JP2018088183A - Image recognition apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像認識装置に関し、特に、操作者の指先検出機能を備えた画像認識装置に関する。 The present invention relates to an image recognition device, and more particularly, to an image recognition device having an operator's fingertip detection function.
従来の技術として、赤外線カメラによる撮像画像を2値化処理し、この画像から指先位置を検出する画像認識装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional technique, an image recognition device that binarizes an image captured by an infrared camera and detects a fingertip position from the image is known (for example, see Patent Document 1).
この画像認識装置は、2値化処理及び孤立点除去後の画像に対して、手領域内部の点から輪郭までの最短距離を算出し、この最短距離が最大となる位置を検出し、この位置を手のひらの中心位置と認定する。中心位置から横軸に角度(左90度から右90度まで)、縦軸に各角度における(各方向における)輪郭までの距離をとった角度距離曲線図が得られる。極大値は手領域画像の指先の方向(角度)に現れる。指先位置検出部は、極大値を取る方向における輪郭線上の位置を指先位置として、指先位置の座標を得る。また、複数ある極大値の間にある極小値は、指と指の間である指又部分の方向(角度)に現れる。このような手法により、指先位置を求めることができるとされている。 This image recognition device calculates the shortest distance from the point inside the hand region to the contour for the image after binarization processing and isolated point removal, detects the position where the shortest distance is maximum, Is recognized as the center position of the palm. An angle-distance curve diagram is obtained in which the angle from the center position to the horizontal axis (from 90 degrees to the right to 90 degrees) and the vertical axis to the distance to the contour (in each direction) at each angle are obtained. The maximum value appears in the direction (angle) of the fingertip of the hand region image. The fingertip position detection unit obtains the coordinates of the fingertip position using the position on the contour line in the direction of taking the maximum value as the fingertip position. In addition, a local minimum value between a plurality of local maximum values appears in the direction (angle) of the finger or the part between the fingers. It is said that the fingertip position can be obtained by such a method.
しかし、特許文献1の画像認識装置では、指を伸ばし指と指の隙間を閉じた手の姿勢の場合、カメラに対する手の傾き具合やカメラの解像度によっては、指と指の間に生じるはずの輪郭の凹形状が捉えられなくなり、その結果、指先の凸形状を検出できなくなるという問題があった。 However, in the image recognition apparatus disclosed in Patent Document 1, in the case of a hand posture in which a finger is extended and the gap between the finger and the finger is closed, depending on how the hand is tilted with respect to the camera and the resolution of the camera, it should occur between the finger and the finger. There is a problem that the concave shape of the contour cannot be captured, and as a result, the convex shape of the fingertip cannot be detected.
したがって、本発明の目的は、指先の検出能力に優れた画像認識装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an image recognition device having excellent fingertip detection capability.
[1]上記目的を達成するため、手の画像情報から2値化処理により前記手の手領域を検出する手領域検出部と、前記手領域における指先方向を示す長手方向を検出する長手方向検出部と、前記手領域における手の平の中心位置を検出する中心検出部と、前記手領域の輪郭部における指先候補又は指又候補を抽出する候補抽出部と、前記候補抽出部により抽出された指先候補を所定の条件で統合する指先候補統合部と、前記指先候補統合部により統合された指先候補から前記手の指先位置を特定する指先位置特定部と、を有することを特徴とする画像認識装置を提供する。 [1] In order to achieve the above object, a hand region detection unit that detects the hand region of the hand by binarization processing from hand image information, and a longitudinal direction detection that detects a longitudinal direction indicating the fingertip direction in the hand region A center detection unit that detects a center position of a palm in the hand region, a candidate extraction unit that extracts a fingertip candidate or a fingertip candidate in a contour portion of the hand region, and a fingertip candidate extracted by the candidate extraction unit An image recognition apparatus, comprising: a fingertip candidate integrating unit that integrates the fingertip candidates on a predetermined condition; and a fingertip position specifying unit that specifies the fingertip position of the hand from the fingertip candidates integrated by the fingertip candidate integrating unit. provide.
