KR20150106823A

KR20150106823A - 제스처 인식 장치 및 제스처 인식 장치의 제어 방법

Info

Publication number: KR20150106823A
Application number: KR1020150011034A
Authority: KR
Inventors: 키요아키 타나카; 타카요시 야마시타; 미즈키 후루타
Original assignee: 오므론 가부시키가이샤
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2015-01-23
Publication date: 2015-09-22
Also published as: US9557821B2; CN104914989A; JP2015172887A; US20150261303A1; CN104914989B; JP6349800B2; KR101631011B1

Abstract

취득한 화상으로부터 제스처를 검출하고, 당해 제스처에 대응한, 대상 기기에 대한 명령을 생성하는 제스처 인식 장치로서, 화상을 취득하는 화상 취득 수단과, 상기 취득한 화상으로부터, 제스처를 행하는 대상 부위를 추출하는 대상 부위 추출 수단과, 상기 추출한 대상 부위의 형상을 특정하는 대상 부위 형상 특정 수단과, 상기 대상 부위에 대해, 상기 대상 부위의 위치를 대표하는 점인 대표점을 설정하는 대표점 결정 수단과, 상기 대표점의 움직임에 의거하여 제스처를 인식하는 제스처 인식 수단과, 상기 인식한 제스처에 대응하는 명령을 생성하는 커맨드 생성 수단을 가지며, 상기 대표점 결정 수단은, 상기 대상 부위의 형상을 이용하여, 상기 대상 부위에 대응하는 대표점의 위치를 결정한다.

Description

제스처 인식 장치 및 제스처 인식 장치의 제어 방법{GESTURE RECOGNITION APPARATUS AND CONTROL METHOD OF GESTURE RECOGNITION APPARATUS}

본 발명은, 제스처에 의한 입력 조작을 인식하는 제스처 인식 장치에 관한 것이다.

컴퓨터나 전자기기에 대해, 제스처에 의해 입력을 행할 수 있는 장치가 보급의 활발함을 보이고 있다.

예를 들면, 특허 문헌 1에는 이용자가 공간상에서 행한 제스처를 카메라 등에 의해 촬상하고, 당해 제스처를 입력 커맨드로 변환하는 입력 장치가 기재되어 있다. 당해 장치는, 특정한 제스처와 특정한 입력 커맨드를 관련시켜 기억하고 있고, 제스처를 인식하는 수단과, 인식한 제스처를 입력 커맨드로 변환하는 수단을 갖고 있다. 이에 의해 이용자는, 기기의 앞에서 제스처 동작을 행하는 것만으로, 입력 디바이스를 직접 조작하는 일 없이 임의의 커맨드를 입력할 수 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특개2012-123608호 공보

제스처를 인식하는 입력 장치에서는, 일반적으로 제스처를 행하는 부위의 화상으로부터, 당해 부위의 위치를 대표하는 점(이하, 대표점)을 추출하고, 추출한 대표점의 움직임을 추적함으로써, 어떤 제스처가 행하여진 것인지를 판별하고 있다. 예를 들면, 이용자가 손바닥을 펴서 도형을 묘화하는 제스처를 행하는 경우, 손의 중심점을 검출하여, 당해 중심점의 궤적을 추적함으로써, 제스처에 의해 묘화된 도형의 형상을 인식한다.

그러나, 손을 이용하여 제스처를 행하는 경우, 대표점을 손의 중심에 설정하는 것이 반드시 좋다고는 한정할 수 없다. 예를 들면, 집게손가락을 세워서 제스처를 행하는 경우, 집게손가락의 선단을 추적한 쪽이 이용자에게 있어서 보다 자연스러운 인식 결과를 얻을 수 있다. 이와 같은 경우, 대표점을 손의 중심에 설정하여 버리면, 손을 크게 움직이지 않고 손가락 끝만을 움직인 경우에, 입력이 올바르게 행하여지지 않을 우려가 있다.

이와 같이, 신체의 일부를 이용하여 제스처를 행하는 경우, 종래의 제스처 인식 장치에서는, 대표점이 어디에 있는지를 적절하게 판별할 수가 없고, 결과로서, 제스처에 의해 표현된 궤적을 이용자의 의도대로 인식할 수가 없는 케이스가 있었다.

