JP5525165B2 - Operation display device - Google Patents
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Description
本発明は、表示装置を用いて対話的に指示を行うことを可能にした操作表示装置に関するものである。 The present invention relates to an operation display device capable of interactively giving instructions using a display device.
近年、コンピュータを備える住宅設備が増加してきており、これらの住宅設備では、表示装置とスイッチのような操作装置とを用いて、対話的に指示を行うことを可能にしたものが多い。この種の住宅設備としては、たとえば、外出時に服装の提案を行う玄関システムが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 In recent years, housing facilities equipped with computers have increased, and many of these housing facilities have made it possible to give interactive instructions using a display device and an operation device such as a switch. As this type of housing equipment, for example, an entrance system that proposes clothes when going out has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
この玄関システムは、玄関に居る利用者からの音声入力により外出か否かを判断するとともに、玄関に居る利用者の顔画像に基づいて利用者を特定し、当該利用者の外出時に、外出に適した服装を提案するものである。この玄関システムでは、外出時の服装の提案を行うために、利用者が所有している衣服(衣服だけでなく、装飾品などを含む)の情報、利用者の外出前の服装の情報、利用者の体温などの身体情報、外気温などの外環境情報などを用いている。また、利用者が所有している衣服の情報や利用者の外出前の服装の情報を得るために、クローゼットを備える服飾管理装置を備えている。 This entrance system determines whether or not to go out by voice input from the user at the entrance, identifies the user based on the face image of the user at the entrance, and goes out when the user goes out Propose appropriate clothing. In this entrance system, in order to propose clothes when going out, information on clothes (including not only clothes but also decorative items) owned by the user, information on clothes before the user goes out, and use Body information such as a person's body temperature, and external environment information such as an outside temperature. Moreover, in order to obtain information on clothes owned by the user and information on clothes before the user goes out, a clothing management device including a closet is provided.
特許文献1に記載された構成では、利用者が玄関において外出の意思を示す音声を発するとともに利用者が特定されると、身体情報や外環境情報を考慮した上で、服飾管理装置で特定された利用者の服装に対して、コートの着用や傘の携行など、外出用の服装に関する提案を行うようにしてある。
In the configuration described in
ところで、特許文献1に記載された玄関システムは、外出時の服装に関する提案を行うための専用システムであり、外出時や帰宅時において提示することが望ましいと考えられる他の情報については考慮されていない。また、利用者が外出することを音声を用いて玄関システムに通知するものであるから、玄関システムという装置に向かって声を発するという慣れない行為が強いられることに対する違和感を持つ利用者も少なくないと考えられる。
By the way, the entrance system described in
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、個々の利用者に応じて異なる情報の提示を可能にし、しかも、声を用いずに各種の指示を行うことを可能にした操作表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned reasons, and its purpose is to enable presentation of different information depending on individual users, and to make various instructions without using voice. An operation display device is provided.
本発明は、映像を表示する表示装置と、表示装置の前方に存在する人の顔を撮像する撮像装置を備え撮像した画像を用いて顔による個人認証を行う顔認証装置と、表示装置の前方に規定したセンシング領域に存在する人の距離画像を生成する距離画像センサと、顔認証装置により個人認証がなされる個人別に提示する情報を記憶した提示情報記憶部と、前記距離画像から抽出される人の所作を指示に変換する動作判定部と、顔認証装置により個人認証がなされた人に応じた情報を動作判定部からの指示に応じて提示情報記憶部から抽出する情報選択部と、情報選択部が抽出した情報を表示装置に表示させる表示処理部と、前記距離画像に基づいてセンシング領域における人の存否を検出する存否判定部とを備え、表示装置および顔認証装置は存否判定部が前記距離画像により人を検出すると起動し、起動した顔認証装置が個人認証を行った人の所作を、動作判定部が前記距離画像から抽出し、かつ情報選択部への指示に変換することを特徴とする。 The present invention includes a display device that displays video, an imaging device that images a person's face existing in front of the display device, a face authentication device that performs personal authentication using a captured image, and a front of the display device. A distance image sensor that generates a distance image of a person existing in the sensing area defined in the above, a presentation information storage unit that stores information to be presented for each individual to be personally authenticated by the face authentication device, and extracted from the distance image An operation determination unit that converts a person's actions into instructions, an information selection unit that extracts information corresponding to a person who has been personally authenticated by the face authentication device from the presentation information storage unit according to an instruction from the operation determination unit, and information a display processing unit for displaying the information selecting unit is extracted to a display device, and a presence determining unit for detecting a human presence in the sensing region based on the distance image, the display device and the face authentication apparatus Start the determination unit detects a human by the distance image, the gesture of a person starts the face authentication device was personal authentication operation determination unit is extracted from the range image, and instruction to the information selection unit It is characterized by converting into.
距離画像センサは、表示装置よりも上方に配置することが望ましい。 It is desirable to dispose the distance image sensor above the display device.