[2]前記中心検出部は、前記手領域検出部により得られた2値化画像から距離変換画像を作成し、この距離変換画像に基づいて、前記手の平の中心位置を検出することを特徴とする上記[1]に記載の画像認識装置であってもよい。 [2] The center detection unit creates a distance conversion image from the binarized image obtained by the hand region detection unit, and detects the center position of the palm based on the distance conversion image. The image recognition device according to [1] may be used.
[3]また、前記候補抽出部は、1又は2以上の基準点から前記輪郭部までの極大値又は極小値により前記指先候補又は指又候補を抽出する、ことを特徴とする上記[1]又は[2]に記載の画像認識装置であってもよい。 [3] Further, the candidate extraction unit extracts the fingertip candidate or fingertip candidate based on a maximum value or a minimum value from one or more reference points to the contour portion. [1] Alternatively, the image recognition device according to [2] may be used.
[4]また、前記基準点は、前記手の平の中心位置の点、及び、前記中心位置を通り前記長手方向と交差する前記輪郭部上の点である、ことを特徴とする上記[1]に記載の画像認識装置であってもよい。 [4] Further, in the above [1], the reference point is a point at a center position of the palm and a point on the contour portion passing through the center position and intersecting the longitudinal direction. The image recognition apparatus described may be used.
[5]また、前記指先候補統合部は、前記指又候補を所定の条件で統合し、前記指又候補に挟まれた複数の指先候補の平均位置を代表位置として統合する、ことを特徴とする上記[1]から[4]までのいずれか1に記載の画像認識装置であってもよい。 [5] Further, the fingertip candidate integration unit integrates the fingertip candidates under a predetermined condition, and integrates an average position of a plurality of fingertip candidates sandwiched between the fingertip candidates as a representative position. The image recognition device according to any one of [1] to [4] may be used.
[6]また、前記指先位置特定部は、前記指先候補統合部により求められた指先候補のうち、前記手の平の中心位置から指先候補までの距離が大きいものから5つを指先として特定する、ことを特徴とする上記[1]から[5]までのいずれか1に記載の画像認識装置であってもよい。 [6] In addition, the fingertip position specifying unit specifies five fingertips having the largest distance from the center position of the palm to the fingertip candidate as fingertips among the fingertip candidates obtained by the fingertip candidate integration unit. The image recognition apparatus according to any one of [1] to [5], characterized in that:
本発明の画像認識装置によれば、指先の検出能力に優れた画像認識装置を提供することができる。 According to the image recognition device of the present invention, it is possible to provide an image recognition device with excellent fingertip detection capability.
(本発明の実施の形態)
本発明の実施の形態に係る画像認識装置1は、手80の画像情報から2値化処理により手80の手領域を検出する手領域検出部110と、手領域における指先方向を示す長手方向を検出する長手方向検出部120と、手領域における手の平の中心位置を検出する中心検出部130と、手領域の輪郭部における指先候補又は指又候補を抽出する候補抽出部140と、候補抽出部140により抽出された指先候補を所定の条件で統合する指先候補統合部150と、指先候補統合部150により統合された指先候補から手の指先位置を特定する指先位置特定部160と、を有して構成されている。
(Embodiment of the present invention)
The image recognition device 1 according to the embodiment of the present invention includes a hand region detection unit 110 that detects a hand region of the hand 80 from the image information of the hand 80 by binarization processing, and a longitudinal direction that indicates a fingertip direction in the hand region. A longitudinal direction detecting unit 120 for detecting, a center detecting unit 130 for detecting the center position of the palm in the hand region, a candidate extracting unit 140 for extracting a fingertip candidate or a finger ridge candidate in the contour portion of the hand region, and a candidate extracting unit 140 A fingertip candidate integrating unit 150 that integrates the fingertip candidates extracted by the predetermined conditions, and a fingertip position specifying unit 160 that specifies the fingertip position of the hand from the fingertip candidates integrated by the fingertip candidate integrating unit 150. It is configured.
