテレビ受像機。
照明条件判定手段は顔領域が検出されなかったときに視聴者画像データの明るさを元に画像撮影手段のパラメータを調整することを特徴とする請求項１に記載のテレビ受像機。
照明条件判定手段は顔領域および背景の輝度情報と表示手段に表示する映像信号とから暗室状態を判定することを特徴とする請求項１または２に記載のテレビ受像機。