본 발명은 상기한 과제를 고려하여 이루어진 것으로, 이용자가 대상 부위를 이동시킴으로써 행하는 제스처를 인식하는 제스처 인식 장치에 있어서, 이용자의 의도대로 제스처를 인식한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 제스처 인식 장치는, 제스처를 행하는 신체 부위인 대상 부위의 형상을 판정하고, 당해 형상을 고려하여 대표점의 위치를 결정한다는 구성을 취하였다.

구체적으로는, 본 발명에 관한 제스처 인식 장치는,

취득한 화상으로부터 제스처를 검출하고, 당해 제스처에 대응한, 대상 기기에 대한 명령을 생성하는 제스처 인식 장치로서, 화상을 취득하는 화상 취득 수단과, 상기 취득한 화상으로부터, 제스처를 행하는 대상 부위를 추출하는 대상 부위 추출 수단과, 상기 추출한 대상 부위의 형상을 특정하는 대상 부위 형상 특정 수단과, 상기 대상 부위에 대해, 상기 대상 부위의 위치를 대표하는 점인 대표점을 설정하는 대표점 결정 수단과, 상기 대표점의 움직임에 의거하여 제스처를 인식하는 제스처 인식 수단과, 상기 인식한 제스처에 대응하는 명령을 생성하는 커맨드 생성 수단을 가지며, 상기 대표점 결정 수단은, 상기 특정한 대상 부위의 형상을 이용하여, 상기 대상 부위에 대응하는 대표점의 위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.

대상 부위란, 이용자가 제스처를 행하는 부위이고, 전형적으로는 인간의 손이지만, 인체 전체라도 좋고, 이용자가 유지하고 있는 입력용의 마커 등이라도 좋다. 입력된 제스처는, 대상 부위에 대응하는 대표점의 움직임을 추적함으로써 인식할 수 있지만, 본 발명에 관한 제스처 인식 장치에서는, 대상 부위에서의 대표점의 위치를, 당해 대상 부위의 형상을 이용하여 결정한다.

본 발명에 관한 제스처 인식 장치는, 이와 같이 대상 부위의 형상을 고려하여 대표점의 위치를 설정한다. 이에 의해, 대상 부위를 이동시킴으로써 입력된 제스처를, 이용자의 의도대로 인식할 수 있도록 된다.

또한, 상기 대표점 결정 수단은, 상기 대상 부위 형상 인식 수단이 특정한 대상 부위의 형상이, 돌출한 부위를 포함하는 형상인 경우에, 당해 돌출한 부위의 선단에 대표점을 설정하는 것을 특징으로 하여도 좋다.

대상 부위의 일부가 돌출한 형상인 경우, 당해 돌출한 부위의 움직임에 의해 제스처 입력을 행하려고 하고 있을 가능성이 높다. 예를 들면, 이용자가 일부의 손가락을 세우고 있는 경우나, 봉상의 입력용 마커를 유지하고 있는 경우 등이다. 이와 같은 경우는, 당해 부위의 선단에 대표점을 설정하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 대상 부위는, 인간의 손이고, 상기 대표점 결정 수단은, 상기 대상 부위 형상 인식 수단이 특정한 대상 부위의 형상이, 제1의 형상인지, 상기 제1의 형상과는 다른 제2의 형상인지를 판정하고, 상기 대상 부위의 형상이 제1의 형상인 경우에, 손가락 끝에 대응하는 위치에 대표점을 설정하고, 상기 대상 부위의 형상이 제2의 형상인 경우에, 손의 중심에 대응하는 위치에 대표점을 설정하는 것을 특징으로 하여도 좋다.

대상 부위가 사람의 손인 경우, 손가락 끝을 이용하여 제스처를 행하는 경우와, 손 전체를 이용하여 제스처를 행하는 경우의 2가지의 패턴이 생각된다. 따라서, 대표점의 위치는, 손가락 끝이나, 손의 중심의 어느 하나로 하는 것이 바람직하다.

