3−Dメガネと、カメラベースの頭部トラッキング
異なる環境光条件下でビデオゲームのプレーヤの頭部をトラッキングし、光条件の変化に伴って複数のトラッキング法を切り替える方法、デバイスおよびシステムが記載される。環境光条件の測定に基づいて、ゲームコンソールに接続されたカメラが、(1)顔面トラッキング法を使用してプレーヤの顔面をトラッキングし、(2)プレーヤの3−Dメガネ上の反射材料をトラックするか、あるいは(3)3−Dメガネに取り付けられた照明LEDを点灯または起動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(関連出願への相互参照)
本願は、同一発明者による同日出願の「照明された光導体を備えた3−Dメガネ(3-D Glasses With Illuminated Light Guide)」(代理人整理番号026340−008100PC)に関連しており、その全体を、あらゆる目的のために参照により援用する。
本発明の実施形態は、一般に、カメラベースの頭部トラッキングに関し、より詳細には、3−Dビデオディスプレイおよびビデオゲームエンタテインメントデバイスと共に使用するための、各種の光条件におけるカメラベースの頭部トラッキングに関する。
【背景技術】
【0002】
技術の進歩に伴い、ビデオゲームが、より没頭しやすいものへと進化を遂げている。ビデオゲームコンソールは、多くの場合、最新のプロセッサ、極めて高速なメモリ、およびハイエンドのグラフィックカードを備えて製造されている。入力コントローラは、単純なノブ、ジョイスティックおよびボタンをベースとしたコントローラから、ユーザが手に持って振ったり、装着できる加速度計対応コントローラへと進化を遂げた。
【0003】
別の入力技術としては、通常、テレビの上に搭載されたカメラを利用し、頭、胴体、腕および脚のトラッキングなど、ユーザの身体をトラッキングするものがある。ユーザは、自身の身体または身体の一部を動かすことによって、このようなビデオゲームを制御することができる。例えば、スケートボードゲームのプレーヤが、仮想の橋をくぐり抜けるように身を屈めることが挙げられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
三次元(3−Dあるいは3D)テレビは、ディスプレイ画面内の事象にユーザが没頭できるように支援する。このような3−Dテレビ用に、ユーザは3−Dメガネを装着することがある。初期の3−Dメガネは、立体画像用に赤いレンズと青いレンズとを備えていた。シャッター3−Dメガネは、左右の画像を素早く表示するディスプレイと同期して、不透過と透過とが迅速に切り替わるレンズを備える。他のタイプの3−D表現技術も存在する。これらの技術の多くは、見ている人の脳に、立体画像を3−D環境として誤って解釈させるために、その人の左眼と右眼とに別の二次元画像を、同時に見せるか、あるいは極めて素早く(例えば60Hzで)交互に見せるという点で似ている。
【0005】
3−Dディスプレイ技術を利用したビデオゲームは、画面上の3−D効果を使用することにより、プレーヤをゲームにのめり込ませることができる。更に、身体トラッキングを備えたビデオゲームコンソールは、3−D効果を使用して、実世界でのプレーヤの実際の動きを、表示中の仮想世界内でのユーザの仮想的な動きと連動させることができる。頭部トラッキングは、ユーザの頭部の位置に基づいてレンダリングを行うゲームでは極めて重要となりうる。例えば、ユーザがリビングルームのテレビのほうに進むと、ビデオゲームコンソールは、3−Dの仮想の薪の山を、ユーザが薪の山に近づいているかのようにテレビにレンダリングすることができる。
【0006】
このため、視聴者または他のユーザの頭部の位置、向きおよび動きをトラッキングすることは、一部のビデオゲーム、特に、頭部トラッキングを使用してユーザの近くの3−D物体をレンダリングするビデオゲームでは、非常に重要となりうる。平均的な消費者にとって高価過ぎない、より信頼性の高い頭部トラッキングが当業界において求められている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の方法、デバイスおよびシステムは、3−Dテレビ用の3−Dメガネなどのメガネを着用しているユーザの、カメラベースの頭部トラッキングに関する。明るい光の下では、カメラは、顔面トラッキングソフトウェアを使用してユーザの頭部をトラッキングする。中間程度に明るい光の下では、カメラは、利用可能な光を使用して、メガネ上の反射ステッカーまたは他の材料を介してユーザの頭部をトラッキングする。暗い光条件あるいは無光条件では、カメラは、発光ダイオード(LED)ライトで照らしたメガネに取り付けた再帰反射器等などの反射材料によってユーザの頭部をトラッキングする。環境光が不足しているか多過ぎるかに応じて、LEDが、ビデオゲームコンソールまたは他の頭部追跡システムから遠隔制御されうる。
【0008】
ここに記載する方法、デバイスおよびシステムの技術的利点は、信頼性が高い一方で、大量生産が可能な程度に十分にシンプルな、各種の光条件における顔面トラッキングを備える。既存の3−Dメガネも、反射テープまたは他の反射材料を使用して改造することができ、既存の頭部トラッキングアルゴリズムソフトウェアを備えたビデオゲームコンソールは、ソフトウェアまたはファームウェアの更新により再プログラムすることができる。点滅するランプまたは正常ではない色ピークとなっているフィラメントを備えたランプからの光など、顔面トラッキングへの伝達が低い光の下では、頭部トラッキングの「サービス品質」(QoS)を改善するために、環境光条件に連動して、メガネの反射テープのトラッキングへの切り替えが、自動的にあるいは手動で行われうる。例えば、劇場の暗いステージで新しいビデオゲームのデモを行うプレゼンタは、反射テープによるトラッキングを起動することができる。別の例として、ナトリウム灯の下で明るく照明されている大ホールのステージ上で同じビデオゲームのデモを行うプレゼンタは、顔面のトラッキング技術を起動することができる。
【0009】
本開示の一実施形態は、ユーザの頭部のカメラトラッキングを改善する方法に関し、前記方法は、前記ユーザの顔の特徴を分析することにより、カメラを使用して前記ユーザの頭部をトラッキングするステップと、第1環境光レベルを測定するステップと、前記第1環境光レベルがしきい値を外れていると判断するステップと、前記ユーザが装着しているメガネから反射された光を検出することにより、前記カメラを使用して前記ユーザの頭部をトラッキングするステップと、前記第1環境光レベルが前記第1しきい値を外れているという前記判断に基づいて、顔の特徴を分析することによる前記ユーザの頭部のトラッキングと、前記メガネから反射される検出光を使用するトラッキングとを切り替えるステップと、を有する。前記方法は、更に、前記トラッキングに基づいて、前記ユーザの頭部の位置、向きまたは動きを出力するステップを有する。
【0010】
一実施形態は、ユーザの頭部をトラッキングするためのシステムに関し、前記システムは、カメラと、メガネと、前記カメラに動作可能に結合されたプロセッサと、を有し、前記プロセッサは、顔面トラッキングアルゴリズムを使用してユーザの頭部をトラッキングし、前記ユーザの顔面に装着された前記メガネからの反射光を検出することによって、前記頭部をトラッキングし、環境光の第1しきい値に基づいて、前記顔面トラッキングアルゴリズムを使用するトラッキングと、前記メガネからの前記反射光を使用するトラッキングとを切り替えるように動作可能である。
【0011】
一実施形態は、ユーザの頭部のカメラトラッキングを改善する方法に関し、前記方法は、ユーザが装着しているメガネから反射された光を検出することにより、カメラを使用して前記ユーザの頭部をトラッキングするステップと、第1環境光レベルを測定するステップと、前記第1環境光レベルが第1しきい値を外れていると判断するステップと、前記第1環境光レベルが前記第1しきい値を外れているという前記判断に基づいて、前記メガネを照らすように構成されたライトのオンまたはオフを切り替えるステップと、を有する。
【0012】
一実施形態は、ユーザの頭部をトラッキングするためのシステムに関し、前記システムは、カメラと、メガネと、前記メガネを照らすように構成されたライトと、前記カメラに動作可能に結合されたプロセッサと、を有し、前記プロセッサは、前記ユーザの顔面に装着された前記メガネからの反射光を検出することによって、前記頭部をトラッキングし、環境光のしきい値に基づいて、前記ライトのオンまたはオフを切り替えるように動作可能である。
【0013】
一実施形態は、ユーザの頭部のカメラベースのトラッキングを改善するための方法に関し、前記方法は、前記ユーザの顔の特徴を分析することにより、カメラを使用して前記ユーザの頭部をトラッキングするステップと、第1環境光レベルを測定するステップと、前記第1環境光レベルが第1しきい値を外れていると判断するステップと、前記ユーザが装着しているメガネから反射された光を検出することにより、前記カメラを使用して前記ユーザの頭部をトラッキングするステップと、顔の特徴を分析することによる前記ユーザの頭部のトラッキングと、前記メガネから反射される検出光を使用するトラッキングとを切り替えるステップと、を有する。前記方法は、第2環境光レベルを測定するステップと、前記第2環境光レベルが第2しきい値を外れていると判断するステップと、前記第2環境光レベルが前記第2しきい値を外れているという前記判断に基づいて、前記メガネを照らすために使用されるライトをオンまたはオフするステップと、を更に有する。
【0014】
前記実施形態では、任意に、前記第1環境光レベルが、前記第1しきい値を下回ると判断され、前記切り替えは、顔の特徴を分析することによるトラッキングから、前記メガネから反射される検出光を使用するトラッキングへの切り替えであり、前記第2環境光レベルが、前記第2しきい値を下回ると判断され、前記ライトがオンされる。前記実施形態の別の選択肢として、前記第1環境光レベルが、前記第1しきい値を上回ると判断され、前記切り替えは、前記メガネから反射される検出光を使用するトラッキングから、顔の特徴を分析することによるトラッキングへの切り替えであり、前記第2環境光レベルが、前記第2しきい値を上回ると判断され、前記ライトがオフされる。
【0015】
他の実施形態は、上に記載した方法のための命令を記憶または実行する機械可読有形ストレージ媒体およびコンピュータシステムに関する。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】一実施形態による、複数の光条件における頭部トラッキング方法を示す。
【図2】一実施形態による3−Dメガネを示す。
【図3】一実施形態による、明るく照らされているユーザの顔の図を示す。
【図4】一実施形態による、コンピュータによって識別された図3の顔認識特徴を示す。
【図5】一実施形態による、メガネを装着した暗い光でのユーザの顔面の図を示す。
【図6】一実施形態による、コンピュータによって識別された図5のメガネフレームを示す。
【図7】一実施形態による、照明されているメガネを装着している、光が当たっていないユーザの顔面の図を示す。
【図8】一実施形態による、コンピュータによって識別された図7の自己照明メガネフレームを示す。
【図9】一実施形態による、ビデオゲームコンソールのための頭部トラッキングを示す。
【図10】一実施形態によるプロセスを示すフローチャートである。
【図11】一実施形態によるプロセスを示すフローチャートである。
【図12】本発明の実施形態と共に使用するために適切なコンピュータシステムの例である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明の性質および利点については、添付の図面を参照することにより更に深く理解することができる。添付の図面においては、同様の構成要素または特徴には、同じ参照符号が付されていることがある。
【0018】
