JP2004078977A - Interface device - Google Patents
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Abstract
【課題】キーボードやマウス等の入力装置を必要とせず、簡単に機器の操作が可能なインターフェイス装置を実現すること。
【解決手段】CCDカメラ3で撮像した画像中の物体の形状、動きを認識するホストコンピュータ1と、ホストコンピュータ1によって認識した物体の形状、動きを表示するディスプレイ2とを備え、CCDカメラ3にユーザーが向い、例えば手振りによって指示を与えると、与えた手振りがディスプレイ2の表示画面上に表示され、例えば表示画面上に表示した仮想スイッチ201、202、203等を手振りによって矢印カーソルのアイコン200で選択でき、マウス等の入力装置を必要とせず、非常に簡便な機器の操作が可能となる。
【選択図】図1An interface device that does not require an input device such as a keyboard and a mouse and that can easily operate devices.
The CCD camera includes a host computer for recognizing the shape and movement of an object in an image captured by a CCD camera, and a display for displaying the shape and movement of the object recognized by the host computer. When the user faces, for example, gives an instruction by hand gesture, the given hand gesture is displayed on the display screen of the display 2. It is selectable, and does not require an input device such as a mouse, so that very simple operation of the device can be performed.
[Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、コンピュータやワードプロセッサ等の情報機器や、テレビ等のディスプレイを有する機器の入出力を行うインターフェイス装置に関する。 The present invention relates to an interface device for inputting and outputting information devices such as a computer and a word processor, and devices having a display such as a television.
この種の従来のインターフェイス装置として、表示画面中のマウスによって検出した座標位置にカーソルを表示し、画面中に表示した任意の操作ボタンをユーザーに選択させるものがある。 As a conventional interface device of this type, there is one that displays a cursor at a coordinate position detected by a mouse on a display screen and allows a user to select an arbitrary operation button displayed on the screen.
図7はこの種の従来のインターフェイス装置の概要を示すものである。図7において、71はディスプレイで、ディスプレイ71中にはホストコンピュータ72により、仮想の操作ボタン711、712、713が表示されている。73はマウス、710はマウスカーソルで、マウス73によって検出したマウス73の移動量に基づき、マウス73の動きに同期して画面中を動くように、ホストコンピュータ72が表示制御する。ユーザーは、マウス73を動かす事により、表示画面中の任意の仮想操作ボタンの位置にマウスカーソル710を移動させ、マウス73上のスイッチ731を押すことにより、操作ボタンを選択し、ホストコンピュータ72に動作の指示を与えられるようになっている。
FIG. 7 shows an outline of this type of conventional interface device. In FIG. 7,
しかしながら上記従来の装置においては、機器の本体とは別にマウスという入力装置が必要で、又マウスを操作するテーブル等の基台が必要であり、携帯情報機器等に用いる事は適さない。又、マウスを介して操作を行なうため、必ずしも直接的で分かりやすいインターフェイスにはなっていないという課題を有していた。 However, in the above-mentioned conventional apparatus, an input device called a mouse is required separately from the main body of the apparatus, and a base such as a table for operating the mouse is required, which is not suitable for use in portable information devices and the like. In addition, since the operation is performed via a mouse, there is a problem that the interface is not always a direct and easy-to-understand interface.
本発明はかかる点に鑑み、キーボードやマウス等の入力装置を必要とせず、簡単に機器の操作が可能なインターフェイス装置を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide an interface device that does not require an input device such as a keyboard and a mouse and that can easily operate devices.
本発明は上記目的を達成するため、少なくとも撮像部と、前記撮像部で撮像した画像中の物体の形状及び動きを認識する動作認識部と、前記動作認識部によって認識した物体の形状を、予め前記物体の形状と対応づけられた前記物体とは異なる指示アイコンを生成して表示し、かつ前記動作認識部によって認識した物体の動きに対応して前記指示アイコンを移動させるように表示する表示部と、前記指示アイコンにより前記表示部での情報入力を実行するインターフェイス装置である。 In order to achieve the above object, the present invention, at least an imaging unit, a motion recognition unit that recognizes the shape and motion of an object in an image captured by the imaging unit, and a shape of the object recognized by the motion recognition unit, A display unit that generates and displays an instruction icon different from the object associated with the shape of the object, and displays the instruction icon to move in response to the movement of the object recognized by the operation recognition unit. And an interface device for inputting information on the display unit by the instruction icon.