さらに、動作判定部において表示装置に表示された図像に対する操作の指示を出力するようにし、表示処理部では、動作判定部からの指示により表示装置に表示された図像を操作するようにしてもよい。 Further, the operation determination unit may output an operation instruction for the image displayed on the display device, and the display processing unit may operate the image displayed on the display device according to the instruction from the operation determination unit. .
動作判定部は、表示装置の表示を消す指示を出力可能であることが望ましい。 It is desirable that the operation determination unit can output an instruction to turn off the display on the display device.
加えて、提示情報記憶手段に情報を記憶させるインターフェイスを設けることが望ましい。 In addition, it is desirable to provide an interface for storing information in the presentation information storage means.
上述の構成では、表示装置と顔認証装置と距離画像センサとを住宅の玄関に配置し、顔認証装置により個人認証がなされる人ごとに外出時と帰宅時とに提示する情報を提示情報記憶部に記憶しておけば、情報選択部では、顔認証装置による個人認証の結果と、動作判定部による外出か帰宅かの指示とにより、提示情報記憶部から情報を抽出することができる。 In the above-described configuration, the display device, the face authentication device, and the distance image sensor are arranged at the entrance of the house, and the information to be presented at the time of going out and at the time of going home for each person whose personal authentication is performed by the face authentication device is stored as the presentation information. If the information is stored in the unit, the information selection unit can extract information from the presentation information storage unit based on the result of personal authentication by the face authentication device and the instruction of going out or going home by the operation determination unit.
また、ハーフミラーを設け、表示装置はハーフミラーの背面側に配置してハーフミラーの一部を通して映像の表示を可能にし、顔認証装置はハーフミラーの前方に存在する人の顔を撮像するようにハーフミラーの背面側に配置してもよい。 In addition, a half mirror is provided, the display device is arranged on the back side of the half mirror so that video can be displayed through a part of the half mirror, and the face authentication device captures the face of a person existing in front of the half mirror. It may be arranged on the back side of the half mirror.
本発明の構成によれば、顔認証手段により利用者の個人認証を行うとともに、センシング領域内の人の所作を動作判定部によって指示に変換し、個人認証を行った利用者と動作判定部からの指示とにより提示する情報を選択するから、利用者に応じた内容の情報を表示装置に表示することができる。また、動作判定部が距離画像から検出される人の所作を指示に変換するから、利用者は声を用いて指示を与える必要がなく、ジェスチャやポーズのような所作で指示を与えることができ、違和感を持つことなく利用することが可能になる。 According to the configuration of the present invention, the personal authentication of the user is performed by the face authentication means, the action of the person in the sensing area is converted into the instruction by the motion determination unit, and the user who performed the personal authentication and the motion determination unit Therefore, the information to be presented can be displayed on the display device according to the user. In addition, since the action determination unit converts human actions detected from the distance image into instructions, the user does not need to give instructions using voice, but can give instructions by actions such as gestures and poses. It becomes possible to use without feeling uncomfortable.
距離画像センサを表示装置よりも上方に配置したものでは、表示装置の前方にセンシング領域を設定しやすく、しかもセンシング領域内の人の所作を上方から監視することにより、所作を捉えるのが容易になる。 When the distance image sensor is placed above the display device, it is easy to set the sensing area in front of the display device, and it is easy to capture the action by monitoring the person's actions in the sensing area from above. Become.
存否判定部を付加した構成では、距離画像センサから出力される距離画像を人の所作の検出と人の存否の検出との両方の機能に兼用することができ、省スペースに構成することが可能になる。しかも、存否判定部により人が検出されると表示装置の表示を開始する構成を採用することにより、常時は、表示装置の表示を消して省電力を実現しながらも、人の存在時には表示装置による表示を開始して必要な表示を行うことができる。 In the configuration with the presence / absence determination unit, the range image output from the range image sensor can be used for both the function of detecting the human action and the detection of the presence / absence of the person, and can be configured to save space. become. In addition, by adopting a configuration in which display of the display device is started when a person is detected by the presence / absence determination unit, the display device is always turned off to realize power saving, but when there is a person, the display device Display can be started and necessary display can be performed.
また、動作判定部において表示装置に表示された図像に対する操作の指示を可能にしたものでは、人の所作をポインティングデバイスとして利用することが可能になり、表示装置の画面操作が可能になる。 In addition, in the case where the operation determination unit enables an instruction to operate on the icon displayed on the display device, it is possible to use a human action as a pointing device, and it is possible to operate the screen of the display device.
さらに、表示装置の表示を消す指示を与えることを可能にすることで、センシング領域に人が存在するときでも、表示装置の表示を消すことが可能になる。 Furthermore, by enabling an instruction to turn off the display on the display device, the display on the display device can be turned off even when a person is present in the sensing area.