ここで図面を使用して、本発明に係る異なる実施形態を示す。図面は、実施形態の特定の例であり、実施形態を限定するものと解釈すべきではなく、例示的な形態および手順を示すものである。
【0019】
本開示は、カメラを使用するユーザの頭部のトラッキングに関する。トラッキングは、3−Dビデオゲーム、3−D映画、テレビ番組または他のビデオ、あるいは、頭部トラッキングが望ましいその他の状況(例えば、戦闘機のパイロットの頭部トラッキング)と連動しうる。明るい光の下では、カメラは、顔面トラッキングアルゴリズムを使用してユーザの頭部をトラッキングする。中間の明るさの光の下では、カメラは、利用可能な光を使用して、メガネに一体化されているか、メガネに貼り付けられた材料を介してユーザの頭部をトラッキングする。薄暗い条件または完全に暗い条件では、カメラは、同じメガネの反射材料を介してユーザの頭部をトラッキングするが、その際、反射材料を小型ライト(例えばLED)で照らす。
【0020】
メガネのフレームの左右の角に2つのLEDを取り付けるなど、フレームの角に複数のLEDを取り付けることにより、メガネの反射材料を照らすことができる。LEDの明るさは、ビデオゲームコンソールなどのホストコンソールによって遠隔制御されうる。非常に暗い条件下で、カメラが反射材料を検出できない場合、ホストコンソールは遠隔制御により各LEDを別個にオンにして、明るさを調整することができる。各LEDをフレームの前面からわずかに突き出させて取付けて、フレーム表面で光が反射されるようにすることで、表面反射を増やすことができる。一部の実施形態では、LEDの明るさが、明る過ぎてユーザの体験を妨害することがないが、カメラによって検出可能な良好な反射が得られるように厳密に調整される。
【0021】
非常に強い光条件下では、反射したメガネフレームを検出できないことがある。しかし、その場合、カメラは、顔の特徴点を検出するなど、従来の顔検出技術によって頭部をトラッキングすることができる。この技術は、良好な光条件では極めて信頼性が高い。
【0022】
カメラに一体化されているか、あるいはカメラとは別個のコントローラが、カメラ入力に基づいて、多くのリビングルーム環境の光条件をシームレスに検出するためのQoS制御を提供することができる。その際、(a)光が強過ぎてメガネフレームの反射を検出できないであろう場合、顔の特徴検出/トラッキングを起動し、(b)弱い光では、メガネフレームの反射に基づいて頭部の動きを検出し、(c)暗過ぎる場合、フレーム反射を増やすために、小型LEDを点灯させ、その明るさを調整する。このQoSは、ユーザの干渉なしでコントローラユニットによって自動化されていても、ユーザによって設定されてもよい。
【0023】
一部の実施形態では、視聴者/プレーヤの3−D体験をよりリアルにすべく、ゲーム内カメラをフィードするために、検出された頭部の動きが使用されうる。別の実施形態では、検出された頭部の動きが、ビデオゲームに対する入力に使用されてもよい。
【0024】
図1は、複数の光条件における頭部トラッキング方法を示す。明るい環境光102では、ユーザの頭114が、ユーザの顔104をトラッキングする顔面トラッキングアルゴリズムによってトラッキングされる。この場合、ユーザは、メガネ106を装着しても、装着しなくてもよい。中間の明るさの環境光108では、ユーザの頭114は、メガネ106から反射される光をトラッキングすることによってのみトラッキングされる。暗い光110の場合または無光の場合、ユーザの頭114が、メガネ106に搭載されている4つのLED112から発っしてメガネ106で反射された光をトラッキングすることによってトラッキングされる。
【0025】
図2は、一実施形態による3−Dメガネを示す。非3−Dのメガネも使用することができるが、ここの説明では3−Dメガネについて記載する。3−Dメガネ200は、フレーム216、右レンズ218、および左レンズ220を有する。左右のレンズ218/220は、3−Dテレビなどの3−Dディスプレイと同期して、透過と不透過とをシャッターにより切り替える。3−Dメガネ200は、高反射面222を有する。高反射面222は、作製済みのフレームに貼り付けた反射テープ、既存のフレームに塗布した塗料、あるいは、フレームの材料に一体化させた表面などを有してもよい。
【0026】
「高反射」材料には、通常の反射率よりも反射率が高い材料が含まれ、例えば、白および/または銀の塗料、ならびにビーズタイプのシートおよびマイクロプリズムシートなどがある。高反射材料は、改正国際海上人命安全条約(SOLAS)74/83、米国材料試験協会(ASTM)D4956、および/または米国運輸省の反射率規格に準拠した反射テープおよび反射シートを含む。メガネに設けるストリップ状または他の形状の高反射材料として、再帰反射器を使用することができる。
【0027】
3−Dメガネ200は、右上ライト224、右下ライト226、左上ライト228および左下ライト230を有する。ライト224,226,228,230は、3−Dメガネ200前面から出て、フレーム216に戻って光ることにより、反射材料222で光るように構成されている。
【0028】
例示的実施形態では、ライト224,226,228,230は、異なる時点で、高反射面222に異なる強度の光を提供するように、個々に制御することができる。例えば、ライト224をオンまたは点灯し、ライト226,228,230をオフにしたままにすることによって、低い光レベルを作り出すことができる。ライト224に加えてライト228をオンにし、ライト226,230をオフにしたままにすることによって、光をわずかに増やすことができる。同様にライト226,230を段階的にオンにして、5段階の照明レベル(すなわち、ライト無点灯、ライト1つを点灯、ライト2つを点灯、ライト3つを点灯、ライト4つを点灯)を提供することができる。更に、光レベルを所定の範囲内でほぼ無限に選択できるように、必要に応じて各ライトの明るさを落としてもよい。
【0029】
メガネを着用しているユーザの気が散らないように、ライト224,226,228,230は、個々に制御することができる。例えば、3−Dメガネの左レンズ220がシャッター閉、すなわち不透過になった瞬間、ライト228,230が点灯されうる。左のレンズ220がシャッター開、すなわち透過になると、ライト228,230が消灯されうる。同様に、右のレンズ218が不透過のときに、ライト224,226がオンにされ、右のレンズ218が透過のときに、ライト224,226がオンにされうる。このように、ライトの動作周期は、そのライトの近くにあるレンズに同期される。これにより、メガネ220を着用しているユーザの気を散らすのを防ぐことができるのみならず、この動作周期により、ライトを点灯するために必要な電力を省力化することができる。
【0030】
メガネは、LEDからの光をフレーム全体に行き渡らせるために、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)などの導光板(LGP)材料を含んでもよい。ライトは、フレームの前面全体で光る代わりに、「エッジ発光」LEDとして、LGPを直接向いていてもよい。LGPは色付きでも、無着色でもよく、フレーム全体が照らされるように光をわずかに分散させてもよい。色を変えることで、カメラに対して、プレーヤが異なることを示すことができる。関連出願「照明された光導体を備えた3−Dメガネ(3-D Glasses With Illuminated Light Guide)」(代理人整理番号026340−008100PC)は、本明細書の実施形態に使用することができるメガネの異なる構成を示す。
【0031】
着用しているユーザの気が散ることを防ぐように、ライト224,226,228,230は、一般的な電荷結合デバイス(CCD)カメラからは可視であるが、肉眼では見えない近赤外線を用いる近赤外LEDでもよい。この場合、高反射面222から反射される光は、カメラからは見ることができるが、ユーザから見ることができない。
【0032】
図3は、明るく照らされているユーザの顔の図を示す。ユーザの頭114および/または顔104が、太陽、通常のオフィスレベルの室内照明(例えば、1平方フィートあたり100ルーメン超)、または他の比較的明るい光条件によって照らされている。ユーザの顔104は、目332(本図では3−Dメガネ106によって覆われている)、鼻334、口336などの顔の特徴を有する。当業界で周知のように、他の顔の特徴または頭の特徴をトラッキングしてもよい。例えば、ユーザの耳たぶが、他の特徴と共にトラッキングされてもよい。
【0033】
図4は、コンピュータによって識別された図3の顔認識特徴を示す。目の領域438は目332と関連付けられ、鼻の領域440は鼻334と関連付けられ、口の領域442は口336と関連付けられる。顔面トラッキングのための他の方法および特徴も考察され、当業者は、本開示を考慮に入れれば、顔面トラッキングアルゴリズムを利用可能なことを認めるであろう。
【0034】
図5は、メガネを装着した暗い光でのユーザの顔面の図を示す。ユーザの頭114および/または顔が、薄暗いリビングルームのランプ、月、あるいは、ただ単に、明るいディスプレイ画面の光によって照らされている。高反射フレームを備えたメガネ106は暗い中でも識別可能である。
【0035】
図6は、コンピュータによって識別された図5のメガネフレームを示す。フレーム領域644は、フレーム106と関連付けられる。フレームの空間的識別および向きの特定を改善するために、フレームの角部でフレームの反射率が急峻に定められてもよい。
【0036】
図7は、照明されているメガネを装着している、光が当たっていないユーザの顔面の図を示す。ユーザの顔が、ほぼ全く認識できず、環境光は実質的に存在しない。3−Dメガネ106の高反射面を反射させるために、ライト112が給電されるか、ほかの方法でオンにされる。一部の実施形態では、エッジ照明LEDが、メガネフレーム内のLGPを照らす。
【0037】
図8は、コンピュータによって識別された図7の自己照明メガネフレームを示す。フレーム領域644は、ライト112によって照らされているフレーム104と関連付けられる。ライト自体は基準点として機能し、領域646がライト112の位置と関連付けられる。一部の実施形態では、ライトがカメラによって容易にトラッキングされるように、ライトが小さくシャープに定められる。
【0038】
図9は、ビデオゲームコンソールのための頭部トラッキングを示す。メガネ906を装着しているプレーヤの頭914は、時間t1では、ある位置および向きをとり、時間t2では別の位置および向きをとり、時間t3では更に別の位置および向きをとっている。頭914は、時間t1〜t3の間に下に動き、右を向いている。プレーヤは、従来のゲームコントローラ950を使用してビデオゲームをプレイするか、身体の動きのみを使用してゲームを制御するか、この両方を行なうことができる。本実施形態では、ディスプレイ952の上に搭載されているカメラ948が、ユーザの位置と動きとをキャプチャし、これらをゲームコンソール954に送る。顔面トラッキングアルゴリズムは、カメラ948に搭載されているか、またはゲームコンソール954のソフトウェアまたはハードウェアに組み込まれていてもよい。別の実施形態では、トラッキングロジックが別個のデバイスに搭載されていてもよい。
【0039】
プレーヤが頭を揺らして、ゲームを楽しむと、カメラ948は顔面トラッキング技術を使用してプレーヤの頭914をトラッキングする。しかし、場合によっては、カメラ948がユーザの顔の特徴を認識するには、環境光の強度が不足していることがある。例えば、ゲームの体験に、より深く没頭できるようにプレーヤかそのルームメートが、照明を消し、カーテンを引いて閉めることがある。光条件が悪化すると、ゲームコンソール954およびカメラ948とは別個の光センサ956が、環境光が不足していることを検出または測定して、ゲームコンソール954に信号を送信する。ゲームコンソール954は、測定された環境光レベルをしきい値と比較する。このしきい値は、カメラまたはコンソールの出荷時の設定に事前設定されても、ユーザによって設定または調整されてもよい。この比較時に、ゲームコンソール954は、環境光レベルがしきい値を外れていると判断する。次に、ゲームコンソール954は、ユーザの頭114をトラッキングするための顔面トラッキングアルゴリズムから、メガネフレームのトラッキングアルゴリズムに移行させるか切り替える。トラッキングした頭の動きは、3−D画像をレンダリングする等のためのゲームの入力として使用されうる。