손 전체가 아니라 손가락 끝을 이용하여 제스처를 행하고 있다고 추정할 수 있는 경우, 손가락 끝에 대응하는 위치에 대표점을 설정한다. 이에 의해, 손가락 끝의 작은 움직임으로 제스처를 행하는 경우라도, 당해 제스처를 이용자의 의도대로 인식할 수 있다.

또한, 상기 대표점 결정 수단은, 상기 대상 부위 형상 인식 수단이 특정한, 대상 부위인 손의 형상이, 일부의 손가락이 펼쳐져 있는 형상인 경우에, 제1의 형상이라고 판정하고, 모든 손가락이 펼쳐져 있는 형상 또는 모든 손가락이 굴곡하고 있는 형상인 경우에, 제2의 형상이라고 판정하는 것을 특징으로 하여도 좋다. 또한, 대상 부위인 손의 형상이, 하나의 손가락만이 펼쳐져 있는 형상인 경우에, 제1의 형상이라고 판정하는 것을 특징으로 하여도 좋다.

5개의 손가락중의 일부가 펼쳐져 있는 경우, 손가락 끝을 이용하여 제스처를 행하고 있다고 추정할 수 있다. 또한, 모든 손가락이 펼쳐져 있는 경우나, 모든 손가락이 굴곡하고 있는 경우, 손 전체를 움직임으로써 제스처를 행하고 있다고 추정할 수 있다. 또한, 펼쳐져 있는 손가락을 1개만 검출한 경우, 손가락 끝을 이용하여 제스처를 행하고 있다고 추정할 수 있다. 또한, 일부의 손가락이 펼쳐져 있는 상태란, 손가락을 전부 편(open) 상태는 포함하지 않는다.

또한, 상기 대표점 결정 수단은, 상기 손의 중심에 대응하는 위치로서, 상기 대상 부위 추출 수단에 의해 추출된, 당해 손에 대응하는 영역의 중심을 이용하는 것을 특징으로 하여도 좋다.

손의 중심(中心)에 대응하는 위치로서는, 계산이 용이한 중심(重心)을 이용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 관한 제스처 인식 장치는, 설정된 대표점의 위치를 이용자에게 통지하는 통지 수단을 또한 갖는 것을 특징으로 하여도 좋다.

통지 수단이란, 예를 들면 표시장치나 음성 출력 장치 등이다. 예를 들면, 대표점이 어디에 설정되어 있는지를 화면상에 표시하여도 좋다. 이와 같이 구성함으로써, 이용자는, 제스처 인식 장치가 추적하여 있는 점이 어디에 있는지를 알 수가 있어서, 보다 유저빌리티를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 수단의 적어도 일부를 포함하는 제스처 인식 장치로서 특정할 수 있다. 또한, 상기 제스처 인식 장치의 제어 방법이나, 상기 제스처 인식 장치를 동작시키기 위한 프로그램, 당해 프로그램이 기록된 기록 매체로서 특정할 수도 있다. 상기 처리나 수단은, 기술적인 모순이 생기지 않는 범위 내에서 자유롭게 조합시켜서 실시할 수 있다.

본 발명에 의하면, 이용자가 대상 부위를 이동시킴으로써 행한 제스처를 인식하는 제스처 인식 장치에 있어서, 이용자의 의도대로 제스처를 인식할 수 있다.

도 1은 제1의 실시 형태에 관한 제스처 인식 시스템의 구성도.
도 2는 제스처 정의 데이터의 예를 설명하는 도면.
도 3은 대상 부위의 추출 예를 설명하는 도면.
도 4는 대상 부위의 형상의 차이를 설명하는 도면.
도 5는 제1의 실시 형태에서 제스처 인식 장치가 행하는 처리를 도시하는 플로 차트도.
도 6은 제1의 실시 형태에서 제스처 인식 장치가 행하는 처리를 도시하는 플로 차트도.
도 7은 제2의 실시 형태에서의 통지 화면의 예.