インターフェイスを備える構成では、利用者が情報提示手段に提示しようとする所望の情報を提示情報記憶手段に記憶させることができ、情報提示手段に提示する情報を適宜に変化させることが可能になる。 In the configuration including the interface, desired information that the user intends to present to the information presentation unit can be stored in the presentation information storage unit, and the information presented to the information presentation unit can be changed as appropriate.
また、玄関に配置し外出か帰宅かの指示を与える構成では、外出時において、忘れ物の確認、電気・ガスを利用する機器の消し忘れの有無の確認、戸締まりの確認などに利用可能になり、帰宅時において、家族からのメッセージの伝言、留守中の来客の確認などに利用可能になる。 In addition, in the configuration where it is placed at the entrance and gives instructions on whether to go out or go home, it can be used for checking forgotten items, checking for forgetting to turn off equipment that uses electricity and gas, checking for door shuts, etc. When returning home, it can be used to send messages from family members and to check the guests who are away.
ハーフミラーを設け、ハーフミラーの背面側に表示装置および顔認証装置を配置したものでは、ハーフミラーを姿見や化粧鏡として利用する際に、姿見や化粧鏡を設置可能なスペースに、対話的に指示を与えることができる表示操作装置を設けることができ省スペースになるという利点がある。ここに、常時は表示装置を消しておけば、ハーフミラーの前面を鏡として利用することができ、表示装置の表示を開始すれば鏡の中に表示が浮かび上がるような独特の雰囲気を醸し出すことができる。 In the case where a half mirror is provided and a display device and face authentication device are arranged on the back side of the half mirror, when using the half mirror as a figure or makeup mirror, interactively in the space where the figure or makeup mirror can be installed There is an advantage that a display operation device capable of giving an instruction can be provided and space is saved. If the display device is turned off at all times, the front of the half mirror can be used as a mirror, and if the display of the display device is started, a unique atmosphere is created so that the display appears in the mirror. Can do.
以下に説明する実施形態では、操作表示装置を住宅の玄関などに配置される姿見として用いる場合を例として示すが、他の用途に使用することを妨げるものではない。したがって、後述するハーフミラーは省略可能であり、また設置場所も限定されない。 In the embodiment described below, a case where the operation display device is used as a figure placed at the entrance of a house is shown as an example, but this does not prevent the operation display device from being used for other purposes. Therefore, a half mirror described later can be omitted, and the installation location is not limited.
本実施形態では、図2に示すように、玄関の壁の一部を構成する構造基体31の一面にハーフミラー1が保持されており、玄関の天井の一部を構成する構造基体32には後述する距離画像センサ2が取り付けられる。距離画像センサ2は、ハーフミラー1の上端位置に配置され、距離画像センサ2のセンシング領域Esはハーフミラー1の前面近傍からハーフミラー1の前方の所定範囲を含むように設定される。センシング領域Esの範囲は、たとえば、玄関全体とすることができるが、望ましくは、後述する顔認証装置4による個人認証が可能な範囲とする。構造基体31,32はユニットとして一体化することも可能である。ハーフミラー1の背面には、構造基体31に取り付けられる表示装置3と、ハーフミラー1を通して人の顔を撮像する撮像装置を備えた顔認証装置4とが取り付けられる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
ハーフミラー1は利用者の全身を映す姿見として利用できる寸法に形成されており、たとえば、床Fから天井Cまでの高さ寸法を有し、高さ寸法の4分の1程度の幅寸法を有するように形成する。表示装置3の画面のサイズはハーフミラー1よりも小さく(対角線長が、たとえば50cm程度)、表示装置3はハーフミラー1の一部を通して表示を行う。このため、表示装置3には、バックライトを備えた液晶表示装置のような自発光型のものを用いており、表示装置3の画面に表示された情報がハーフミラー1の前方からハーフミラー1を通して視認できるようにしてある。
The
ハーフミラー1は、姿見として利用することができ、かつ表示装置3からの光を透過させる必要があるから、ハーフミラー1は、ガラスや合成樹脂の透明な平板状の基材(図示せず)の表面に金属膜などによる鏡面コーティング(図示せず)を形成して形成されている。基材の強度は、姿見として用いことができる程度の平面度を維持できるように設計される。
Since the
基材において表示装置3と対向する表面と、基材において表示装置3とは反対側の表面との少なくとも一方に鏡面コーティングを形成している。このハーフミラー1の透過率は表示装置3に表示される映像を視認できるように、たとえば20%に設定される。
A mirror coating is formed on at least one of the surface of the substrate facing the