図1は、本発明の実施の形態に係る画像認識装置の配置の一例を示す側面図である。図1に示すように、画像認識装置1は、取付部50に撮像手段としてのカメラ10が装着されて、略水平方向に撮像する。カメラ10は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)などの半導体撮像素子を備えている。カメラ10の撮像範囲60と略同一となる範囲を照明20が照明する。なお、撮像する光の波長は任意の周波数の光が使用可能であるが、赤外光、近赤外光を使用して照明、撮像するシステムが好ましい。これにより、操作者が撮像時に照明光を見ることがなく、撮像時の違和感を防止あるいは軽減することができる。 FIG. 1 is a side view showing an example of an arrangement of an image recognition apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the image recognition apparatus 1 has a camera 10 as an imaging unit attached to the mounting portion 50 and images in a substantially horizontal direction. The camera 10 includes a semiconductor image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor). The illumination 20 illuminates a range that is substantially the same as the imaging range 60 of the camera 10. In addition, although the wavelength of the light to image can use the light of arbitrary frequencies, the system which illuminates and images using infrared light and near-infrared light is preferable. Thereby, an operator does not see illumination light at the time of imaging, and the uncomfortable feeling at the time of imaging can be prevented or reduced.
カメラ10は、所定の方向から操作者の手80を撮像し、撮像したフレーム画像S(n)を画像情報として制御部100へ出力する。本実施の形態では、所定の方向は、操作者の手の平側を撮像する方向とする。 The camera 10 images the operator's hand 80 from a predetermined direction, and outputs the captured frame image S (n) to the control unit 100 as image information. In the present embodiment, the predetermined direction is a direction in which the palm side of the operator's palm is imaged.
(制御部100の構成)
図2は、本発明の実施の形態に係る画像認識装置のブロック構成図の一例を示している。制御部100は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うCPU(Central Processing Unit)、半導体メモリであるRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)などから構成されるマイクロコンピュータである。このROMには、例えば、制御部100が動作するためのプログラム等が格納されている。RAMは、例えば、複数の画像情報や一時的に演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。また制御部100は、その内部にクロック信号を生成する手段を有し、このクロック信号に基づいて処理を実行する。
(Configuration of control unit 100)
FIG. 2 shows an example of a block configuration diagram of the image recognition apparatus according to the embodiment of the present invention. The control unit 100 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) that performs operations and processes on acquired data according to a stored program, a RAM (Random Access Memory) that is a semiconductor memory, a ROM (Read Only Memory), and the like. Microcomputer. In this ROM, for example, a program for operating the control unit 100 is stored. For example, the RAM is used as a storage area for storing a plurality of pieces of image information, temporary calculation results, and the like. Further, the control unit 100 has means for generating a clock signal therein, and executes processing based on this clock signal.
制御部100は、手領域検出部110、長手方向検出部120、中心検出部130、候補抽出部140、指先候補統合部150、及び指先位置特定部160を備えている。 The control unit 100 includes a hand region detection unit 110, a longitudinal direction detection unit 120, a center detection unit 130, a candidate extraction unit 140, a fingertip candidate integration unit 150, and a fingertip position specifying unit 160.
(手領域検出)
図3(a)は、撮像された手の輝度画像の一例であり、図3(b)は、この手の画像情報から2値化処理により得られた2値画像図である。手領域検出部110は、カメラ10から入力されるフレーム画像S(n)に基づく手の画像情報から2値化処理により手80の手領域を検出する。手領域検出部110は、例えば、画像情報に基づいて、図3(a)に示すような背景除去した輝度画像210を生成し、明るさが所定の閾値以上の領域を手領域として抽出した2値画像220を生成する。図3(b)は、この手の画像情報から2値化処理により得られた2値画像である。
(Hand area detection)
FIG. 3A is an example of a captured hand luminance image, and FIG. 3B is a binary image diagram obtained by binarization processing from the hand image information. The hand region detection unit 110 detects the hand region of the hand 80 by binarization processing from hand image information based on the frame image S (n) input from the camera 10. The hand area detection unit 110 generates, for example, a luminance image 210 with the background removed as illustrated in FIG. 3A based on the image information, and extracts an area whose brightness is equal to or greater than a predetermined threshold as a hand area 2 A value image 220 is generated. FIG. 3B is a binary image obtained by binarization processing from this type of image information.