(제1의 실시 형태)

제1의 실시 형태에 관한 제스처 인식 시스템의 개요에 관해, 시스템 구성도인 도 1을 참조하면서 설명한다. 제1의 실시 형태에 관한 제스처 인식 시스템은, 제스처 인식 장치(100) 및 대상 기기(200)로 이루어지는 시스템이다.

제스처 인식 장치(100)는, 이용자가 행한 제스처를, 카메라를 이용하여 인식함과 함께, 당해 제스처에 대응하는 커맨드를 생성하고, 대상 기기(200)에 송신하는 장치이다.

또한, 대상 기기(200)는, 제스처 인식 장치(100)로부터 커맨드를 수신하는 장치(제어 대상의 기기)이고, 전형적으로는, 텔레비전, 비디오 레코더, 컴퓨터, 에어컨, TV 회의 시스템 등의 전기제품이다. 대상 기기(200)는, 유선 또는 무선에 의해, 제스처 인식 장치(100)로부터 커맨드를 수신할 수 있으면, 어떤 기기라도 좋다. 본 실시 형태에서는, 대상 기기(200)는 텔레비전 수신기이고, 제스처 인식 장치(100)는, 당해 텔레비전에 내장된 장치인 것으로 한다.

제스처 인식 장치(100)에 관해 상세히 설명한다. 제스처 인식 장치(100)는, 화상 취득부(101), 제스처 추출부(102), 제스처 인식부(103), 커맨드 생성부(104)를 갖는다.

화상 취득부(101)는, 외부로부터 화상을 취득하는 수단이다. 본 실시 형태에서는, 텔레비전 화상면의 정면 상부에 부착된 카메라(도시 생략)를 이용하여 이용자를 촬상한다. 화상 취득부(101)가 이용하는 카메라는, RGB 화상을 취득하는 카메라라도 좋고, 그레이 스케일 화상이나, 적외선 화상을 취득하는 카메라라도 좋다. 또한, 화상은 반드시 카메라에 의해 취득될 필요는 없고, 예를 들면, 거리 센서가 생성한, 거리의 분포를 나타내는 화상(거리 화상)이라도 좋다. 또한, 거리 센서와 카메라의 조합 등이라도 좋다. 화상 취득부(101)가 취득하는 화상(이하, 카메라 화상)은, 이용자가 행한 제스처의 움직임과, 당해 제스처를 행한 신체 부위의 형상을 취득할 수 있으면, 어떤 화상이라도 좋다. 또한, 카메라 화상의 화각은, 텔레비전의 시야각과 거의 동일하면 좋다.

제스처 추출부(102)는, 화상 취득부(101)가 취득한 카메라 화상으로부터, 제스처를 행하는 신체 부위(이하, 대상 부위)를 검출하는 수단이다. 본 실시 형태의 경우, 이용자는 손을 이용하여 제스처를 행하는 것으로 한다. 제스처 추출부(102)는, 예를 들면, 카메라 화상 중에서 사람의 손을 나타내는 영역을 검출한다.

또한, 제스처 추출부(102)는, 검출한 대상 부위에 대해, 당해 대상 부위의 위치를 대표하는 점인 대표점을 설정하고, 당해 대표점의 움직임을 추적한다. 이에 의해, 제스처에 의해 표현된 움직임을 추출할 수 있다.

대상 부위의 형상 및 대표점에 관해서는, 추후에 상세히 설명한다.

제스처 인식부(103)는, 제스처 추출부(102)가 추출한 대표점의 움직임에 의거하여, 제스처의 내용을 특정하는 수단이다. 예를 들면, 도 2에 도시하는 바와 같은, 대표점의 움직임과 제스처의 내용을 관련짓는 데이터(제스처 정의 데이터)를 기억하고 있고, 제스처에 의해 표현된 명령의 특정을 행한다. 제스처에 의해 표현된 명령은, 도 2에 도시한 바와 같이, 일련의 제스처 동작이 단독의 명령에 대응하는 것이라도 좋고, 대표점의 이동량 및 이동 방향에 의거하여, 화면에 표시된 포인터를 이동시키는 명령이라도 좋다.