ハーフミラー1の基材において表示装置3とは反対側の表面に鏡面コーティングを形成した場合には、表示装置3から放射された光の透過率が高く、かつ前面の反射率が高いハーフミラー1として機能させることが期待できる。つまり、基材による光の吸収がないから鏡としての機能が高くなる。
When a mirror surface coating is formed on the surface of the
ただし、基材において表示装置3とは反対側の表面に鏡面コーティングを形成する場合には、鏡面コーティングの表面を透明な保護膜で覆うのが望ましい。また、表示装置3に表示された映像を高輝度で表示できるように、ハーフミラー1と表示装置3の画面との間には、屈折率を調節して反射を防止する透明材料を充填するのが望ましい。
However, when the mirror coating is formed on the surface of the substrate opposite to the
構造基体31において表示装置3および顔認証装置4を取り付ける部位には取付孔33,34が貫設され、表示装置3および顔認証装置4は、取付孔33,34の周囲で構造基体31に固定される取付具35(表示装置3の取付具35のみ図示している)を用いて固定される。
Attachment holes 33 and 34 are provided in the
表示装置3は、ハーフミラー1の前方に利用者が立った状態で見やすくなるように設定され、顔認証装置4は表示装置3を見る利用者の顔位置のやや上方に配置される。したがって、表示装置3の上方に顔認証装置4が配置される。
The
ところで、本実施形態で用いている顔認証装置4はアクティブ型の撮像装置を備える。この撮像装置は、高周波(たとえば、10〜100kHz)で点灯と消灯とを繰り返すことにより変調光を投光する発光源と、投光した変調光が検出対象により反射された反射光を受光する撮像素子とを備え、受光側において受光成分から周囲光成分を除去して変調光成分を分離抽出する構成を有している。すなわち、受光側では、変調光に同期して、周囲光成分と変調光成分とを含んでいる点灯期間(発光源が点灯している期間)の受光成分と、周囲光成分のみを含んでいる消灯期間(発光源が消灯している期間)の受光成分とがそれぞれ得られるように同期検波を行い、両期間の受光成分から変調光成分のみを抽出する。なお、変調光としては、可視光と赤外光とのいずれでも用いることができる。
Incidentally, the
説明を簡単にするために、点灯期間と消灯期間との時間長さが一対一であるものとし、撮像素子では受光量に比例する量の電荷を生成するものとする。この場合、点灯期間において生成された電荷の量から消灯期間において生成された電荷の量を減算すれば、残りの電荷量が変調光成分に対応した電荷量ということになる。したがって、受光側において点灯期間と消灯期間とに同期するタイミングの電荷を同期検波により取り出せば、変調光に対応する量の電荷を得ることができる。 In order to simplify the explanation, it is assumed that the length of time between the lighting period and the extinguishing period is one-to-one, and the image sensor generates an amount of charge proportional to the amount of received light. In this case, if the amount of charge generated in the extinguishing period is subtracted from the amount of charge generated in the lighting period, the remaining charge amount is the charge amount corresponding to the modulated light component. Accordingly, if the charge at the timing synchronized with the lighting period and the extinguishing period is taken out by synchronous detection on the light receiving side, an amount of charge corresponding to the modulated light can be obtained.
同期検波にあたっては、CCDイメージセンサのような撮像素子で用いられている電子シャッタの技術を用いて変調光に同期するタイミングで電荷を蓄積する技術を採用するか、変調光に同期するタイミングで各画素の実質的な受光面積を変化させることによって受光感度を調節する技術を採用する。後者の技術は、半導体層からなる受光領域の表面に1画素について複数個の電極を設け、電極に電圧を印加することにより形成されるポテンシャル井戸に電荷を集積し、1画素内で電圧を印加する電極数を変調光に同期するタイミングで変化させることにより、実質的な受光面積を変化させる。これらの同期検波の技術は周知であるから詳述しない。 In synchronous detection, a technique for storing charges at the timing synchronized with the modulated light using the electronic shutter technology used in an image sensor such as a CCD image sensor is adopted, or each timing is synchronized with the modulated light. A technique of adjusting the light receiving sensitivity by changing the substantial light receiving area of the pixel is adopted. In the latter technique, a plurality of electrodes are provided for one pixel on the surface of a light receiving region made of a semiconductor layer, charges are accumulated in a potential well formed by applying a voltage to the electrodes, and a voltage is applied within one pixel. The substantial light receiving area is changed by changing the number of electrodes to be synchronized with the modulated light. Since these synchronous detection techniques are well known, they will not be described in detail.