【0040】
「しきい値を外れる」とは、しきい値が示すよりも遠い(しきい値よりも高い場合、しきい値よりも低い場合のいずれも)値を含む。例えば、しきい値が上限または最大値を規定している場合、値9はしきい値10を外れていない。しかし、このしきい値上限の場合には、値11はしきい値を外れている。逆に、しきい値が下限または最小値を規定している場合、値11はしきい値10を外れていない。このしきい値下限の場合には、値9はしきい値10を外れている。
【0041】
引いたカーテンの周りに漏れる外の光が夕暮れと共に暗くなるなど、部屋が一層暗くなった場合、光センサ956は、環境光の一層の不足を検出する。その場合、光センサ956はゲームコンソール954に信号を送信し、ゲームコンソール954は、ライト912をオンにするために、メガネ906に(無線)信号を送信する。必要な光量に応じて、メガネ906のライト912のうちの1、2、3つ、あるいは4つ全部が点灯されうる。
【0042】
例示の実施形態では、光センサ956は、カメラ948とは別個であり、独立している。このことは、カメラがディスプレイの近くに存在し、ディスプレイの表示内容によって、カメラで測定される環境光が変動する状況で有用である。例えば、ディスプレイの大部分が白い画面の場合には、ディスプレイから発せられている白色光を、カメラが環境光として測定することがある。この白い画面が一時的なものである場合には、カメラが環境光を過剰に測定してしまうことから問題が生じることがある。
【0043】
一部の実施形態では、環境光がカメラ948で測定され、別個の光検出デバイスが不要とされてもよい。カメラ948によって検出された光の平均または中央値が、室内の環境光レベルとして取得されうる。
【0044】
別の実施形態では、より多くの光が必要かどうかの判定に、トラッキングアルゴリズム自体が使用されてもよい。例えば、トラッキングアルゴリズムが、ユーザの頭の位置を90%以上の信頼度でトラッキングしている場合、光の変更は不要である。しかし、信頼度が50%未満に低下した場合、アルゴリズムが切り替えられるか、あるいはライト912が点灯されうる。より多くの環境光が必要である(または、環境光を減らす必要がある)ことを決定するために、頭部トラッキングの信頼度の関数として取得されるか、あるいは、単純なフレーム毎の顔面を認識できない「エラー」として取得されるエラー率が、使用されうる。
【0045】
ライトは、例示的な実施形態に示すメガネ906のライト912のように、メガネ上に設けられても、メガネの外に設けられてもよい。メガネの外に設けられるライトの例として、カメラ上に配置され、ユーザに向けられるライトがある。ライトは、ユーザからは見えず、このためユーザの気を散らすことのないように、近赤外灯でもよい。
【0046】
また、環境光が明るくなることもある。例えば、プレーヤの母親が照明を点けた場合、カメラが受ける光量が飽和し、頭部トラッキングを妨害することがある。この場合、光センサ956はゲームコンソール954に信号を送信し、ゲームコンソール954は、ライト912をオフにするためにメガネ906に信号を送信する。
【0047】
環境光が強過ぎて、メガネが見えなくなりトラッキングが困難な場合、ゲームコンソール954は、高反射メガネのトラッキングから、標準的な顔面トラッキングアルゴリズムに切り替える。
【0048】
図10は、一実施形態によるプロセス1000を示すフローチャートの例を示す。このプロセスは、コンピュータまたは他の機械において自動化することができ、ソフトウェア、ファームウェアにコーディングされるか、または機械可読命令としてハードコーディングされ、命令を実装することができる1つ以上のプロセッサで実行されうる。操作1002において、ユーザの顔の特徴を分析することにより、カメラを使用してユーザの頭部がトラッキングされる。操作1004において、第1環境光レベルが測定される。操作1006において、第1環境光レベルがしきい値を外れていると判断される。操作1008において、ユーザが装着しているメガネから反射された光を検出することにより、カメラを使用してユーザの頭部がトラッキングされる。操作1010において、第1環境光レベルが第1しきい値を外れているという判断に基づいて、トラッキングが、顔の特徴を分析することによるユーザの頭部のトラッキングと、メガネから反射される検出光を使用するトラッキングとの間で切り替えられる。操作1012において、トラッキングに基づいて、ユーザの頭部の位置、向きおよび/または動きが出力される。操作1014において、第2環境光レベルが測定される。操作1016において、第2環境光レベルが第2しきい値を外れていると判断される。操作1018において、第2環境光レベルが第2しきい値を外れているという判断に基づいて、メガネを照らすように構成されたライトがオンまたはオフにされる。
【0049】
図11は、一実施形態によるプロセス1100を示すフローチャートの例を示す。操作1102において、ユーザが装着しているメガネから反射された光を検出することにより、カメラを使用してユーザの頭部がトラッキングされる。操作1104において、第1環境光レベルが測定される。操作1106において、第1環境光レベルがしきい値を外れていると判断される。操作1108において、第1環境光レベルがしきい値を外れているという判断に基づいて、メガネを照らすように構成されたライトのオンまたはオフが切り替えられる。操作1110において、第2環境光レベルが測定される。操作1112において、第2環境光レベルが第2しきい値を外れていると判断される。操作1114において、第2環境光レベルが第2しきい値を外れているという判断に基づいて、トラッキングが、顔の特徴を分析することによるユーザの頭部のトラッキングと、メガネから反射される検出光を使用するトラッキングとの間で切り替えられる。
【0050】
これらの操作は、上記に記載した順序で実行されても、あるいは、可能であれば異なる順序で実行されてもよい。これらの操作は、コンピュータまたは他の機械において自動化することができ、ソフトウェア、ファームウェアにコーディングされるか、または機械可読命令としてハードコーディングされ、命令を実装することができる1つ以上のプロセッサで実行されうる。
【0051】
図12は、各種実施形態に係るデバイスを実装するために適切なハードウェアシステムの例を示す。このブロック図は、パーソナルコンピュータ、ビデオゲームコンソールおよび関連するディスプレイ(例えば、図9のビデオゲームコンソール954およびディスプレイ952)、モバイルデバイス、個人情報端末、または本発明の実施形態を実施するために適切な他のデジタルデバイスなどのコンピュータシステム1200を示す。コンピュータシステム1200は、ソフトウェアアプリケーション、および任意選択でオペレーティングシステムを実行するための中央処理装置(CPU)1205を備える。
CPU1205は、1つ以上の同種または異種の処理コアから構成されうる。メモリ1210は、CPU1205によって使用されるアプリケーションおよびデータを記憶する。ストレージ1215は、アプリケーションおよびデータのための不揮発性ストレージおよびその他のコンピュータ可読媒体を提供し、固定ディスクドライブ、リムーバブルディスクドライブ、フラッシュメモリデバイス、CD−ROM、DVD−ROM、ブルーレイ、HD−DVD、またはその他の光ストレージデバイスのほか、信号伝送および記憶媒体などを備えうる。
ユーザ入力デバイス1220は、一人以上のユーザからのユーザ入力をコンピュータシステム1200に伝達するものであり、その例として、キーボード、マウス、ジョイスティック、タッチパッド、タッチスクリーン、静止カメラ、ビデオカメラおよび/またはマイクロフォンなどが挙げられる。ネットワークインタフェース1225は、コンピュータシステム1200が、電子通信ネットワークを介して他のコンピュータシステムと通信できるようにし、これには、ローカルエリアネットワーク、あるいはインターネット等の広域ネットワークを介した有線通信または無線通信などが挙げられる。
音声プロセッサ1230は、CPU1205、メモリ1210および/またはストレージ1215によって提供される命令および/またはデータからアナログまたはデジタルの音声出力を生成するように適合されている。CPU1205、メモリ1210、データストレージ1215、ユーザ入力デバイス1220、ネットワークインタフェース1225および音声プロセッサ1230などのコンピュータシステム1200の構成要素は、1本以上のデータバス1235を介して接続されている。
【0052】
データバス1235およびコンピュータシステム1200の構成要素に、グラフィックサブシステム1240が更に接続されている。グラフィックサブシステム1240は、グラフィック処理装置(GPU)1245およびグラフィックメモリ1250を備える。グラフィックメモリ1250は、出力画像のピクセルごとにピクセルデータを記憶するために使用されるディスプレイメモリ(例えば、フレームバッファ)を備える。グラフィックメモリ1250は、GPU1245と同じデバイスに一体化されても、別個のデバイスとしてGPU1245と接続されても、メモリ1210内に実装されてもよい。ピクセルデータは、CPU1205からグラフィックメモリ1250に直接提供されうる。別の実施形態では、CPU1205は、所望の出力画像を定義しているデータおよび/または命令をGPU1245に提供し、GPU1245が、これらから1つ以上の出力画像のピクセルデータを生成する。所望の出力画像を定義しているデータまたは命令は、メモリ1210および/またはグラフィックメモリ1250に記憶されうる。一実施形態では、GPU1245は、シーンの形状、照明、陰影、テクスチャリング、動きおよび/またはカメラパラメータを定義する命令およびデータから、出力画像のピクセルデータを生成するための3Dレンダリング機能を備える。GPU1245は、シェーダープログラムを実行することができる1つ以上のプログラム可能な実行ユニットを更に備えうる。
【0053】
グラフィックサブシステム1240は、グラフィックメモリ1250からの画像をディスプレイ装置1255に表示させるために、ピクセルデータを周期的に出力する。ディスプレイ装置1255はコンピュータシステム1200からの信号を受けて、視覚的情報を表示することができる装置であればどのようなものであってもよく、CRT、LCD、プラズマディスプレイおよびOLEDディスプレイなどを備える。コンピュータシステム1200は、ディスプレイ装置1255にアナログまたはデジタルの信号を提供しうる。
【0054】
各種実施形態によれば、CPU1205は、1つ以上の処理コアを有する1つ以上の汎用マイクロプロセッサである。更に別の実施形態は、メディアアプリケーションおよびインタラクティブエンタテインメントアプリケーションなどの高度にパラレルであり、演算量の多いアプリケーションに特に適合されたマイクロプロセッサアーキテクチャを備えた1つ以上のCPUを使用して実装することができる。
【0055】
異なる実施形態では、システムの構成要素が、ネットワークを介して接続されてもよく、このネットワークは、インターネット、IPネットワーク、イントラネット、ワイドエリアネットワーク(WAN)、ローカルエリアネットワーク(LAN)、仮想私設ネットワーク(VPN)、公衆電話網(PSTN)、あるいは、ここに記載したデバイス間のネットワークをサポートしている他の任意のタイプのデータ通信のうちの、どのような組み合わせでもよい。ネットワークは、光リンクを含め、有線接続でも無線接続でもよい。多くの他の例が可能であり、本開示を考慮すれば当業者にとって明らかであろう。ここでの説明では、ネットワークについては特に留意しても、しなくてもよい。