(長手方向検出)
長手方向検出部120は、図3(b)で示す手80の長手方向の検出を行なう。なお、上向き方向を指先方向とする。長手方向の検出方法としては、例えば、次に示す慣性主軸を用いた検出方法が考えられる。
(Longitudinal direction detection)
The longitudinal direction detection unit 120 detects the longitudinal direction of the hand 80 shown in FIG. The upward direction is the fingertip direction. As a detection method in the longitudinal direction, for example, a detection method using the following inertial main axis can be considered.
図4は、長手方向の検出を行なうための慣性主軸を用いた検出方法を示す座標図である。図4で示すような領域300の長手方向(角度θ)は下式の解として求まる。
ただし、モーメント
は、図形内で1をとり、図形外で0をとる2値画像とする。
FIG. 4 is a coordinate diagram showing a detection method using an inertia main axis for detecting the longitudinal direction. The longitudinal direction (angle θ) of the region 300 as shown in FIG. 4 is obtained as a solution of the following equation.
However, moment
Is a binary image that takes 1 inside the figure and 0 outside the figure.
(中心検出)
図5(a)は、距離変換画像の一例であり、図5(b)は、図5(a)から求められた手の平の中心位置を2値画像上に示す2値画像図である。中心検出により、手の平の中心位置の推定を行なう。手領域の中から手の平の中心位置を、例えば次のような手法で推定する。図3(b)で示した2値画像から距離変換画像を図5(a)に示すように作成し、図5(b)に示すように、距離変換値が最も大きい画素を手の平の中心位置とする。ここで、距離変換画像とは、2値画像上の領域内画素の画素値を、領域の輪郭からの最短距離に置き換えた画像である。
(Center detection)
FIG. 5A is an example of a distance conversion image, and FIG. 5B is a binary image diagram showing the center position of the palm obtained from FIG. 5A on the binary image. The center position of the palm is estimated by center detection. The center position of the palm is estimated from the hand region by, for example, the following method. A distance conversion image is created from the binary image shown in FIG. 3B as shown in FIG. 5A, and the pixel having the largest distance conversion value is set as the center position of the palm as shown in FIG. 5B. And Here, the distance conversion image is an image in which the pixel value of the pixel in the region on the binary image is replaced with the shortest distance from the contour of the region.
(候補抽出)
図6(a)は、指先候補又は指又候補を抽出するためのトレースをトレース開始点から開始することを説明する2値画像図であり、図6(b)は、横軸をトレース位置、縦軸を輪郭と手の平中心との距離とした図、図6(c)は、抽出した指先候補、指又候補をそれぞれ×(指先候補)、〇(指又候補)で図示した2値画像図である。
(Candidate extraction)
FIG. 6A is a binary image diagram for explaining that a trace for extracting a fingertip candidate or a fingertip candidate is started from a trace start point, and FIG. 6B is a trace position on the horizontal axis. FIG. 6C is a binary image diagram in which the extracted fingertip candidates and fingertip candidates are indicated by × (fingertip candidates) and ○ (fingertip candidates), respectively, with the vertical axis as the distance between the contour and the palm center. It is.
第1基準点を、中心検出で求めた図6(a)で示す点SP1とする。手領域の輪郭となる全ての画素と手の平中心である第1基準点(点SP1)との距離を算出し、距離が極大値となる画素を指先候補、極小値となる画素を指又候補として抽出する。 The first reference point is a point SP1 shown in FIG. 6A obtained by center detection. The distance between all the pixels that form the contour of the hand area and the first reference point (point SP1) that is the center of the palm is calculated, and the pixel that has the maximum value is the fingertip candidate and the pixel that has the minimum value is the fingertip candidate. Extract.