ただし、アクティブ型の撮像装置の場合、ハーフミラー1の基材において表示装置3とは反対側の表面に鏡面コーティングを形成する場合には、投光した光が鏡面で反射して写りこみが発生するため、顔認証装置4と対向する表面のコーティングが望ましい。
However, in the case of an active type imaging device, when a mirror surface coating is formed on the surface of the
上述の技術では、同期検波のタイミングを適正に設定することによって、受光成分のうち雑音である周囲光成分を抑圧して変調光成分を抽出することが可能になる。このようにして生成された変調光成分からなる画像を振幅画像と呼ぶことにする。顔認証装置4では、ノイズ除去などの処理を施した振幅画像を用い、振幅画像内において顔位置を決定した後、目、鼻、口のような顔器官の特徴部位を抽出し、特徴部位のテンプレートと照合することにより個人認証を行う。
In the above-described technique, by appropriately setting the timing of synchronous detection, it is possible to extract the modulated light component while suppressing the ambient light component, which is noise, among the received light components. An image made up of the modulated light component generated in this way is called an amplitude image. The
特徴部位の抽出には、振幅画像の微分画像を生成し、微分値が規定した閾値を超える部位(エッジが明瞭である部位)を求める。顔器官の輪郭や顔の輪郭はエッジが明瞭になるから、求めた輪郭から端点を抽出することにより、これらの端点を特徴点(特徴部位)として用いることができる。このような特徴点の位置関係をテンプレートに照合することによって、テンプレートが登録されている人か否かの個人認証を行うことが可能になる。なお、テンプレートの作成には、あらかじめ各人の顔画像を撮像し、撮像した顔画像から特徴点を抽出するとともに特徴点の位置関係を各個人に関係付けて登録することが必要になる。したがって、顔認証装置4は各人の顔を登録する登録モードを有し、登録後に認証モードに切り換えて個人認証を行うことになる。
For extraction of the characteristic part, a differential image of the amplitude image is generated, and a part where the differential value exceeds a prescribed threshold value (part where the edge is clear) is obtained. Since the edges of facial organs and facial contours have clear edges, these end points can be used as feature points (feature parts) by extracting the end points from the obtained contour. By collating the positional relationship of such feature points with the template, it is possible to perform personal authentication as to whether or not the template is registered. In creating a template, it is necessary to capture each person's face image in advance, extract feature points from the captured face image, and register the positional relationship of the feature points in association with each individual. Therefore, the
顔認証装置4に登録される人は通常は住宅に同居する家人であり、顔認証装置4に個々の家人を登録しておくことにより、家人の中の個人を特定することが可能になる。顔認証装置4は、常時動作させておいてもよいが、実際には常時動作している必要はないから、センシング領域Esに人が存在しない期間には(センシング領域Esにおける人の存否の検出については後述する)、顔認証装置4を待機状態(スタンバイ状態)とする。また、表示装置3も同様であって、センシング領域Esに人が存在しない期間には、表示装置3は表示を行わずバックライトを消灯した待機状態(スリープ状態)にする。
A person who is registered in the
ところで、距離画像センサ2を取り付けた構造基体32には、ハーフミラー1の上端位置付近において距離画像センサ2を露出させる開口窓36を設けてあり、距離画像センサ2が開口窓36を通してハーフミラー1の前方にセンシング領域Esを設定することができるようにしてある。
By the way, the
距離画像センサ2は、検出対象までの距離を精細かつ短時間で計測することができるものであれば、どのような構成を採用してもよいが、本実施形態では、顔認証装置4に用いる撮像装置と同様に、強度を変調した変調光を投光する発光源と、投光した変調光が検出対象により反射された反射光を受光する撮像素子とを備えるものを用いる。この距離画像センサ2は、タイムオブフライト(Time of Flight)法の原理で距離を計測する。具体的には、一定周波数(たとえば、10MHz)の高周波で強度を変調した強度変調光を投光し、投受光の位相差により強度変調光の飛行時間を求めて距離に換算する。
The
受光側では、強度変調光の1周期内で規定した複数の位相区間(4区間を用いることが多いが、3区間でもよい)に対応する受光量に相当する量の電荷を集積し、多数周期(たとえば、1万周期)において同じ位相区間で集積した電荷を蓄積するとともに、位相区間ごとに蓄積した電荷量を用いた演算を行うことで、検出対象までの距離を求めることができる。たとえば、強度変調光の位相区間を90度ずつに区切って、0〜90度、90〜180度、180〜270度、270〜360度の4区間の電荷量を、それぞれA0,A1,A2,A3とすれば、位相差ψは、ψ=tan−1{(A3−A1)/(A0−A2)}として求めることができる。 On the light receiving side, an amount of charge corresponding to the amount of received light corresponding to a plurality of phase sections (four sections are often used although three sections are used) defined within one period of the intensity-modulated light is accumulated, and a large number of periods are collected. By accumulating the charges accumulated in the same phase interval (for example, 10,000 cycles), the distance to the detection target can be obtained by performing calculation using the amount of charge accumulated for each phase interval. For example, the phase interval of the intensity-modulated light is divided into 90 degrees, and the charge amounts in four sections of 0 to 90 degrees, 90 to 180 degrees, 180 to 270 degrees, and 270 to 360 degrees are respectively represented by A0, A1, A2, and A2. Assuming A3, the phase difference ψ can be obtained as ψ = tan −1 {(A3−A1) / (A0−A2)}.