【0056】
上記の方法、システムおよびデバイスは単に例示に過ぎないという点に留意すべきである。各種実施形態では、適宜、さまざまな手順または構成要素を省略したり、置き換えたり、追加することができる点を強調する必要がある。例えば、別の実施形態では、方法が記載した順序と異なる順序で実行され、さまざまなステップを追加、省略したり組み合わせてもよい点に留意すべきである。また、特定の実施形態に関して記載した特徴を、さまざまな他の実施形態に組み合わせてもよい。実施形態の異なる態様および要素を、同様に組み合わせてもよい。また、技術は進歩するため、構成要素の多くは例であり、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきでないという点を強調する必要がある。
【0057】
実施形態を完全に理解できるように、本説明において特に詳細に記載した。しかし、このような特定の事項がなくても実施形態を実施することができることは、当業者であれば理解するであろう。例えば、実施形態を曖昧にするのを避けるために、公知の回路、プロセス、アルゴリズム、構造および技術については不要な詳細な記載を行わなかった。
【0058】
また、実施形態が、フローチャートまたはブロック図として図示されるプロセスとして記載することができる点に留意されたい。これらはそれぞれ、操作を逐次的なプロセスとして記載するものであるが、操作の多くは、並列に実行したり、あるいは同時に実行することができる。また、操作の順序を並び替えることもできる。図示されていない追加のステップがプロセスに含まれてもよい。
【0059】
また、ここに開示するように、「メモリ」または「メモリユニット」との用語は、データを記憶するための1つ以上のデバイスを表すことができ、これには、リードオンリーメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、磁気RAM、コアメモリ、磁気ディスク記憶媒体、光メモリ媒体、フラッシュメモリデバイス、あるいは、情報を記憶するための他のコンピュータ可読媒体などがある。「コンピュータ可読媒体」との用語は、ポータブルまたは固定ストレージデバイス、光ストレージデバイス、無線チャネル、シムカード、その他のスマートカード、あるいは、命令またはデータを記憶、格納または実行することができる他の各種媒体を含むが、これらに限定されない。
【0060】
更に、実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、またはその任意の組合せによって実装することができる。ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェアまたはマイクロコードにおいて実装される場合、必要なタスクを実行するためのプログラムコードまたはコードセグメントが、記憶媒体などのコンピュータ可読媒体に記憶されうる。プロセッサが必要なタスクを実行しうる。
【0061】
いくつかの実施形態を記載したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、さまざまな変更、代替の構造および均等物を使用することができることを、当業者は認めるであろう。例えば、上記の要素が、単に、より大きなシステムの構成要素であり、他の規則が優先されても、本発明の用途を変更するために、別の方法で変更されてもよい。また、上記の要素の前、間、またはその後に実行される複数のステップを考察することができる。したがって、上記の説明は、本発明の範囲を限定するものとして解釈すべきではない。
【技術分野】
【0001】
(関連出願への相互参照)
本願は、同一発明者による同日出願の「照明された光導体を備えた3−Dメガネ(3-D Glasses With Illuminated Light Guide)」(代理人整理番号026340−008100PC)に関連しており、その全体を、あらゆる目的のために参照により援用する。
本発明の実施形態は、一般に、カメラベースの頭部トラッキングに関し、より詳細には、3−Dビデオディスプレイおよびビデオゲームエンタテインメントデバイスと共に使用するための、各種の光条件におけるカメラベースの頭部トラッキングに関する。
【背景技術】
【0002】
技術の進歩に伴い、ビデオゲームが、より没頭しやすいものへと進化を遂げている。ビデオゲームコンソールは、多くの場合、最新のプロセッサ、極めて高速なメモリ、およびハイエンドのグラフィックカードを備えて製造されている。入力コントローラは、単純なノブ、ジョイスティックおよびボタンをベースとしたコントローラから、ユーザが手に持って振ったり、装着できる加速度計対応コントローラへと進化を遂げた。
【0003】
別の入力技術としては、通常、テレビの上に搭載されたカメラを利用し、頭、胴体、腕および脚のトラッキングなど、ユーザの身体をトラッキングするものがある。ユーザは、自身の身体または身体の一部を動かすことによって、このようなビデオゲームを制御することができる。例えば、スケートボードゲームのプレーヤが、仮想の橋をくぐり抜けるように身を屈めることが挙げられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
三次元(3−Dあるいは3D)テレビは、ディスプレイ画面内の事象にユーザが没頭できるように支援する。このような3−Dテレビ用に、ユーザは3−Dメガネを装着することがある。初期の3−Dメガネは、立体画像用に赤いレンズと青いレンズとを備えていた。シャッター3−Dメガネは、左右の画像を素早く表示するディスプレイと同期して、不透過と透過とが迅速に切り替わるレンズを備える。他のタイプの3−D表現技術も存在する。これらの技術の多くは、見ている人の脳に、立体画像を3−D環境として誤って解釈させるために、その人の左眼と右眼とに別の二次元画像を、同時に見せるか、あるいは極めて素早く(例えば60Hzで)交互に見せるという点で似ている。
【0005】
3−Dディスプレイ技術を利用したビデオゲームは、画面上の3−D効果を使用することにより、プレーヤをゲームにのめり込ませることができる。更に、身体トラッキングを備えたビデオゲームコンソールは、3−D効果を使用して、実世界でのプレーヤの実際の動きを、表示中の仮想世界内でのユーザの仮想的な動きと連動させることができる。頭部トラッキングは、ユーザの頭部の位置に基づいてレンダリングを行うゲームでは極めて重要となりうる。例えば、ユーザがリビングルームのテレビのほうに進むと、ビデオゲームコンソールは、3−Dの仮想の薪の山を、ユーザが薪の山に近づいているかのようにテレビにレンダリングすることができる。
【0006】
このため、視聴者または他のユーザの頭部の位置、向きおよび動きをトラッキングすることは、一部のビデオゲーム、特に、頭部トラッキングを使用してユーザの近くの3−D物体をレンダリングするビデオゲームでは、非常に重要となりうる。平均的な消費者にとって高価過ぎない、より信頼性の高い頭部トラッキングが当業界において求められている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の方法、デバイスおよびシステムは、3−Dテレビ用の3−Dメガネなどのメガネを着用しているユーザの、カメラベースの頭部トラッキングに関する。明るい光の下では、カメラは、顔面トラッキングソフトウェアを使用してユーザの頭部をトラッキングする。中間程度に明るい光の下では、カメラは、利用可能な光を使用して、メガネ上の反射ステッカーまたは他の材料を介してユーザの頭部をトラッキングする。暗い光条件あるいは無光条件では、カメラは、発光ダイオード(LED)ライトで照らしたメガネに取り付けた再帰反射器等などの反射材料によってユーザの頭部をトラッキングする。環境光が不足しているか多過ぎるかに応じて、LEDが、ビデオゲームコンソールまたは他の頭部追跡システムから遠隔制御されうる。
【0008】
ここに記載する方法、デバイスおよびシステムの技術的利点は、信頼性が高い一方で、大量生産が可能な程度に十分にシンプルな、各種の光条件における顔面トラッキングを備える。既存の3−Dメガネも、反射テープまたは他の反射材料を使用して改造することができ、既存の頭部トラッキングアルゴリズムソフトウェアを備えたビデオゲームコンソールは、ソフトウェアまたはファームウェアの更新により再プログラムすることができる。点滅するランプまたは正常ではない色ピークとなっているフィラメントを備えたランプからの光など、顔面トラッキングへの伝達が低い光の下では、頭部トラッキングの「サービス品質」(QoS)を改善するために、環境光条件に連動して、メガネの反射テープのトラッキングへの切り替えが、自動的にあるいは手動で行われうる。例えば、劇場の暗いステージで新しいビデオゲームのデモを行うプレゼンタは、反射テープによるトラッキングを起動することができる。別の例として、ナトリウム灯の下で明るく照明されている大ホールのステージ上で同じビデオゲームのデモを行うプレゼンタは、顔面のトラッキング技術を起動することができる。
【0009】
本開示の一実施形態は、ユーザの頭部のカメラトラッキングを改善する方法に関し、前記方法は、前記ユーザの顔の特徴を分析することにより、カメラを使用して前記ユーザの頭部をトラッキングするステップと、第1環境光レベルを測定するステップと、前記第1環境光レベルがしきい値を外れていると判断するステップと、前記ユーザが装着しているメガネから反射された光を検出することにより、前記カメラを使用して前記ユーザの頭部をトラッキングするステップと、前記第1環境光レベルが前記第1しきい値を外れているという前記判断に基づいて、顔の特徴を分析することによる前記ユーザの頭部のトラッキングと、前記メガネから反射される検出光を使用するトラッキングとを切り替えるステップと、を有する。前記方法は、更に、前記トラッキングに基づいて、前記ユーザの頭部の位置、向きまたは動きを出力するステップを有する。
【0010】
一実施形態は、ユーザの頭部をトラッキングするためのシステムに関し、前記システムは、カメラと、メガネと、前記カメラに動作可能に結合されたプロセッサと、を有し、前記プロセッサは、顔面トラッキングアルゴリズムを使用してユーザの頭部をトラッキングし、前記ユーザの顔面に装着された前記メガネからの反射光を検出することによって、前記頭部をトラッキングし、環境光の第1しきい値に基づいて、前記顔面トラッキングアルゴリズムを使用するトラッキングと、前記メガネからの前記反射光を使用するトラッキングとを切り替えるように動作可能である。
【0011】
一実施形態は、ユーザの頭部のカメラトラッキングを改善する方法に関し、前記方法は、ユーザが装着しているメガネから反射された光を検出することにより、カメラを使用して前記ユーザの頭部をトラッキングするステップと、第1環境光レベルを測定するステップと、前記第1環境光レベルが第1しきい値を外れていると判断するステップと、前記第1環境光レベルが前記第1しきい値を外れているという前記判断に基づいて、前記メガネを照らすように構成されたライトのオンまたはオフを切り替えるステップと、を有する。
【0012】
一実施形態は、ユーザの頭部をトラッキングするためのシステムに関し、前記システムは、カメラと、メガネと、前記メガネを照らすように構成されたライトと、前記カメラに動作可能に結合されたプロセッサと、を有し、前記プロセッサは、前記ユーザの顔面に装着された前記メガネからの反射光を検出することによって、前記頭部をトラッキングし、環境光のしきい値に基づいて、前記ライトのオンまたはオフを切り替えるように動作可能である。
【0013】
