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ウェアラブルコンピュータに用いるリング型インタフェース、インタフェース装置、およびインタフェース方法 新技術説明会

国内特許コード P110002345
整理番号 S2009-0727-N0
掲載日 2011年4月13日
出願番号 特願2009-120152
公開番号 特開2010-267220
登録番号 特許第5263833号
出願日 平成21年5月18日(2009.5.18)
公開日 平成22年11月25日(2010.11.25)
登録日 平成25年5月10日(2013.5.10)
発明者
  • 藤木 健史
  • 眞鍋 佳嗣
  • 千原 國宏
出願人
  • 国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学
発明の名称 ウェアラブルコンピュータに用いるリング型インタフェース、インタフェース装置、およびインタフェース方法 新技術説明会
発明の概要

【課題】ハンドジェスチャ入力の安定性を向上させ、ユーザに拘束感を与えず装着を気軽に行うことが可能なインタフェース装置およびインタフェース方法を提供する。
【解決手段】画像認識におけるハンドジェスチャ入力の安定性を向上させるために、色情報や形状情報など認識精度を向上させる要素を持つリングを指に装着して、ユーザ視点のカメラ画像を用いて取得したリングの画像解析によって、手の位置姿勢の推定を行う。ファッションとして気軽に装着できるリングを使用することにより、ユーザに拘束感を与えずに、照明環境に依存しない高精度な検出・認識を実現する。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


近年、いつでも、どこでも利用者に対して情報提供,行動記録,健康管理などのサービスが可能なウェアラブルコンピュータの研究開発が盛んに行われている。ウェアラブルコンピュータを使用するうえで最も重要な役割を果たすのが、様々なコンテンツやアプリケーションを操作するための入力インタフェースである。ウェアラブルコンピュータの入力インタフェースの条件としては、直感的な操作性,屋内外での使用,様々なコンテンツやアプリケーションに利用できる汎用性など、ユーザに受け入れやすいインタフェースであることが必須である。入力インタフェースの開発においては、これらの諸条件を考慮し、簡単に直感的操作ができるハンドジェスチャを用いて、ジェスチャ入力の安定性を向上させるための技術が要求されている。



従来から、ハンドジェスチャ入力の技術として、グローブ型デバイスを利用した入力インタフェース(例えば、非特許文献1を参照)や、手画像の画像認識を用いてジェスチャ認識を行う入力インタフェースが知られている。グローブ型デバイスを利用した入力インタフェースは、検出精度が高く、外的環境の変化に対して頑健であるが、特別な装備や機器が必要なため手軽さや外見,導入コストなどに問題がある。一方、手画像の画像認識による入力インタフェースでは、グローブ型デバイスのような特別な装備を必要としないためユーザにとって煩わしさがないが、光源環境などの影響を受けやすいといった問題がある。



手画像の画像認識による入力インタフェースは、小型カメラを用いて手指画像を入力し、非接触で、リアルタイムに手指のジェスチャを認識する技術であり、例えば、テレビ又はパーソナルコンピュータ(PC)などの情報処理装置を、ユーザの手指のジェスチャによって操作する方法が提案されている。このような方法によれば、マウス、キーボードなどの入力装置を使用することなく、自然に情報処理装置を操作することができる。
手指画像を用いた入力インタフェースとしては、手に何もつけずにそのままの画像から手の領域を抽出するものや、手に手袋を装着するものが研究されている。また、指示棒のようなものを手に持って、その指示棒を検出することにより、手の動作のジェスチャを認識するような研究もある。



例えば、メニュー選択肢を人間の手の各指に割り当て、開手によってメニューを呼び出し、他方の手で目的選択肢が割り当てられている指に触れる、或いは目的選択肢が割り当てられている指を折ることによって選択動作を実行するという直感的動作を利用することで、操作性に極めて優れたメニュー型入力インタフェースが知られている(特許文献1)。

産業上の利用分野


本発明は、ウェアラブルコンピュータに用いるハンドジェスチャの入力インタフェース装置およびインタフェース方法の技術に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
カメラ画像を用いてハンドジェスチャを認識するインタフェース装置であって、
カメラ手段と、
前記カメラ手段を用いて、少なくとも1本の指にリングを装着した手指の画像を撮影する画像入力手段と、
入力された画像から前記リングの形状を抽出するリング抽出手段と、
前記リングの形状に基づき前記リングの位置姿勢を推定する位置姿勢推定手段と、
前記リングの位置姿勢に基づきハンドジェスチャを認識するジェスチャ認識手段と、
を有するインタフェース装置。

【請求項2】
前記位置姿勢推定手段は、前記リングのリングエッジの楕円推定を用いて位置姿勢推定を行うことを特徴とする請求項に記載のインタフェース装置。

【請求項3】
前記ジェスチャ認識手段において、認識が正常に行えた場合に、前記リングに対して無線信号を出力する認識フィードバック手段を備えたことを特徴とする請求項に記載のインタフェース装置。

【請求項4】
請求項1~3のいずれかに記載のインタフェース装置を備えたコンピュータであって、
前記カメラ手段は、ユーザ視点のカメラ視野となる位置に配置され、
前記ジェスチャ認識手段から認識したジェスチェアに対応するコマンドを出力するコマンド出力手段と、
前記コマンドに対応した情報を出力する情報用表示手段と、
を備えたことを特徴とするウェアラブルコンピュータ。

【請求項5】
カメラ画像を用いてハンドジェスチャを認識するインタフェース方法であって、
少なくとも1本の指にリングを装着した手指の画像を撮影する画像入力ステップと、
入力された画像から前記リングの形状を抽出するリング抽出ステップと、
前記リングの形状に基づき前記リングの位置姿勢を推定する位置姿勢推定ステップと、
前記リングの位置姿勢に基づきハンドジェスチャを認識するジェスチャ認識ステップと、
を有するインタフェース方法。

【請求項6】
カメラ画像を用いてハンドジェスチャを認識するインタフェース方法であって、
2本の指に第1リングと第2リングをそれぞれ装着した手指の画像を撮影する画像入力ステップと、
入力された画像から第1リングと第2リングの形状を抽出するリング抽出ステップと、
第1リングと第2リングの形状に基づき前記リングの位置姿勢を推定する位置姿勢推定ステップと、
第1リングと第2リングの位置姿勢に基づきハンドジェスチャを認識するジェスチャ認識ステップと、
を有するインタフェース方法。

【請求項7】
前記ジェスチャ認識ステップにおいて、第1リングと第2リングの相対位置から、長さ、角度、回転角のいずれかを求める計測ステップが含まれることを特徴とする請求項に記載のインタフェース方法。

【請求項8】
請求項5~7のいずれかに記載のインタフェース方法を、コンピュータに実行させるためのインタフェースプログラム。

【請求項9】
前記リングが軸方向に少なくとも2色に色分けされ、手首に近い側の判別を容易にすることを特徴とする請求項1に記載のインタフェース装置

【請求項10】
前記リングのエッジの色が肌色の補色であることを特徴とする請求項1に記載のインタフェース装置

【請求項11】
前記リングの外側形状が、正多角柱または真円柱の形状を呈することを特徴とする請求項1に記載のインタフェース装置

【請求項12】
前記リングに振動手段、骨伝導手段、発光手段などのユーザ告知手段および無線信号受信手段が内蔵されていることを特徴とする請求項1に記載のインタフェース装置

【請求項13】
前記リングの外側表面に夜間発光材料がコーティングされていることを特徴とする請求項1に記載のインタフェース装置
産業区分
  • 入出力装置
  • 計算機応用
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009120152thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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