この構成の距離画像センサ2は、センシング領域Esに存在する検出対象までの距離を三次元で検出する。すなわち、距離画像は、各画素の画素値が距離値となる画像であり、上述した原理から明らかなように、三次元空間であるセンシング領域Esに存在する検出対象の三次元位置を1画面ごとに検出する。
The
この構成の距離画像センサを用いることにより距離画像の動画像を得ることができるから、距離画像センサ2では検出対象の時間変化を検出することが可能になる。すなわち、センシング領域Esに検出対象が存在すれば、検出対象の動きに応じた距離画像の動画像が得られる。本実施形態では、距離画像センサ2を用いて人の存否および動きを検出するので、以下では、距離画像センサ2の検出対象を人として説明する。
Since the moving image of the distance image can be obtained by using the distance image sensor having this configuration, the
距離画像センサ2では、視野内において各方向ごとに人を検知する距離範囲を制限することが可能であるから、センシング領域Esは任意形状に設定することが可能である。しかも、距離画像センサ2をハーフミラー1の上端位置に配置していることにより、センシング領域Esをハーフミラー1の前方において任意形状に設定するのが容易になり、しかもハーフミラー1の前方に立つ人の所作(ジェスチャやポーズ)を上方から捉えることにより細かい所作の検出が容易になる。なお、距離画像センサ2に関するセンシング領域Esのキャリブレーションは、玄関への設置後に行えばよい。
Since the
表示装置3の近傍にはスピーカ5とマイクロホン6とを付設してもよく(図1参照)、スピーカ5を表示装置3の表示内容に応じた音声を出力するために用い、マイクロホン6を距離画像センサ2の補助に用いることが可能である。
A
距離画像センサ2と表示装置3と顔認証装置4とは、図1に示すように、コンピュータを備えたコントローラ10に接続される。図示例では、スピーカ5およびマイクロホン6もコントローラ10に接続してある。コントローラ10を配置する場所はとくに制限はないが、表示装置3の筐体に設けておけば、表示装置3を構造基体31に固定すると同時に、コントローラ10も構造基体31に固定されるから、コントローラ10の設置が容易になる。
As shown in FIG. 1, the
コントローラ10は、距離画像センサ2の出力に基づいてセンシング領域Esにおける人の存否を判定する在否判定部11と、距離画像センサ2の出力である距離画像から検出される人の所作を指示に変換する動作判定部12とを備える。
The
距離画像センサ2の出力である距離画像を用いると、センシング領域Esに存在する検出対象の三次元計測が可能であるから、存否判定部11では、センシング領域Esに存在する検出対象のサイズを見積もり、センシング領域Esに存在する検出対象が人か否かを判断する。
If the distance image which is the output of the
一方、動作判定部12により検出される人の所作は、人体の全体ではなく一部(たとえば、手)の所作であってもよく、また静止した形だけではなく、時間変化を含んでいてもよい。すなわち、動作判定部12は、人体の全体や一部のジェスチャやポーズを指示に変換する。人体のどの部位のどのような所作を、どのような指示に変換するかは、あらかじめ設定される。
On the other hand, the action of the person detected by the
本実施形態では、動作判定部12は、外出と帰宅とをそれぞれ表すようにあらかじめ定めた所作を判別し、外出か帰宅かの別を指示として出力するものとする。後述する例では、表示装置3に表示されたボタンを指で指し示すことにより、ボタンに対応付けた指示(本実施形態では、外出と帰宅)を与えるようにしている。ただし、このような所作は一例であり、たとえば、手の平を広げて横に振る所作を外出と判別し、指を揃えて曲げ伸ばしを繰り返す所作を帰宅と判別するというように、外出と帰宅との合図を定めるようにしてもよい。つまり、距離画像センサ2のセンシング領域Esでの所作であれば、身体のどの部位を用いた所作であってもよく、外出と帰宅とを区別することができるように所作を設定しておけばよい。
In the present embodiment, it is assumed that the
動作判定部12は、上述した外出および帰宅の際の動作のほかに、マウスのようなポインティングデバイスと同様の操作を行う指示が可能になっている。たとえば、クリック、プレス、ドラッグ&ドロップなどの操作の指示や、上スクロール、下スクロール、表示を消すなどの操作の指示を可能にしてある。
In addition to the above-described operations when going out and going home, the
とくに、表示装置3の表示を消す操作を可能にすることにより、センシング領域Esで人が検出されている期間においても、バックライトを消灯することで、ハーフミラー1の全体を鏡として利用することが可能になる。この場合、表示装置3の表示を再開する操作も指示可能にしておくことが望ましい。
In particular, the
コントローラ10には、顔認証装置4により認証される個人別に、外出と帰宅とにそれぞれ対応付けて提示する情報を記憶した提示情報記憶部14が設けられている。提示情報記憶部14には、(個人、行動種別、情報)の3つ組であるデータ組が記憶されている。すなわち、各情報は個人と行動種別とに対応付けられており、居住者ごとに外出と帰宅との行動にそれぞれ対応した情報を設定することができる。外出時に提示するのが望ましい「情報」には、電気・ガスの消し忘れの確認、戸締まりの確認、天気、電車運行状況などがあり、帰宅時に提示するのが望ましい「情報」には、家人による帰宅メッセージや家人間の連絡事項などがある。また、情報の提示には、原則として視覚的情報を提示する表示装置3を用いるが、聴覚的情報を提示できるスピーカ5を情報の提示に併用してもよい。
The
提示情報記憶部14にデータ組を記憶させるには、コントローラ10に設けたインターフェイス16を用いる。インターフェイス16は、外部装置を電気的に接続するインターフェイス(通信用のインターフェイスなど)であるが、距離画像センサ2と表示装置3とを対話型のインターフェイス16として用いることも可能である。また、マイクロホン6をインターフェイス16に用い、マイクロホン6からの音声入力を聴覚的情報として設定したり、マイクロホン6からの音声入力を音声認識技術によりテキストデータに変換し視覚的情報として設定したりすることが可能である。