一実施形態は、ユーザの頭部のカメラベースのトラッキングを改善するための方法に関し、前記方法は、前記ユーザの顔の特徴を分析することにより、カメラを使用して前記ユーザの頭部をトラッキングするステップと、第1環境光レベルを測定するステップと、前記第1環境光レベルが第1しきい値を外れていると判断するステップと、前記ユーザが装着しているメガネから反射された光を検出することにより、前記カメラを使用して前記ユーザの頭部をトラッキングするステップと、顔の特徴を分析することによる前記ユーザの頭部のトラッキングと、前記メガネから反射される検出光を使用するトラッキングとを切り替えるステップと、を有する。前記方法は、第2環境光レベルを測定するステップと、前記第2環境光レベルが第2しきい値を外れていると判断するステップと、前記第2環境光レベルが前記第2しきい値を外れているという前記判断に基づいて、前記メガネを照らすために使用されるライトをオンまたはオフするステップと、を更に有する。
【0014】
前記実施形態では、任意に、前記第1環境光レベルが、前記第1しきい値を下回ると判断され、前記切り替えは、顔の特徴を分析することによるトラッキングから、前記メガネから反射される検出光を使用するトラッキングへの切り替えであり、前記第2環境光レベルが、前記第2しきい値を下回ると判断され、前記ライトがオンされる。前記実施形態の別の選択肢として、前記第1環境光レベルが、前記第1しきい値を上回ると判断され、前記切り替えは、前記メガネから反射される検出光を使用するトラッキングから、顔の特徴を分析することによるトラッキングへの切り替えであり、前記第2環境光レベルが、前記第2しきい値を上回ると判断され、前記ライトがオフされる。
【0015】
他の実施形態は、上に記載した方法のための命令を記憶または実行する機械可読有形ストレージ媒体およびコンピュータシステムに関する。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】一実施形態による、複数の光条件における頭部トラッキング方法を示す。
【図2】一実施形態による3−Dメガネを示す。
【図3】一実施形態による、明るく照らされているユーザの顔の図を示す。
【図4】一実施形態による、コンピュータによって識別された図3の顔認識特徴を示す。
【図5】一実施形態による、メガネを装着した暗い光でのユーザの顔面の図を示す。
【図6】一実施形態による、コンピュータによって識別された図5のメガネフレームを示す。
【図7】一実施形態による、照明されているメガネを装着している、光が当たっていないユーザの顔面の図を示す。
【図8】一実施形態による、コンピュータによって識別された図7の自己照明メガネフレームを示す。
【図9】一実施形態による、ビデオゲームコンソールのための頭部トラッキングを示す。
【図10】一実施形態によるプロセスを示すフローチャートである。
【図11】一実施形態によるプロセスを示すフローチャートである。
【図12】本発明の実施形態と共に使用するために適切なコンピュータシステムの例である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明の性質および利点については、添付の図面を参照することにより更に深く理解することができる。添付の図面においては、同様の構成要素または特徴には、同じ参照符号が付されていることがある。
【0018】
ここで図面を使用して、本発明に係る異なる実施形態を示す。図面は、実施形態の特定の例であり、実施形態を限定するものと解釈すべきではなく、例示的な形態および手順を示すものである。
【0019】
本開示は、カメラを使用するユーザの頭部のトラッキングに関する。トラッキングは、3−Dビデオゲーム、3−D映画、テレビ番組または他のビデオ、あるいは、頭部トラッキングが望ましいその他の状況(例えば、戦闘機のパイロットの頭部トラッキング)と連動しうる。明るい光の下では、カメラは、顔面トラッキングアルゴリズムを使用してユーザの頭部をトラッキングする。中間の明るさの光の下では、カメラは、利用可能な光を使用して、メガネに一体化されているか、メガネに貼り付けられた材料を介してユーザの頭部をトラッキングする。薄暗い条件または完全に暗い条件では、カメラは、同じメガネの反射材料を介してユーザの頭部をトラッキングするが、その際、反射材料を小型ライト(例えばLED)で照らす。
【0020】
メガネのフレームの左右の角に2つのLEDを取り付けるなど、フレームの角に複数のLEDを取り付けることにより、メガネの反射材料を照らすことができる。LEDの明るさは、ビデオゲームコンソールなどのホストコンソールによって遠隔制御されうる。非常に暗い条件下で、カメラが反射材料を検出できない場合、ホストコンソールは遠隔制御により各LEDを別個にオンにして、明るさを調整することができる。各LEDをフレームの前面からわずかに突き出させて取付けて、フレーム表面で光が反射されるようにすることで、表面反射を増やすことができる。一部の実施形態では、LEDの明るさが、明る過ぎてユーザの体験を妨害することがないが、カメラによって検出可能な良好な反射が得られるように厳密に調整される。
【0021】
非常に強い光条件下では、反射したメガネフレームを検出できないことがある。しかし、その場合、カメラは、顔の特徴点を検出するなど、従来の顔検出技術によって頭部をトラッキングすることができる。この技術は、良好な光条件では極めて信頼性が高い。
【0022】
カメラに一体化されているか、あるいはカメラとは別個のコントローラが、カメラ入力に基づいて、多くのリビングルーム環境の光条件をシームレスに検出するためのQoS制御を提供することができる。その際、(a)光が強過ぎてメガネフレームの反射を検出できないであろう場合、顔の特徴検出/トラッキングを起動し、(b)弱い光では、メガネフレームの反射に基づいて頭部の動きを検出し、(c)暗過ぎる場合、フレーム反射を増やすために、小型LEDを点灯させ、その明るさを調整する。このQoSは、ユーザの干渉なしでコントローラユニットによって自動化されていても、ユーザによって設定されてもよい。
【0023】
一部の実施形態では、視聴者/プレーヤの3−D体験をよりリアルにすべく、ゲーム内カメラをフィードするために、検出された頭部の動きが使用されうる。別の実施形態では、検出された頭部の動きが、ビデオゲームに対する入力に使用されてもよい。
【0024】
図1は、複数の光条件における頭部トラッキング方法を示す。明るい環境光102では、ユーザの頭114が、ユーザの顔104をトラッキングする顔面トラッキングアルゴリズムによってトラッキングされる。この場合、ユーザは、メガネ106を装着しても、装着しなくてもよい。中間の明るさの環境光108では、ユーザの頭114は、メガネ106から反射される光をトラッキングすることによってのみトラッキングされる。暗い光110の場合または無光の場合、ユーザの頭114が、メガネ106に搭載されている4つのLED112から発っしてメガネ106で反射された光をトラッキングすることによってトラッキングされる。
【0025】
図2は、一実施形態による3−Dメガネを示す。非3−Dのメガネも使用することができるが、ここの説明では3−Dメガネについて記載する。3−Dメガネ200は、フレーム216、右レンズ218、および左レンズ220を有する。左右のレンズ218/220は、3−Dテレビなどの3−Dディスプレイと同期して、透過と不透過とをシャッターにより切り替える。3−Dメガネ200は、高反射面222を有する。高反射面222は、作製済みのフレームに貼り付けた反射テープ、既存のフレームに塗布した塗料、あるいは、フレームの材料に一体化させた表面などを有してもよい。
【0026】
「高反射」材料には、通常の反射率よりも反射率が高い材料が含まれ、例えば、白および/または銀の塗料、ならびにビーズタイプのシートおよびマイクロプリズムシートなどがある。高反射材料は、改正国際海上人命安全条約(SOLAS)74/83、米国材料試験協会(ASTM)D4956、および/または米国運輸省の反射率規格に準拠した反射テープおよび反射シートを含む。メガネに設けるストリップ状または他の形状の高反射材料として、再帰反射器を使用することができる。
【0027】
3−Dメガネ200は、右上ライト224、右下ライト226、左上ライト228および左下ライト230を有する。ライト224,226,228,230は、3−Dメガネ200前面から出て、フレーム216に戻って光ることにより、反射材料222で光るように構成されている。
【0028】
例示的実施形態では、ライト224,226,228,230は、異なる時点で、高反射面222に異なる強度の光を提供するように、個々に制御することができる。例えば、ライト224をオンまたは点灯し、ライト226,228,230をオフにしたままにすることによって、低い光レベルを作り出すことができる。ライト224に加えてライト228をオンにし、ライト226,230をオフにしたままにすることによって、光をわずかに増やすことができる。同様にライト226,230を段階的にオンにして、5段階の照明レベル(すなわち、ライト無点灯、ライト1つを点灯、ライト2つを点灯、ライト3つを点灯、ライト4つを点灯)を提供することができる。更に、光レベルを所定の範囲内でほぼ無限に選択できるように、必要に応じて各ライトの明るさを落としてもよい。
【0029】
メガネを着用しているユーザの気が散らないように、ライト224,226,228,230は、個々に制御することができる。例えば、3−Dメガネの左レンズ220がシャッター閉、すなわち不透過になった瞬間、ライト228,230が点灯されうる。左のレンズ220がシャッター開、すなわち透過になると、ライト228,230が消灯されうる。同様に、右のレンズ218が不透過のときに、ライト224,226がオンにされ、右のレンズ218が透過のときに、ライト224,226がオンにされうる。このように、ライトの動作周期は、そのライトの近くにあるレンズに同期される。これにより、メガネ220を着用しているユーザの気を散らすのを防ぐことができるのみならず、この動作周期により、ライトを点灯するために必要な電力を省力化することができる。
【0030】
メガネは、LEDからの光をフレーム全体に行き渡らせるために、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)などの導光板(LGP)材料を含んでもよい。ライトは、フレームの前面全体で光る代わりに、「エッジ発光」LEDとして、LGPを直接向いていてもよい。LGPは色付きでも、無着色でもよく、フレーム全体が照らされるように光をわずかに分散させてもよい。色を変えることで、カメラに対して、プレーヤが異なることを示すことができる。関連出願「照明された光導体を備えた3−Dメガネ(3-D Glasses With Illuminated Light Guide)」(代理人整理番号026340−008100PC)は、本明細書の実施形態に使用することができるメガネの異なる構成を示す。
【0031】
着用しているユーザの気が散ることを防ぐように、ライト224,226,228,230は、一般的な電荷結合デバイス(CCD)カメラからは可視であるが、肉眼では見えない近赤外線を用いる近赤外LEDでもよい。この場合、高反射面222から反射される光は、カメラからは見ることができるが、ユーザから見ることができない。
【0032】
図3は、明るく照らされているユーザの顔の図を示す。ユーザの頭114および/または顔104が、太陽、通常のオフィスレベルの室内照明(例えば、1平方フィートあたり100ルーメン超)、または他の比較的明るい光条件によって照らされている。ユーザの顔104は、目332(本図では3−Dメガネ106によって覆われている)、鼻334、口336などの顔の特徴を有する。当業界で周知のように、他の顔の特徴または頭の特徴をトラッキングしてもよい。例えば、ユーザの耳たぶが、他の特徴と共にトラッキングされてもよい。
【0033】
図4は、コンピュータによって識別された図3の顔認識特徴を示す。目の領域438は目332と関連付けられ、鼻の領域440は鼻334と関連付けられ、口の領域442は口336と関連付けられる。顔面トラッキングのための他の方法および特徴も考察され、当業者は、本開示を考慮に入れれば、顔面トラッキングアルゴリズムを利用可能なことを認めるであろう。
【0034】