커맨드 생성부(104)는, 제스처 인식부(103)가 특정한 제스처에 대응하는 커맨드를 생성하는 수단이다. 커맨드란, 대상 기기(200)를 제어하기 위한 신호이고, 전기 신호라도 좋고, 무선에 의해 변조된 신호나, 펄스 변조된 적외선 신호 등이라도 좋다.

제스처 인식 장치(100)는, 프로세서, 주기억 장치, 보조 기억 장치를 갖는 컴퓨터이고, 보조 기억 장치에 기억된 프로그램이 주기억 장치에 로드되고, 프로세서에 의해 실행됨에 의해, 전술한 각 수단이 기능한다(프로세서, 주기억 장치, 보조 기억 장치는 모두 도시 생략).

다음에, 제스처의 인식 처리에 관해 상세히 설명한다.

도 3은, 화상 취득부(101)가 취득한 화상의 예이다. 즉, 텔레비전 화상면에 정대(正對)하는 이용자를, 화면측에서 본 도면이다.

제스처의 인식 처리는, 제스처를 행하는 대상 부위를 화상으로부터 검출하는 처리와, 검출한 대상 부위에 대응하는 대표점을 설정하는 처리와, 당해 대표점의 움직임을 추적하여 제스처의 내용을 특정하는 처리로 이루어진다.

우선, 대상 부위의 검출에 관해 설명한다.

제스처 추출부(102)는, 취득한 화상 중에서 사람의 손이 포함되는 영역(부호 31)을 검출한다. 사람의 손이 포함되는 영역은, 예를 들면 색채나 형상에 의해 판정하여도 좋고, 특징점을 검출함으로써 판정하여도 좋다. 또한, 미리 기억된 모델이나 템플레이트 등과 비교함으로써 판정하여도 좋다. 손의 검출에는 공지의 기술을 이용할 수 있기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.

다음에, 대표점에 관해 설명한다.

대표점은, 대상 부위의 위치를 대표하는 점이고, 하나의 대상 부위에 대해 하나가 설정된다. 예를 들면, 대상 부위가 사람의 손인 경우, 손바닥의 중심을 나타내는 점(부호 32)을 대표점으로 할 수 있다.

대상 부위에 대해 대표점을 설정하고, 대표점의 움직임을 추적함으로써, 손의 움직임에 의해 표시되는 제스처를 취득할 수 있다. 예를 들면, 「손 전체를 움직여서 방향을 나타낸다」, 「도형을 묘화한다」라는 제스처를 취득할 수 있다.

여기서, 도 4를 참조하면서, 종래 기술의 문제점을 설명한다.

도 4는, 카메라 화상의 예이다(대상 부위 이외는 도시를 생략한다). 도 4의 (A)는, 집게손가락의 손가락 끝을 이동하는 제스처를 도시하고, 도 4의 (B)는, 손바닥을 평행하게 이동하는 제스처를 도시한다.

당해 2개의 제스처는, 어느 쪽도 「왼쪽 방향으로의 이동」을 의미하는 것이지만, 손가락을 세워서 제스처를 행하는 경우, 손가락 끝의 미세한 움직임에 의해 제스처를 행하려고 하는 경우가 많고, 손을 펴서 제스처를 행하는 경우, 팔 전체를 사용한 큰 움직임에 의해 제스처를 행하려고 하는 경우가 많다. 따라서, 대상 부위의 어느 부분에 대표점을 설정하는지에 따라 제스처의 인식 정밀도가 변하여 버린다.

예를 들면, 도 4의 (A)의 경우, 집게손가락의 손가락 끝에 대표점을 설정하면, 이동 거리는 부호 41로 나타낸 거리가 되지만, 손바닥의 중심에 대표점을 설정하면, 이동 거리는 부호 42로 나타낸 거리가 된다. 즉, 이동 거리에 의해 다른 커맨드가 할당된 경우, 소망하는 커맨드와 다른 커맨드가 입력되어 버릴 우려가 있다. 또한, 이동 거리에 응하여 포인터를 이동시키고 싶은 경우, 이용자가 소망하는 이동량을 얻을 수 없을 우려가 있다.