In order to store the data set in the presentation
メッセージの入力には、基本的には、インターフェイス16を介して接続したパーソナルコンピュータを用いる。この場合、テキストデータだけでなく図形データもメッセージに含めることができる。あるいはまた、携帯電話の赤外線通信機能を用いて携帯電話を用いてメッセージを登録できるようにインターフェイス16に赤外線通信機能を設けておいてもよい。ハーフミラー1の背面に配置した表示装置3にコントローラ10を内蔵している場合には、ハーフミラー1を通して赤外線通信を行うことが可能である。
For inputting messages, a personal computer connected via the
さらに、電気機器の通電状態を監視する装置やガス機器への燃料ガスの供給状態を監視する装置などが設けられている場合、放送やインターネットから所望の情報を取得する装置を設けている場合などには、これらの装置からインターフェイス16を通して情報を取得して提示情報記憶部14に自動的に情報を設定することが可能である。また、ホームネットワークを構築し、ホームネットワークの情報を集中管理する宅内サーバを設けている場合には、インターフェイス16を通して宅内サーバからこれらの情報を取得して提示情報記憶部14に設定してもよい。
Furthermore, when a device for monitoring the energization state of an electrical device, a device for monitoring the supply state of fuel gas to a gas device, or the like is provided, or a device for obtaining desired information from broadcasting or the Internet is provided. It is possible to obtain information from these devices through the
なお、電気・ガス、戸締まりに関連する情報は、情報を取得する装置をインターフェイス16を介して接続していれば、提示情報記憶部14に情報を自動的に設定することが可能であるが、情報を収集する装置がなければ、単に注意を喚起するメッセージであってもよい。
Information related to electricity, gas, and door closing can be automatically set in the presentation
提示情報記憶部14に記憶された情報は、コントローラ10に設けた情報選択部13により抽出される。情報選択部13は、顔認証装置4により個人認証された個人と動作判定部12で判別した行動種別とを、提示情報記憶部14のデータ組と照合し、個人と行動種別とが一致するデータ組を提示情報記憶部14から抽出する。
The information stored in the presentation
コントローラ10には表示処理部15が設けられており、表示処理部15では、動作判定部12からの指示と、情報選択部13により提示情報記憶部14から抽出された情報とを用いて表示装置3への表示の内容を決定する。また、聴覚的情報が提示情報記憶部14に登録されていればスピーカ5から音声が出力される。
The
上述した操作表示装置の使用例を以下に説明する。初期状態として、ハーフミラー1の前(つまり、センシング領域Es)に人が存在しない状態であって、表示装置3がスリープ状態である状態を想定する。この初期状態では、バックライトが消灯しているから、ハーフミラー1の前面側からは通常の姿見のように認識されることになる。初期状態において、ハーフミラー1の前に人が立つことによって、図5に示すように、距離画像センサ2の出力に基づいて存否判定部11により人が検知されると(S1)、表示装置3と顔認証装置4とが起動する(S2)。ここでの起動は、スリープ状態ないしスタンバイ状態から通常の動作状態に復帰することを意味している。表示装置3が起動すると、ハーフミラー1を通して表示装置3の画面が視認可能になる。このとき、鏡の中に画面が立ち現れることによって、あたかも画面が浮遊しているかのような独特な高級感が醸し出される。
A usage example of the operation display device described above will be described below. As an initial state, a state in which no person is present in front of the half mirror 1 (that is, the sensing region Es) and the
顔認証装置4が起動すると、顔認証装置4により個人認証がなされ、登録された家人か否かが判定される(S3)。顔認証装置4により登録された家人ではないと判断されたときには、侵入者に対する警報報知などの別処理が行われる(S12)。一方、登録された家人と判断されたときには、表示装置3の画面に仮想人物としてのエージェント(玄関における案内機能を有するエージェント)が、帰宅と外出とを選択する選択ボタンとともに表示される。帰宅か外出かは、マイクロホン6を用いて音声で選択することも可能であるが、本実施形態では、原則として指差しにより選択ボタンの選択を行う。
When the
帰宅が選択されると(S5:yes)、エージェントが家人を迎える挨拶を行う。この挨拶では、たとえば、表示装置3の画面に表示されたエージェントがお辞儀をする動作を行うとともに、家人を迎える文言が画面に表示される。この文言は、「**さん、お帰りなさい」のようなメッセージであり、画面上に表示する文字だけでなく、スピーカ5から出力する音声を併用してもよい。
When returning home is selected (S5: yes), the agent greets the family members. In this greeting, for example, an agent displayed on the screen of the