図5は、メガネを装着した暗い光でのユーザの顔面の図を示す。ユーザの頭114および/または顔が、薄暗いリビングルームのランプ、月、あるいは、ただ単に、明るいディスプレイ画面の光によって照らされている。高反射フレームを備えたメガネ106は暗い中でも識別可能である。
【0035】
図6は、コンピュータによって識別された図5のメガネフレームを示す。フレーム領域644は、フレーム106と関連付けられる。フレームの空間的識別および向きの特定を改善するために、フレームの角部でフレームの反射率が急峻に定められてもよい。
【0036】
図7は、照明されているメガネを装着している、光が当たっていないユーザの顔面の図を示す。ユーザの顔が、ほぼ全く認識できず、環境光は実質的に存在しない。3−Dメガネ106の高反射面を反射させるために、ライト112が給電されるか、ほかの方法でオンにされる。一部の実施形態では、エッジ照明LEDが、メガネフレーム内のLGPを照らす。
【0037】
図8は、コンピュータによって識別された図7の自己照明メガネフレームを示す。フレーム領域644は、ライト112によって照らされているフレーム104と関連付けられる。ライト自体は基準点として機能し、領域646がライト112の位置と関連付けられる。一部の実施形態では、ライトがカメラによって容易にトラッキングされるように、ライトが小さくシャープに定められる。
【0038】
図9は、ビデオゲームコンソールのための頭部トラッキングを示す。メガネ906を装着しているプレーヤの頭914は、時間t1では、ある位置および向きをとり、時間t2では別の位置および向きをとり、時間t3では更に別の位置および向きをとっている。頭914は、時間t1〜t3の間に下に動き、右を向いている。プレーヤは、従来のゲームコントローラ950を使用してビデオゲームをプレイするか、身体の動きのみを使用してゲームを制御するか、この両方を行なうことができる。本実施形態では、ディスプレイ952の上に搭載されているカメラ948が、ユーザの位置と動きとをキャプチャし、これらをゲームコンソール954に送る。顔面トラッキングアルゴリズムは、カメラ948に搭載されているか、またはゲームコンソール954のソフトウェアまたはハードウェアに組み込まれていてもよい。別の実施形態では、トラッキングロジックが別個のデバイスに搭載されていてもよい。
【0039】
プレーヤが頭を揺らして、ゲームを楽しむと、カメラ948は顔面トラッキング技術を使用してプレーヤの頭914をトラッキングする。しかし、場合によっては、カメラ948がユーザの顔の特徴を認識するには、環境光の強度が不足していることがある。例えば、ゲームの体験に、より深く没頭できるようにプレーヤかそのルームメートが、照明を消し、カーテンを引いて閉めることがある。光条件が悪化すると、ゲームコンソール954およびカメラ948とは別個の光センサ956が、環境光が不足していることを検出または測定して、ゲームコンソール954に信号を送信する。ゲームコンソール954は、測定された環境光レベルをしきい値と比較する。このしきい値は、カメラまたはコンソールの出荷時の設定に事前設定されても、ユーザによって設定または調整されてもよい。この比較時に、ゲームコンソール954は、環境光レベルがしきい値を外れていると判断する。次に、ゲームコンソール954は、ユーザの頭114をトラッキングするための顔面トラッキングアルゴリズムから、メガネフレームのトラッキングアルゴリズムに移行させるか切り替える。トラッキングした頭の動きは、3−D画像をレンダリングする等のためのゲームの入力として使用されうる。
【0040】
「しきい値を外れる」とは、しきい値が示すよりも遠い(しきい値よりも高い場合、しきい値よりも低い場合のいずれも)値を含む。例えば、しきい値が上限または最大値を規定している場合、値9はしきい値10を外れていない。しかし、このしきい値上限の場合には、値11はしきい値を外れている。逆に、しきい値が下限または最小値を規定している場合、値11はしきい値10を外れていない。このしきい値下限の場合には、値9はしきい値10を外れている。
【0041】
引いたカーテンの周りに漏れる外の光が夕暮れと共に暗くなるなど、部屋が一層暗くなった場合、光センサ956は、環境光の一層の不足を検出する。その場合、光センサ956はゲームコンソール954に信号を送信し、ゲームコンソール954は、ライト912をオンにするために、メガネ906に(無線)信号を送信する。必要な光量に応じて、メガネ906のライト912のうちの1、2、3つ、あるいは4つ全部が点灯されうる。
【0042】
例示の実施形態では、光センサ956は、カメラ948とは別個であり、独立している。このことは、カメラがディスプレイの近くに存在し、ディスプレイの表示内容によって、カメラで測定される環境光が変動する状況で有用である。例えば、ディスプレイの大部分が白い画面の場合には、ディスプレイから発せられている白色光を、カメラが環境光として測定することがある。この白い画面が一時的なものである場合には、カメラが環境光を過剰に測定してしまうことから問題が生じることがある。
【0043】
一部の実施形態では、環境光がカメラ948で測定され、別個の光検出デバイスが不要とされてもよい。カメラ948によって検出された光の平均または中央値が、室内の環境光レベルとして取得されうる。
【0044】
別の実施形態では、より多くの光が必要かどうかの判定に、トラッキングアルゴリズム自体が使用されてもよい。例えば、トラッキングアルゴリズムが、ユーザの頭の位置を90%以上の信頼度でトラッキングしている場合、光の変更は不要である。しかし、信頼度が50%未満に低下した場合、アルゴリズムが切り替えられるか、あるいはライト912が点灯されうる。より多くの環境光が必要である(または、環境光を減らす必要がある)ことを決定するために、頭部トラッキングの信頼度の関数として取得されるか、あるいは、単純なフレーム毎の顔面を認識できない「エラー」として取得されるエラー率が、使用されうる。
【0045】
ライトは、例示的な実施形態に示すメガネ906のライト912のように、メガネ上に設けられても、メガネの外に設けられてもよい。メガネの外に設けられるライトの例として、カメラ上に配置され、ユーザに向けられるライトがある。ライトは、ユーザからは見えず、このためユーザの気を散らすことのないように、近赤外灯でもよい。
【0046】
また、環境光が明るくなることもある。例えば、プレーヤの母親が照明を点けた場合、カメラが受ける光量が飽和し、頭部トラッキングを妨害することがある。この場合、光センサ956はゲームコンソール954に信号を送信し、ゲームコンソール954は、ライト912をオフにするためにメガネ906に信号を送信する。
【0047】
環境光が強過ぎて、メガネが見えなくなりトラッキングが困難な場合、ゲームコンソール954は、高反射メガネのトラッキングから、標準的な顔面トラッキングアルゴリズムに切り替える。
【0048】
図10は、一実施形態によるプロセス1000を示すフローチャートの例を示す。このプロセスは、コンピュータまたは他の機械において自動化することができ、ソフトウェア、ファームウェアにコーディングされるか、または機械可読命令としてハードコーディングされ、命令を実装することができる1つ以上のプロセッサで実行されうる。操作1002において、ユーザの顔の特徴を分析することにより、カメラを使用してユーザの頭部がトラッキングされる。操作1004において、第1環境光レベルが測定される。操作1006において、第1環境光レベルがしきい値を外れていると判断される。操作1008において、ユーザが装着しているメガネから反射された光を検出することにより、カメラを使用してユーザの頭部がトラッキングされる。操作1010において、第1環境光レベルが第1しきい値を外れているという判断に基づいて、トラッキングが、顔の特徴を分析することによるユーザの頭部のトラッキングと、メガネから反射される検出光を使用するトラッキングとの間で切り替えられる。操作1012において、トラッキングに基づいて、ユーザの頭部の位置、向きおよび/または動きが出力される。操作1014において、第2環境光レベルが測定される。操作1016において、第2環境光レベルが第2しきい値を外れていると判断される。操作1018において、第2環境光レベルが第2しきい値を外れているという判断に基づいて、メガネを照らすように構成されたライトがオンまたはオフにされる。
【0049】
図11は、一実施形態によるプロセス1100を示すフローチャートの例を示す。操作1102において、ユーザが装着しているメガネから反射された光を検出することにより、カメラを使用してユーザの頭部がトラッキングされる。操作1104において、第1環境光レベルが測定される。操作1106において、第1環境光レベルがしきい値を外れていると判断される。操作1108において、第1環境光レベルがしきい値を外れているという判断に基づいて、メガネを照らすように構成されたライトのオンまたはオフが切り替えられる。操作1110において、第2環境光レベルが測定される。操作1112において、第2環境光レベルが第2しきい値を外れていると判断される。操作1114において、第2環境光レベルが第2しきい値を外れているという判断に基づいて、トラッキングが、顔の特徴を分析することによるユーザの頭部のトラッキングと、メガネから反射される検出光を使用するトラッキングとの間で切り替えられる。
【0050】
これらの操作は、上記に記載した順序で実行されても、あるいは、可能であれば異なる順序で実行されてもよい。これらの操作は、コンピュータまたは他の機械において自動化することができ、ソフトウェア、ファームウェアにコーディングされるか、または機械可読命令としてハードコーディングされ、命令を実装することができる1つ以上のプロセッサで実行されうる。
【0051】
図12は、各種実施形態に係るデバイスを実装するために適切なハードウェアシステムの例を示す。このブロック図は、パーソナルコンピュータ、ビデオゲームコンソールおよび関連するディスプレイ(例えば、図9のビデオゲームコンソール954およびディスプレイ952)、モバイルデバイス、個人情報端末、または本発明の実施形態を実施するために適切な他のデジタルデバイスなどのコンピュータシステム1200を示す。コンピュータシステム1200は、ソフトウェアアプリケーション、および任意選択でオペレーティングシステムを実行するための中央処理装置(CPU)1205を備える。
CPU1205は、1つ以上の同種または異種の処理コアから構成されうる。メモリ1210は、CPU1205によって使用されるアプリケーションおよびデータを記憶する。ストレージ1215は、アプリケーションおよびデータのための不揮発性ストレージおよびその他のコンピュータ可読媒体を提供し、固定ディスクドライブ、リムーバブルディスクドライブ、フラッシュメモリデバイス、CD−ROM、DVD−ROM、ブルーレイ、HD−DVD、またはその他の光ストレージデバイスのほか、信号伝送および記憶媒体などを備えうる。
ユーザ入力デバイス1220は、一人以上のユーザからのユーザ入力をコンピュータシステム1200に伝達するものであり、その例として、キーボード、マウス、ジョイスティック、タッチパッド、タッチスクリーン、静止カメラ、ビデオカメラおよび/またはマイクロフォンなどが挙げられる。ネットワークインタフェース1225は、コンピュータシステム1200が、電子通信ネットワークを介して他のコンピュータシステムと通信できるようにし、これには、ローカルエリアネットワーク、あるいはインターネット等の広域ネットワークを介した有線通信または無線通信などが挙げられる。
音声プロセッサ1230は、CPU1205、メモリ1210および/またはストレージ1215によって提供される命令および/またはデータからアナログまたはデジタルの音声出力を生成するように適合されている。CPU1205、メモリ1210、データストレージ1215、ユーザ入力デバイス1220、ネットワークインタフェース1225および音声プロセッサ1230などのコンピュータシステム1200の構成要素は、1本以上のデータバス1235を介して接続されている。