図6(a)に示すように、トレース開始/終了点を時計周りに輪郭に沿って、輪郭画素と第1基準点(SP1)との距離を算出する。その結果は、横軸をトレース位置、縦軸を輪郭と第1基準点(点SP1)との距離、とした図6(b)で示すような図となる。算出した距離から極大値/極小値を抽出するとノイズ(小さな山と谷)を多数含むため、移動平均などで距離データを丸めた上で極大値/極小値を抽出する。(ノイズ除去の手法は、特に移動平均に限定はしない。) As shown in FIG. 6A, the distance between the contour pixel and the first reference point (SP1) is calculated along the contour of the trace start / end point clockwise. The result is as shown in FIG. 6B in which the horizontal axis represents the trace position and the vertical axis represents the distance between the contour and the first reference point (point SP1). When the local maximum / minimum value is extracted from the calculated distance, many noises (small peaks and valleys) are included. Therefore, the local maximum / minimum value is extracted after rounding the distance data by moving average or the like. (The noise removal method is not particularly limited to moving average.)
図6(c)は、図6(b)の極大値/極小値から抽出した指先候補、指又候補をそれぞれ輪郭上の×(指先候補)、〇(指又候補)で図示した2値画像図である。この2値画像図から、人差し指、薬指、小指を検出していないことがわかる。なお、前処理の距離ノイズ除去を無くす、または、丸めを軽減すると、未検出率は下がるが、ノイズ増加により誤検出率が高まる。 FIG. 6C is a binary image in which the fingertip candidates and fingertip candidates extracted from the maximum / minimum values in FIG. 6B are indicated by × (fingertip candidates) and ◯ (fingertip candidates) on the contour, respectively. FIG. From this binary image diagram, it can be seen that the index finger, ring finger, and little finger are not detected. Note that if the removal of distance noise in the preprocessing is eliminated or rounding is reduced, the undetected rate decreases, but the false detection rate increases due to an increase in noise.
(第2,3基準点による候補抽出)
前ステップでは、基準点を手の平の中心とし、基準点と輪郭画素との距離を用いて指先/指又候補を抽出したが、本ステップでは、次の2つの基準点を用いてさらに指先/指又候補を抽出する。手の平中心から見て指先方向(長手方向)を0°としたとき、直交、すなわち、±90°方向の手の平の端を第2基準点(SP2)、第3基準点(SP3)とする。なお、第2基準点(SP2)、第3基準点(SP3)は、長手方向と直交する輪郭部上の点には限られず、±45°〜135°方向の輪郭部上の点であればよい。
(Candidate extraction by the second and third reference points)
In the previous step, the fingertip / finger candidate is extracted using the reference point as the center of the palm and the distance between the reference point and the contour pixel. In this step, the fingertip / finger is further extracted using the following two reference points. Candidates are also extracted. When the fingertip direction (longitudinal direction) is 0 ° as viewed from the center of the palm, the palm ends perpendicular to each other, that is, ± 90 °, are defined as the second reference point (SP2) and the third reference point (SP3). The second reference point (SP2) and the third reference point (SP3) are not limited to points on the contour portion orthogonal to the longitudinal direction, and may be points on the contour portion in the direction of ± 45 ° to 135 °. Good.