以上のように構成した本発明のインターフェイス装置の撮像部にユーザーが向い、例えば手振りによって指示を与えると、与えた手振りが表示画面上に表示され、例えば表示画面上に表示した仮想スイッチ等を手振りによって選択出来るものであり、マウス等の入力装置を必要とせず、非常に簡便な機器の操作が可能となるものである。 When the user faces the imaging unit of the interface device of the present invention configured as described above and gives an instruction by hand gesture, for example, the given hand gesture is displayed on the display screen. For example, the virtual switch or the like displayed on the display screen is shaken. This makes it possible to operate the device very easily without using an input device such as a mouse.
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明によるインターフェイス装置の実施例の外観を示したものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the appearance of an embodiment of the interface device according to the present invention.
図1において、1はホストコンピュータ、2は表示に用いるディスプレイ、3は画像を撮像するCCDカメラである。CCDカメラ3は、ディスプレイ2の表示方向と同一方向に撮像面を配置してあり、ユーザーが表示面に向かうことにより、ユーザーの手振りを撮像できるようになっている。又、CCDカメラ3の撮像面上には、図示しない肌色領域の波長の光透過フィルタを配置してあり、人間の顔や手等の画像のみがCCDカメラ3によって撮像され、背景等の画像がカットされるようになっている。ディスプレイ2上には、仮想スイッチ201、202、203、及び前記仮想スイッチを選択する矢印カーソル200が表示できるようになっている。
In FIG. 1, 1 is a host computer, 2 is a display used for display, and 3 is a CCD camera for picking up an image. The
図2は、本実施例の詳細なブロック図を示すものである。図2において、CCDカメラ3から入力された画像は、フレームメモリ21に蓄えられる。動作認識部22は、フレームメモリ21の中に蓄えた画像中から、例えば、ユーザーの手に相当する部分を抽出し、その形状が、例えば図3(A)に示すような、一本指の形状であるのか、又図3(B)に示すような握り拳の形状であるのかを判断する。
FIG. 2 is a detailed block diagram of the present embodiment. 2, an image input from the
図4は、動作認識部22の詳細な実施例を示したもので、輪郭抽出部221と、物体抽出部222と、形状変化識別部223と、位置検出部224とによって構成した例を示したものである。
FIG. 4 shows a detailed embodiment of the
輪郭抽出部221は、画像中に存在する物体の輪郭形状を抽出する。具体的な方法例としては、画像を二値化し、そのエッジを抽出することにより、簡単に輪郭形状が抽出できる。
The
物体抽出部222は、輪郭抽出部221によって抽出した複数の物体の輪郭形状中から、例えばユーザーの手に相当する輪郭形状を抽出する。具体的方法の一例としては、輪郭線で囲まれた閉領域の面積を判断させる方法や、又、ニューラルネットワークを用いて手の部分の輪郭形状を抽出する方法を用いることが出来る。
The
形状変化識別部223は、物体抽出部222によって抽出した手の部分の輪郭形状を更に詳細に識別し、例えばその形状が、図3(A)に示すような、一本指の形状であるのか、又図3(B)に示すような握り拳の形状であるのかを判断する。同時に位置検出部224は、前記ユーザーの手の部分の輪郭形状の重心座標を演算する。
The shape
アイコン生成部24は、形状変化識別部223による手の形状の識別結果に基づいて、ディスプレイに表示すべきアイコン画像を生成する。例えば、手の形状の識別結果が一本指の形状であれば、例えば図5(A)に示すような矢印のアイコンを、また握り拳の形状であれば、例えば図5(B)に示すような、X印のアイコンを生成する。
The
表示制御部23は、アイコン生成部24によって生成したアイコンのディスプレイ上での表示位置を制御するもので、座標変換部231と座標反転部232から成る。座標変換部231は、撮像した画像の座標からディスプレイの表示座標への変換を行ない、また、座標反転部232は、変換した表示座標の左右位置を反転する。即ち、位置検出部224によって検出したユーザーの手に相当する部分の画像中の重心座標から、ディスプレイの表示座標への変換を行い、左右の座標を反転させてディスプレイにアイコンを表示するわけである。この操作により、ユーザーが手を右に動かせば、この動作を鏡に写したのと同様に、表示画面状でアイコンが向かって右に動く。
The
以上の様に構成した本実施例による操作例を以下に示す。図1に示すように、本実施例によるインターフェイス装置を備えた機器にユーザーが向い、手を一本指の形状にして動かすと、ディスプレイ上に表示した矢印カーソルのアイコン200が、手の動きに対応した任意の位置に移動する。次に、ディスプレイ上に表示した任意の仮想スイッチの上に、手を動かすことによって矢印カーソルのアイコン200を移動させ、手を握り、握り拳形状にすると、その仮想スイッチが選択され、ホストコンピュータ1に指令を与えることができるわけである。
操作 An operation example according to the present embodiment configured as described above is shown below. As shown in FIG. 1, when a user turns to a device equipped with the interface device according to the present embodiment and moves the hand in the shape of one finger, the