【0052】
データバス1235およびコンピュータシステム1200の構成要素に、グラフィックサブシステム1240が更に接続されている。グラフィックサブシステム1240は、グラフィック処理装置(GPU)1245およびグラフィックメモリ1250を備える。グラフィックメモリ1250は、出力画像のピクセルごとにピクセルデータを記憶するために使用されるディスプレイメモリ(例えば、フレームバッファ)を備える。グラフィックメモリ1250は、GPU1245と同じデバイスに一体化されても、別個のデバイスとしてGPU1245と接続されても、メモリ1210内に実装されてもよい。ピクセルデータは、CPU1205からグラフィックメモリ1250に直接提供されうる。別の実施形態では、CPU1205は、所望の出力画像を定義しているデータおよび/または命令をGPU1245に提供し、GPU1245が、これらから1つ以上の出力画像のピクセルデータを生成する。所望の出力画像を定義しているデータまたは命令は、メモリ1210および/またはグラフィックメモリ1250に記憶されうる。一実施形態では、GPU1245は、シーンの形状、照明、陰影、テクスチャリング、動きおよび/またはカメラパラメータを定義する命令およびデータから、出力画像のピクセルデータを生成するための3Dレンダリング機能を備える。GPU1245は、シェーダープログラムを実行することができる1つ以上のプログラム可能な実行ユニットを更に備えうる。
【0053】
グラフィックサブシステム1240は、グラフィックメモリ1250からの画像をディスプレイ装置1255に表示させるために、ピクセルデータを周期的に出力する。ディスプレイ装置1255はコンピュータシステム1200からの信号を受けて、視覚的情報を表示することができる装置であればどのようなものであってもよく、CRT、LCD、プラズマディスプレイおよびOLEDディスプレイなどを備える。コンピュータシステム1200は、ディスプレイ装置1255にアナログまたはデジタルの信号を提供しうる。
【0054】
各種実施形態によれば、CPU1205は、1つ以上の処理コアを有する1つ以上の汎用マイクロプロセッサである。更に別の実施形態は、メディアアプリケーションおよびインタラクティブエンタテインメントアプリケーションなどの高度にパラレルであり、演算量の多いアプリケーションに特に適合されたマイクロプロセッサアーキテクチャを備えた1つ以上のCPUを使用して実装することができる。
【0055】
異なる実施形態では、システムの構成要素が、ネットワークを介して接続されてもよく、このネットワークは、インターネット、IPネットワーク、イントラネット、ワイドエリアネットワーク(WAN)、ローカルエリアネットワーク(LAN)、仮想私設ネットワーク(VPN)、公衆電話網(PSTN)、あるいは、ここに記載したデバイス間のネットワークをサポートしている他の任意のタイプのデータ通信のうちの、どのような組み合わせでもよい。ネットワークは、光リンクを含め、有線接続でも無線接続でもよい。多くの他の例が可能であり、本開示を考慮すれば当業者にとって明らかであろう。ここでの説明では、ネットワークについては特に留意しても、しなくてもよい。
【0056】
上記の方法、システムおよびデバイスは単に例示に過ぎないという点に留意すべきである。各種実施形態では、適宜、さまざまな手順または構成要素を省略したり、置き換えたり、追加することができる点を強調する必要がある。例えば、別の実施形態では、方法が記載した順序と異なる順序で実行され、さまざまなステップを追加、省略したり組み合わせてもよい点に留意すべきである。また、特定の実施形態に関して記載した特徴を、さまざまな他の実施形態に組み合わせてもよい。実施形態の異なる態様および要素を、同様に組み合わせてもよい。また、技術は進歩するため、構成要素の多くは例であり、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきでないという点を強調する必要がある。
【0057】
実施形態を完全に理解できるように、本説明において特に詳細に記載した。しかし、このような特定の事項がなくても実施形態を実施することができることは、当業者であれば理解するであろう。例えば、実施形態を曖昧にするのを避けるために、公知の回路、プロセス、アルゴリズム、構造および技術については不要な詳細な記載を行わなかった。
【0058】
また、実施形態が、フローチャートまたはブロック図として図示されるプロセスとして記載することができる点に留意されたい。これらはそれぞれ、操作を逐次的なプロセスとして記載するものであるが、操作の多くは、並列に実行したり、あるいは同時に実行することができる。また、操作の順序を並び替えることもできる。図示されていない追加のステップがプロセスに含まれてもよい。
【0059】
また、ここに開示するように、「メモリ」または「メモリユニット」との用語は、データを記憶するための1つ以上のデバイスを表すことができ、これには、リードオンリーメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、磁気RAM、コアメモリ、磁気ディスク記憶媒体、光メモリ媒体、フラッシュメモリデバイス、あるいは、情報を記憶するための他のコンピュータ可読媒体などがある。「コンピュータ可読媒体」との用語は、ポータブルまたは固定ストレージデバイス、光ストレージデバイス、無線チャネル、シムカード、その他のスマートカード、あるいは、命令またはデータを記憶、格納または実行することができる他の各種媒体を含むが、これらに限定されない。
【0060】
更に、実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、またはその任意の組合せによって実装することができる。ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェアまたはマイクロコードにおいて実装される場合、必要なタスクを実行するためのプログラムコードまたはコードセグメントが、記憶媒体などのコンピュータ可読媒体に記憶されうる。プロセッサが必要なタスクを実行しうる。
【0061】
いくつかの実施形態を記載したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、さまざまな変更、代替の構造および均等物を使用することができることを、当業者は認めるであろう。例えば、上記の要素が、単に、より大きなシステムの構成要素であり、他の規則が優先されても、本発明の用途を変更するために、別の方法で変更されてもよい。また、上記の要素の前、間、またはその後に実行される複数のステップを考察することができる。したがって、上記の説明は、本発明の範囲を限定するものとして解釈すべきではない。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ユーザの頭部のカメラトラッキングのための方法であって、
前記ユーザの顔の特徴を分析することにより、カメラを使用して前記ユーザの頭部をトラッキングするステップと、
第1環境光レベルを測定するステップと、
前記第1環境光レベルがしきい値を外れていると判断するステップと、
前記ユーザが装着しているメガネから反射された光を検出することにより、前記カメラを使用して前記ユーザの頭部をトラッキングするステップと、
前記第1環境光レベルが前記第1しきい値を外れているという前記判断に基づいて、顔の特徴を分析することによる前記ユーザの頭部のトラッキングと、前記メガネから反射される検出光を使用するトラッキングとを切り替えるステップと、
前記トラッキングに基づいて、前記ユーザの頭部の位置、向きまたは動きを出力するステップと、を有する方法。
【請求項2】
第2環境光レベルを測定するステップと、
前記第2環境光レベルが第2しきい値を外れていると判断するステップと、
前記第2環境光レベルが前記第2しきい値を外れているという前記判断に基づいて、前記メガネを照らすように構成されたライトをオンまたはオフするステップと、
を更に有する請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記ユーザの頭部の前記位置、向きまたは動きに基づいて、3−Dシーンをレンダリングするステップを更に有する請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記ユーザの頭部の前記位置、向きまたは動きに基づいて、ビデオゲームにコマンドを出力するステップを更に有する請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記切り替えは、前記トラッキングのエラー率にも基づく請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記第1環境光レベルが、前記第1しきい値を下回ると判断され、前記切り替えは、顔の特徴を分析することによるトラッキングから、前記メガネから反射される検出光を使用するトラッキングへの切り替えである請求項1に記載の方法。
【請求項7】
前記第1環境光レベルが、前記第1しきい値を上回ると判断され、前記切り替えは、前記メガネから反射される検出光を使用するトラッキングから、顔の特徴を分析することによるトラッキングへの切り替えである請求項1に記載の方法。
【請求項8】
前記メガネは高反射材料を含む請求項1に記載の方法。
【請求項9】
前記メガネは3−Dメガネである請求項1に記載の方法。
【請求項10】
前記3−Dメガネは、シャッターレンズを有する請求項9に記載の方法。
【請求項11】
前記測定は、前記カメラとは別個の光センサによって実行される請求項1に記載の方法。
【請求項12】
ユーザの頭部をトラッキングするためのシステムであって、
カメラと、
メガネと、
前記カメラに動作可能に結合されたプロセッサと、を有し、前記プロセッサは、顔面トラッキングアルゴリズムを使用してユーザの頭部をトラッキングし、前記ユーザの顔面に装着された前記メガネからの反射光を検出することによって、前記頭部をトラッキングし、環境光の第1しきい値に基づいて、前記顔面トラッキングアルゴリズムを使用するトラッキングと、前記メガネからの前記反射光を使用するトラッキングとを切り替えるように動作可能であるシステム。
【請求項13】
前記メガネを照らすために配置されたライトを更に有し、
前記プロセッサは、環境光の第2しきい値に基づいて、前記ライトをオンまたはオフするように更に構成されている請求項12に記載のシステム。
【請求項14】
前記プロセッサに動作可能に結合され、前記環境光を検出するように作動され、前記カメラとは別個の光センサを更に有する請求項12に記載のシステム。
【請求項15】
ユーザの頭部のカメラトラッキングを改善するための方法であって、
ユーザが装着しているメガネから反射された光を検出することにより、カメラを使用して前記ユーザの頭部をトラッキングするステップと、
第1環境光レベルを測定するステップと、
前記第1環境光レベルが第1しきい値を外れていると判断するステップと、
前記第1環境光レベルが前記第1しきい値を外れているという前記判断に基づいて、前記メガネを照らすように構成されたライトのオンまたはオフを切り替えるステップと、を有する方法。
【請求項16】
第2環境光レベルを測定するステップと、
前記第2環境光レベルが第2しきい値を外れていると判断するステップと、
前記第2環境光レベルが前記第2しきい値を外れているという前記判断に基づいて、顔の特徴を分析することによる前記ユーザの頭部のトラッキングと、前記メガネから反射される検出光を使用するトラッキングとを切り替えるステップと、を更に有する請求項15に記載の方法。
【請求項17】
前記ユーザの頭部の位置、向きまたは動きを出力するステップを更に有する請求項15に記載の方法。
【請求項18】
前記検出光は、前記メガネのフレームから反射される請求項15に記載の方法。
【請求項19】
前記第1環境光レベルが前記しきい値を下回ると判断され、前記ライトがオンされる請求項15に記載の方法。