図7(a)は、第2基準点を用いて抽出した指先候補、指又候補をそれぞれ×(指先候補)、〇(指又候補)で図示した2値画像図であり、図7(b)は、第3基準点を用いて抽出した指先候補、指又候補をそれぞれ×(指先候補)、〇(指又候補)で図示した2値画像図である。手の平中心から見て指先方向(長手方向)と直交する手の平の端の第2基準点(SP2)、第3基準点(SP3)を用いて指先候補、指又候補を抽出することにより、第1基準点(SP1)を用いた抽出で検出できなかった人差し指、薬指、小指が検出できていることがわかる。 FIG. 7A is a binary image diagram in which the fingertip candidate and the fingertip candidate extracted using the second reference point are indicated by x (fingertip candidate) and ◯ (fingertip candidate), respectively. ) Is a binary image diagram illustrating the fingertip candidate and the fingertip candidate extracted using the third reference point as x (fingertip candidate) and ○ (fingertip candidate), respectively. By extracting a fingertip candidate and a fingertip candidate using the second reference point (SP2) and the third reference point (SP3) at the end of the palm perpendicular to the fingertip direction (longitudinal direction) when viewed from the center of the palm, It can be seen that the index finger, ring finger, and little finger that could not be detected by extraction using the reference point (SP1) can be detected.
(指先候補統合)
図8(a)は、指又候補の統合を示す図であり、図8(b)は、指先候補の統合を示す図であり、図8(c)は、指先候補の統合を示す図であり、指先候補、指又候補を所定の条件で統合した結果をそれぞれ×(指先候補)、〇(指又候補)で図示した2値画像図である。第1基準点(SP1)〜第3基準点(SP3)を用いて抽出した指又候補に対して、輪郭線上での距離が近いものを同じグループとしてまとめ、代表位置を平均位置とする。
(Fingertip candidate integration)
FIG. 8A is a diagram illustrating integration of fingertip candidates, FIG. 8B is a diagram illustrating integration of fingertip candidates, and FIG. 8C is a diagram illustrating integration of fingertip candidates. FIG. 5 is a binary image diagram illustrating the result of integrating the fingertip candidate and the fingertip candidate under predetermined conditions with × (fingertip candidate) and ○ (fingertip candidate), respectively. For the finger-and-cane candidates extracted using the first reference point (SP1) to the third reference point (SP3), those having a short distance on the contour line are grouped together and the representative position is set as the average position.
図8(a)で示すように、指又候補(○印)が2つある場合、候補間の距離(太線の長さ)が閾値以下なら、2つの候補を同じグループとし、代表位置を輪郭上の平均位置(◇印)とする。 As shown in FIG. 8 (a), if there are two finger fold candidates (circles), if the distance between the candidates (thick line length) is less than or equal to the threshold, the two candidates are grouped together and the representative position is contoured. The upper average position (marked with ◇).
また、図8(b)で示すように、指又候補(◇印)に挟まれた全ての指先候補(△印)を同じグループとし、代表位置を輪郭上の平均位置(×印)とする。 Further, as shown in FIG. 8B, all fingertip candidates (Δ mark) sandwiched between fingertip candidates (◇ mark) are set to the same group, and the representative position is set to the average position (× mark) on the contour. .
上記示した処理により求めた指先候補、指又候補を統合して示すと、図8(c)のようになる。人差し指、薬指、小指にも指先候補(×印)が抽出できていることが分かる。 When the fingertip candidates and fingertip candidates obtained by the above-described processing are shown in an integrated manner, it is as shown in FIG. It can be seen that fingertip candidates (× marks) can also be extracted from the index finger, ring finger, and little finger.
(指先位置特定)
図9は、5つの指先候補を抽出して指先位置を確定した結果を×(指先候補)、〇(指又候補)で図示した2値画像図である。すなわち、第1基準点SP1(手の平中心)と指先候補の距離が閾値以上となる候補を抽出する。抽出した候補のうち、第1基準点SP1から見た指先方向の距離が遠い(大きい)ものから最大5つまでを指先と確定する。図9に示すように、親指、人差し指、中指、薬指、小指の5つの指先が特定されていることがわかる。一方、図10は、従来の方法により指先候補を抽出して指先位置を特定した結果を×(指先候補)、〇(指又候補)で図示した2値画像図であるが、人差し指、薬指、小指を検出、特定していないことがわかる。
(Fingertip location specification)
FIG. 9 is a binary image diagram illustrating the result of extracting five fingertip candidates and determining the fingertip position as x (fingertip candidates) and ◯ (fingertip candidates). That is, a candidate is extracted in which the distance between the first reference point SP1 (the palm center) and the fingertip candidate is greater than or equal to the threshold. Among the extracted candidates, a maximum of five from the far (large) distance in the fingertip direction viewed from the first reference point SP1 is determined as the fingertip. As shown in FIG. 9, it can be seen that five fingertips of the thumb, the index finger, the middle finger, the ring finger, and the little finger are specified. On the other hand, FIG. 10 is a binary image diagram illustrating the result of extracting a fingertip candidate by a conventional method and specifying the fingertip position as x (fingertip candidate) and ○ (finger or finger candidate). It can be seen that the little finger is not detected or specified.