さらに、顔認証装置4により個人認証がなされた家人に対して提示する情報が提示情報記憶部14に記憶されているときには、提示する情報があることが表示装置3の画面上に示されるとともに、情報の提示を促すボタンが表示される。たとえば、提示する情報が母親から子供に対するメッセージであれば、「お母さんからメッセージがあります。再生しますか」などの文言が、再生ボタンとともに表示装置3の画面に表示される。
Furthermore, when information to be presented to a family member who has been personally authenticated by the
ここで、再生ボタンを指差しにより指示すれば(S6)、メッセージが出力される(S7)。メッセージは、通常は表示装置3の画面に表示する文字のみであるが、スピーカ5を通して再生する音声を含めてもよい。また、表示装置3の画面に表示する動画像を併用してもよい。
Here, if the play button is pointed by pointing (S6), a message is output (S7). The message is usually only characters to be displayed on the screen of the
たとえば、メッセージを伝えようとする家人の実写による動画像を登録しておくことも可能である。実写の動画像を登録するには、インターフェイス16に接続される別途の装置を用いる。ただし、顔認証装置4の撮像装置を動画像を登録する装置として兼用するように構成してもよい。
For example, it is possible to register a moving image by a live-action photograph of a householder who wants to convey a message. In order to register a live-action moving image, a separate device connected to the
メッセージの再生が終了すれば、エージェントのみが表示される画面に復帰し、その後、存否検出部11により人が検知されなくなると、一定時間(数秒)の経過後に(S11)、初期状態に復帰する。
When the message reproduction is completed, the screen returns to a screen on which only the agent is displayed. After that, when a person is no longer detected by the presence /
ところで、ステップS3において顔認証装置4に登録された家人であることが認証された後、外出と帰宅とを選択する選択ボタンにより外出が選択されると(S4:yes)、情報選択部13では、顔認証装置4により個人認証が行われた家人に対応する情報を提示情報記憶部14から抽出し、表示処理部15を通して表示装置3に表示する(S8)。表示装置3に表示する情報としては、通勤ルートの交通情報、天気予報などがある。また、電気・ガスの消し忘れ確認や戸締まり確認のような情報を収集している場合には、これらの情報も表示装置3に表示する。提示する情報の情報量が多い場合には、複数画面に分けて表示するか、画面のスクロールによって対応する。
By the way, when it is verified that the person is a family member registered in the
ここで、エアコンの消し忘れがあったとすると、エアコンを停止させるための停止ボタンが表示装置3の画面に表示される。指差しにより停止ボタンを指し示すと(S9:yes)、エアコンを停止させることができる(S10)。このように機器を停止させる操作を行った場合には、操作の結果が表示装置3に示される。また、表示装置3の画面には、戸締まり確認の結果も表示される。
Here, if the air conditioner is forgotten to be turned off, a stop button for stopping the air conditioner is displayed on the screen of the
なお、ステップS3,S4において、外出でも帰宅でもないと判断される場合には、表示装置3をスリープ状態とし、顔認証装置4をスタンバイ状態とする初期状態に復帰し、次に人が検知されるまで待機する。また、上述の例では、顔認証装置4による個人認証の後に、帰宅と外出との別を選択させているが、帰宅と外出との別を選択させた後に個人認証を行うようにしてもよい。
In Steps S3 and S4, when it is determined that the user is neither going out nor going home, the
さらに、本実施形態では、表示装置3としてバックライト付き液晶表示装置を例示したが、自発光型であれば、プラズマディスプレイのほか、有機ELや電界放出形の固体電子線源を用いたフラットパネルディスプレイも採用可能である。また、フラットパネルディスプレイ以外の表示装置であっても設置スペースを確保できれば使用可能である。
Further, in the present embodiment, a liquid crystal display device with a backlight is exemplified as the
また、上述したように、鏡として利用しない場合には、ハーフミラー1を省略することが可能であり、たとえば、ハーフミラー1に代えてアクリルのような合成樹脂の透明板を用いてもよい。あるいはまた、距離画像センサ2と表示装置3と顔認証装置4とをケースに収納して一体化してもよい。
Moreover, as above-mentioned, when not using as a mirror, the
1 ハーフミラー
2 距離画像センサ
3 表示装置
4 顔認証装置
5 スピーカ
6 マイクロホン
10 コントローラ
11 存否判定部
12 動作判定部
13 情報選択部
14 提示情報記憶部
15 表示処理部
16 インターフェイス
31 構造基体
32 構造基体
Es センシング領域
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