【請求項20】
前記環境光レベルが前記しきい値を上回ると判断され、前記ライトがオフされる請求項15に記載の方法。
【請求項21】
ユーザの頭部をトラッキングするためのシステムであって、
カメラと、
メガネと、
前記メガネを照らすように構成されたライトと、
前記カメラに動作可能に結合されたプロセッサと、を有し、前記プロセッサは、前記ユーザの顔面に装着された前記メガネからの反射光を検出することによって、前記頭部をトラッキングし、環境光のしきい値に基づいて、前記ライトのオンまたはオフを切り替えるように動作可能であるシステム。
【請求項22】
前記ライトは発光ダイオードを有する請求項21に記載のシステム。
【請求項23】
前記ライトは前記メガネに取り付けられている請求項21に記載のシステム。
【請求項24】
前記ライトは前記カメラに取り付けられている請求項21に記載のシステム。
【請求項25】
ユーザの頭部のカメラベースのトラッキングを改善するための方法であって、
前記ユーザの顔の特徴を分析することにより、カメラを使用して前記ユーザの頭部をトラッキングするステップと、
第1環境光レベルを測定するステップと、
前記第1環境光レベルが第1しきい値を外れていると判断するステップと、
前記ユーザが装着しているメガネから反射された光を検出することにより、前記カメラを使用して前記ユーザの頭部をトラッキングするステップと、
顔の特徴を分析することによる前記ユーザの頭部のトラッキングと、前記メガネから反射される検出光を使用するトラッキングとを切り替えるステップと、
第2環境光レベルを測定するステップと、
前記第2環境光レベルが第2しきい値を外れていると判断するステップと、
前記第2環境光レベルが前記第2しきい値を外れているという前記判断に基づいて、前記メガネを照らすために使用されるライトをオンまたはオフするステップと、を有する方法。
【請求項26】
前記第1環境光レベルが、前記第1しきい値を下回ると判断され、
前記切り替えは、顔の特徴を分析することによるトラッキングから、前記メガネから反射される検出光を使用するトラッキングへの切り替えであり、
前記第2環境光レベルが、前記第2しきい値を下回ると判断され、
前記ライトがオンされる請求項25に記載の方法。
【請求項27】
前記第1環境光レベルが、前記第1しきい値を上回ると判断され、
前記切り替えは、前記メガネから反射される検出光を使用するトラッキングから、顔の特徴を分析することによるトラッキングへの切り替えであり、
前記第2環境光レベルが、前記第2しきい値を上回ると判断され、
前記ライトがオフされる請求項25に記載の方法。
【請求項1】
ユーザの頭部のカメラトラッキングのための方法であって、
前記ユーザの顔の特徴を分析することにより、カメラを使用して前記ユーザの頭部をトラッキングするステップと、
第1環境光レベルを測定するステップと、
前記第1環境光レベルがしきい値を外れていると判断するステップと、
前記ユーザが装着しているメガネから反射された光を検出することにより、前記カメラを使用して前記ユーザの頭部をトラッキングするステップと、
前記第1環境光レベルが前記第1しきい値を外れているという前記判断に基づいて、顔の特徴を分析することによる前記ユーザの頭部のトラッキングと、前記メガネから反射される検出光を使用するトラッキングとを切り替えるステップと、
前記トラッキングに基づいて、前記ユーザの頭部の位置、向きまたは動きを出力するステップと、を有する方法。
【請求項2】
第2環境光レベルを測定するステップと、
前記第2環境光レベルが第2しきい値を外れていると判断するステップと、
前記第2環境光レベルが前記第2しきい値を外れているという前記判断に基づいて、前記メガネを照らすように構成されたライトをオンまたはオフするステップと、
を更に有する請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記ユーザの頭部の前記位置、向きまたは動きに基づいて、3−Dシーンをレンダリングするステップを更に有する請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記ユーザの頭部の前記位置、向きまたは動きに基づいて、ビデオゲームにコマンドを出力するステップを更に有する請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記切り替えは、前記トラッキングのエラー率にも基づく請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記第1環境光レベルが、前記第1しきい値を下回ると判断され、前記切り替えは、顔の特徴を分析することによるトラッキングから、前記メガネから反射される検出光を使用するトラッキングへの切り替えである請求項1に記載の方法。
【請求項7】
前記第1環境光レベルが、前記第1しきい値を上回ると判断され、前記切り替えは、前記メガネから反射される検出光を使用するトラッキングから、顔の特徴を分析することによるトラッキングへの切り替えである請求項1に記載の方法。
【請求項8】
前記メガネは高反射材料を含む請求項1に記載の方法。
【請求項9】
前記メガネは3−Dメガネである請求項1に記載の方法。
【請求項10】
前記3−Dメガネは、シャッターレンズを有する請求項9に記載の方法。
【請求項11】
前記測定は、前記カメラとは別個の光センサによって実行される請求項1に記載の方法。
【請求項12】
ユーザの頭部をトラッキングするためのシステムであって、
カメラと、
メガネと、
前記カメラに動作可能に結合されたプロセッサと、を有し、前記プロセッサは、顔面トラッキングアルゴリズムを使用してユーザの頭部をトラッキングし、前記ユーザの顔面に装着された前記メガネからの反射光を検出することによって、前記頭部をトラッキングし、環境光の第1しきい値に基づいて、前記顔面トラッキングアルゴリズムを使用するトラッキングと、前記メガネからの前記反射光を使用するトラッキングとを切り替えるように動作可能であるシステム。
【請求項13】
前記メガネを照らすために配置されたライトを更に有し、
前記プロセッサは、環境光の第2しきい値に基づいて、前記ライトをオンまたはオフするように更に構成されている請求項12に記載のシステム。
【請求項14】
前記プロセッサに動作可能に結合され、前記環境光を検出するように作動され、前記カメラとは別個の光センサを更に有する請求項12に記載のシステム。
【請求項15】
ユーザの頭部のカメラトラッキングを改善するための方法であって、
ユーザが装着しているメガネから反射された光を検出することにより、カメラを使用して前記ユーザの頭部をトラッキングするステップと、
第1環境光レベルを測定するステップと、
前記第1環境光レベルが第1しきい値を外れていると判断するステップと、
前記第1環境光レベルが前記第1しきい値を外れているという前記判断に基づいて、前記メガネを照らすように構成されたライトのオンまたはオフを切り替えるステップと、を有する方法。
【請求項16】
第2環境光レベルを測定するステップと、
前記第2環境光レベルが第2しきい値を外れていると判断するステップと、
前記第2環境光レベルが前記第2しきい値を外れているという前記判断に基づいて、顔の特徴を分析することによる前記ユーザの頭部のトラッキングと、前記メガネから反射される検出光を使用するトラッキングとを切り替えるステップと、を更に有する請求項15に記載の方法。
【請求項17】
前記ユーザの頭部の位置、向きまたは動きを出力するステップを更に有する請求項15に記載の方法。
【請求項18】
前記検出光は、前記メガネのフレームから反射される請求項15に記載の方法。
【請求項19】
前記第1環境光レベルが前記しきい値を下回ると判断され、前記ライトがオンされる請求項15に記載の方法。
【請求項20】
前記環境光レベルが前記しきい値を上回ると判断され、前記ライトがオフされる請求項15に記載の方法。
【請求項21】
ユーザの頭部をトラッキングするためのシステムであって、
カメラと、
メガネと、
前記メガネを照らすように構成されたライトと、
前記カメラに動作可能に結合されたプロセッサと、を有し、前記プロセッサは、前記ユーザの顔面に装着された前記メガネからの反射光を検出することによって、前記頭部をトラッキングし、環境光のしきい値に基づいて、前記ライトのオンまたはオフを切り替えるように動作可能であるシステム。
【請求項22】
前記ライトは発光ダイオードを有する請求項21に記載のシステム。
【請求項23】
前記ライトは前記メガネに取り付けられている請求項21に記載のシステム。
【請求項24】
前記ライトは前記カメラに取り付けられている請求項21に記載のシステム。
【請求項25】
ユーザの頭部のカメラベースのトラッキングを改善するための方法であって、
前記ユーザの顔の特徴を分析することにより、カメラを使用して前記ユーザの頭部をトラッキングするステップと、
第1環境光レベルを測定するステップと、
前記第1環境光レベルが第1しきい値を外れていると判断するステップと、
前記ユーザが装着しているメガネから反射された光を検出することにより、前記カメラを使用して前記ユーザの頭部をトラッキングするステップと、
顔の特徴を分析することによる前記ユーザの頭部のトラッキングと、前記メガネから反射される検出光を使用するトラッキングとを切り替えるステップと、
第2環境光レベルを測定するステップと、
前記第2環境光レベルが第2しきい値を外れていると判断するステップと、
前記第2環境光レベルが前記第2しきい値を外れているという前記判断に基づいて、前記メガネを照らすために使用されるライトをオンまたはオフするステップと、を有する方法。
【請求項26】
前記第1環境光レベルが、前記第1しきい値を下回ると判断され、
前記切り替えは、顔の特徴を分析することによるトラッキングから、前記メガネから反射される検出光を使用するトラッキングへの切り替えであり、
前記第2環境光レベルが、前記第2しきい値を下回ると判断され、
前記ライトがオンされる請求項25に記載の方法。
【請求項27】
前記第1環境光レベルが、前記第1しきい値を上回ると判断され、
前記切り替えは、前記メガネから反射される検出光を使用するトラッキングから、顔の特徴を分析することによるトラッキングへの切り替えであり、
前記第2環境光レベルが、前記第2しきい値を上回ると判断され、
前記ライトがオフされる請求項25に記載の方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公表番号】特表2012−530284(P2012−530284A)
【公表日】平成24年11月29日(2012.11.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−537886(P2012−537886)
【出願日】平成22年10月7日(2010.10.7)
【国際出願番号】PCT/US2010/051827
【国際公開番号】WO2012/047221
【国際公開日】平成24年4月12日(2012.4.12)
【出願人】(310021766)株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント (417)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成24年11月29日(2012.11.29)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年10月7日(2010.10.7)
【国際出願番号】PCT/US2010/051827
【国際公開番号】WO2012/047221
【国際公開日】平成24年4月12日(2012.4.12)
【出願人】(310021766)株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント (417)
【Fターム(参考)】
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