(実施の形態の効果)
本発明の実施の形態によれば、以下のような効果を有する。
(1)本実施の形態に係る画像認識装置1は、手80の画像情報から2値化処理により手80の手領域を検出する手領域検出部110と、手領域における指先方向を示す長手方向を検出する長手方向検出部120と、手領域における手の平の中心位置を検出する中心検出部130と、手領域の輪郭部における指先候補又は指又候補を抽出する候補抽出部140と、候補抽出部140により抽出された指先候補を所定の条件で統合する指先候補統合部150と、指先候補統合部150により統合された指先候補から手の指先位置を特定する指先位置特定部160と、を有して構成されている。手領域の輪郭部における指先候補又は指又候補を抽出する候補抽出において、第1基準点(SP1)〜第3基準点(SP3)を用いて指先候補又は指又候補を抽出するので、従来の方法では検出できなかった指先も検出できるようになり、指先の検出率を向上させることができるようになった。これにより指先の検出能力に優れた画像認識装置を提供することができる。
(2)指先候補又は指又候補を抽出する際に、輪郭画素と基準点との距離を算出した距離から極大値/極小値を抽出するとノイズ(小さな山と谷)を多数含むため、移動平均などで距離データを丸めた上で極大値/極小値を抽出する。しかし、ノイズ除去のために移動平均などにより平滑化処理を行なうと、指先候補、指又候補の検出精度が低下する。本実施の形態に係る画像認識装置1は、第1基準点(SP1)〜第3基準点(SP3)を用いて指先候補又は指又候補を抽出する。このため、指先候補、指又候補の抽出処理において平滑化処理によりノイズの影響を低減できると共に、複数の基準点(第1基準点〜第3基準点)を使用して極大値/極小値を抽出するので、指先候補、指又候補の検出率は低下しない。これにより指先の検出能力に優れた画像認識装置を提供することができる。
(Effect of embodiment)
The embodiment of the present invention has the following effects.
(1) The image recognition apparatus 1 according to the present embodiment includes a hand region detection unit 110 that detects a hand region of the hand 80 from the image information of the hand 80 by binarization processing, and a longitudinal direction that indicates a fingertip direction in the hand region A longitudinal direction detection unit 120 that detects a finger, a center detection unit 130 that detects a center position of a palm in a hand region, a candidate extraction unit 140 that extracts a fingertip candidate or a fingertip candidate in a contour portion of a hand region, and a candidate extraction unit A fingertip candidate integration unit 150 that integrates the fingertip candidates extracted by 140 under predetermined conditions; and a fingertip position specification unit 160 that specifies the fingertip position of the hand from the fingertip candidates integrated by the fingertip candidate integration unit 150. Configured. In the candidate extraction for extracting the fingertip candidate or fingertip candidate in the contour part of the hand region, the fingertip candidate or fingertip candidate is extracted using the first reference point (SP1) to the third reference point (SP3). The fingertip that could not be detected by the method can be detected, and the fingertip detection rate can be improved. Accordingly, it is possible to provide an image recognition device having excellent fingertip detection capability.