図6は、本発明によるインターフェイス装置の動作認識部の他の実施例を示すものである。この実施例では、動作認識部22を、輪郭抽出部221と形状変化識別部223と、位置検出部224とによって構成した例である。即ち、物体抽出部221の動作を形状変化識別部223によって一括して行なわせるものである。前述の実施例においては、物体抽出部222によって、手の形状の物体を一旦抽出し、更に形状変化識別部223によって、手の形状の細かな違いを詳細に識別するものであった。手の形状変化が、例えば、一本指と握り拳の2種類程度に限定するのであれば、図5に示すように、形状変化識別部223によって、画像中の複数の物体中から、この2種類の形状の何れかに相当する物体を識別、抽出させるだけで充分実用に耐える。
FIG. 6 shows another embodiment of the operation recognition unit of the interface device according to the present invention. In this embodiment, the
又、表示するアイコンの例としては、例えば図5(C)、(D)に示すように、手の形状そのものをアイコン化すれば、実際の手の動きと対応が取れ、分かりやすい。具体的には、図5(C)、(D)のような画像を予め登録しておいてもよいし、又、輪郭抽出部221によって抽出した手の輪郭形状データを任意の大きさに縮小又は拡大し、アイコン画像として用いることもできる。
5) As examples of icons to be displayed, for example, as shown in FIGS. 5C and 5D, if the shape of the hand itself is converted into an icon, it is possible to correspond to the actual hand movement and to be easily understood. Specifically, images such as those shown in FIGS. 5C and 5D may be registered in advance, or the contour data of the hand extracted by the
以上のように本実施形態は、少なくとも撮像部と、前記撮像部で撮像した画像中の物体の形状及び又は動きを認識する動作認識部と、前記動作認識部によって認識した物体の形状及び又は動きを表示する表示部とによって構成され、この撮像部にユーザーが向い、例えば手振りによって指示を与えると、与えた手振りが表示画面上に表示され、例えば表示画面上に表示した仮想スイッチ等を手振りによって選択でき、マウス等の入力装置を必要とせず、非常に簡便な機器の操作が可能となるものである。 As described above, the present embodiment includes at least an imaging unit, a motion recognition unit that recognizes the shape and / or motion of an object in an image captured by the imaging unit, and a shape and / or motion of the object recognized by the motion recognition unit. When the user faces the imaging unit, for example, gives an instruction by hand gesture, the given hand gesture is displayed on the display screen, for example, a virtual switch or the like displayed on the display screen is hand gestured. It can be selected, and does not require an input device such as a mouse, and can be operated with very simple equipment.
以上のように本発明は、少なくとも撮像部と、前記撮像部で撮像した画像中の物体の形状及び動きを認識する動作認識部と、前記動作認識部によって認識した物体の形状を、予め前記物体の形状と対応づけられた前記物体とは異なる指示アイコンを生成して表示し、かつ前記動作認識部によって認識した物体の動きに対応して前記指示アイコンを移動させるように表示する表示部と、前記指示アイコンにより前記表示部での情報入力を実行するインターフェイス装置であり、マウス等の入力装置を必要とせず、非常に簡便な機器の操作が可能となるものである。 As described above, the present invention provides at least an imaging unit, an operation recognition unit that recognizes a shape and a movement of an object in an image captured by the imaging unit, and a shape of the object recognized by the operation recognition unit. A display unit that generates and displays an instruction icon different from the object associated with the shape of the object, and displays the instruction icon in accordance with the movement of the object recognized by the operation recognition unit. An interface device for inputting information on the display unit by the instruction icon, which does not require an input device such as a mouse, and enables a very simple operation of the device.
1 ホストコンピュータ
2 ディスプレイ
3 CCDカメラ
21 フレームメモリ
22 動作認識部
23 表示制御部
24 アイコン生成部
200 アイコン
201,202,203 仮想スイッチ
221 輪郭抽出部
222 物体抽出部
223 形状変化識別部
224 位置検出部
231 座標変換部
232 座標反転部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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