(2) When extracting a fingertip candidate or a fingertip candidate, if a maximum / minimum value is extracted from the distance calculated from the distance between the contour pixel and the reference point, a lot of noises (small peaks and valleys) are included, so a moving average The maximum / minimum values are extracted after the distance data is rounded. However, if smoothing processing is performed by moving average or the like for noise removal, the detection accuracy of fingertip candidates and fingertip candidates decreases. The image recognition apparatus 1 according to the present embodiment extracts fingertip candidates or fingertip candidates using the first reference point (SP1) to the third reference point (SP3). Therefore, the influence of noise can be reduced by the smoothing process in the fingertip candidate and fingertip candidate extraction process, and the maximum / minimum values can be obtained using a plurality of reference points (first reference point to third reference point). Since extraction is performed, the detection rate of the fingertip candidate and the fingertip candidate does not decrease. Accordingly, it is possible to provide an image recognition device having excellent fingertip detection capability.
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As mentioned above, although some embodiment and modification of this invention were demonstrated, these embodiment and modification are only examples, and do not limit the invention based on a claim. These novel embodiments and modifications can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and the like can be made without departing from the scope of the present invention. it can. In addition, not all combinations of features described in these embodiments and modifications are necessarily essential to the means for solving the problems of the invention. Furthermore, these embodiments and modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…画像認識装置、10…カメラ、20…照明、50…取付部、60…撮像範囲、80…手
100…制御部、110…手領域検出部、120…長手方向検出部、130…中心検出部
140…候補抽出部、150…指先候補統合部、160…指先位置特定部
210…輝度画像、220…2値画像
300…領域
θ…角度
SP1、SP2、SP3…第1基準点、第2基準点、第3基準点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image recognition apparatus, 10 ... Camera, 20 ... Illumination, 50 ... Mounting part, 60 ... Imaging range, 80 ... Hand 100 ... Control part, 110 ... Hand area detection part, 120 ... Longitudinal direction detection part, 130 ... Center detection Unit 140 ... candidate extraction unit, 150 ... fingertip candidate integration unit, 160 ... fingertip position specifying unit 210 ... luminance image, 220 ... binary image 300 ... region θ ... angles SP1, SP2, SP3 ... first reference point, second reference Point, third reference point
Claims (6)
前記手領域における指先方向を示す長手方向を検出する長手方向検出部と、
前記手領域における手の平の中心位置を検出する中心検出部と、
前記手領域の輪郭部における指先候補又は指又候補を抽出する候補抽出部と、
前記候補抽出部により抽出された指先候補を所定の条件で統合する指先候補統合部と、
前記指先候補統合部により統合された指先候補から前記手の指先位置を特定する指先位置特定部と、
を有することを特徴とする画像認識装置。 A hand region detection unit for detecting the hand region of the hand by binarization processing from image information of the hand;
A longitudinal direction detection unit for detecting a longitudinal direction indicating a fingertip direction in the hand region;
A center detector for detecting the center position of the palm in the hand region;
A candidate extraction unit for extracting a fingertip candidate or a fingertip candidate in the contour portion of the hand region;
A fingertip candidate integration unit that integrates the fingertip candidates extracted by the candidate extraction unit under a predetermined condition;
A fingertip position specifying unit for specifying the fingertip position of the hand from the fingertip candidates integrated by the fingertip candidate integration unit;
An image recognition apparatus comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016231752A JP2018088183A (en) | 2016-11-29 | 2016-11-29 | Image recognition apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016231752A JP2018088183A (en) | 2016-11-29 | 2016-11-29 | Image recognition apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018088183A true JP2018088183A (en) | 2018-06-07 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016231752A Pending JP2018088183A (en) | 2016-11-29 | 2016-11-29 | Image recognition apparatus |
Country Status (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114792431A (en) * | 2022-06-22 | 2022-07-26 | 北京圣点云信息技术有限公司 | Vein image recognition method |
| WO2025167294A1 (en) * | 2024-02-06 | 2025-08-14 | 歌尔股份有限公司 | Health detection device and health detection method |
-
2016
- 2016-11-29 JP JP2016231752A patent/JP2018088183A/en active Pending
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| CN114792431A (en) * | 2022-06-22 | 2022-07-26 | 北京圣点云信息技术有限公司 | Vein image recognition method |
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