그래서, 본 실시 형태에 관한 제스처 인식 장치에서는, 대상 부위의 형상을 이용하여 대표점의 위치를 결정함으로써 제스처의 인식 정밀도를 향상시킨다.

본 실시 형태에서는, 대상 부위의 형상을, 세우고 있는 손가락의 갯수에 의해 식별한다. 예를 들면, 도 4의 (A)의 케이스의 경우, 세우고 있는 손가락의 수는 1개이고, 도 4의 (B)의 케이스의 경우, 세우고 있는 손가락의 수는 5개라고 판정한다. 이후의 설명에 있어서, 손가락을 1개 세운 상태를 「형상 1」이라고 칭하고, 손을 펴서 손가락을 5개 세운 상태를 「형상 5」라고 칭한다. 또한, 「형상 n」이란, 세우고 있는 손가락이 n개 있는 것을 의미하는 것으로 한다.

세우고 있는 손가락의 수는, 예를 들면, 검출한 손의 주변에서, 손가락이라고 생각된 뾰족해진 형상(또는 돌출한 부위)을 탐색함으로써 판정하여도 좋고, 템플레이트 화상이나, 손의 골격 모델 등을 이용하여 매칭을 행함으로써 판정하여도 좋다. 손가락의 수의 판정에는 이미 알고 있는 수법을 이용할 수 있기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.

본 실시 형태에서는, 제스처 추출부(102)가 손의 형상을 판정하고, 손가락 끝으로 제스처를 행하고 있다고 판정할 수 있는 형상인 경우에, 손가락 끝에 대응하는 위치에 대표점을 설정한다. 그 밖의 경우는, 검출한 손의 중심(重心)에 대표점을 설정한다. 손가락 끝으로 제스처를 행하고 있다고 판정할 수 있는 형상이란, 예를 들면, 세우고 있는 손가락의 수가 1개인 경우(대상 부위의 형상이 「형상 1」인 경우)로 할 수 있다.

다음에, 본 실시 형태에 관한 제스처 인식 장치(100)가 행하는 처리의 전체를, 처리 플로 차트인 도 5 및 도 6을 참조하면서 설명한다.

도 5에 도시한 처리는, 화상 취득부(101) 및 제스처 추출부(102)가 행하는 처리이다. 당해 처리는, 입력 시작을 나타내는 조작이 있던 경우(예를 들면, 제스처 입력이 필요한 기능을 대상 기기측에서 기동한 때 등)에 시작하여도 좋고, 대상 기기의 전원이 투입된 때에 시작하여도 좋다.

우선, 화상 취득부(101)가 카메라 화상을 취득한다(스텝 S11). 책 스텝에서는, 예를 들면 텔레비전 화상면의 정면 상부에 구비된 카메라를 이용하여, RGB 칼라 화상을 취득한다.

다음에, 제스처 추출부(102)가, 취득한 카메라 화상으로부터, 대상 부위(손)의 검출을 시도한다(스텝 S12). 대상 부위의 검출은, 전술한 바와 같이, 색이나 형상을 기준으로 하여 행하여도 좋고, 패턴 매칭 등에 의해 행하여도 좋다. 여기서, 대상 부위가 검출되지 않은 경우는, 소정의 시간만큼 대기한 후에 새롭게 화상을 취득하고, 같은 처리를 반복한다.

다음에, 제스처 추출부(102)가, 검출한 대상 부위의 형상을 판정한다(스텝 S13). 본 예에서는, 대상 부위의 형상이 형상 1인지, 그 이외인지를 판정하는 것으로 한다. 만약, 대상 부위의 형상이, 미리 정의된 것 이외였던 경우는, 처리를 중단하고 스텝 S11로 되돌아와도 좋고, 「해당 없음」으로 하고 처리를 계속하여도 좋다.

다음에, 검출한 대상 부위의 형상이, 전번 실행시로부터 변화하고 있는지를 판정한다(스텝 S14). 스텝 S14가 처음으로 실행된 경우는, 「변화 있음」이라고 판단한다.

스텝 S14에서 「변화 있음」이라고 판단한 경우, 스텝 S15로 천이하고, 제스처 추출부(102)가, 검출한 대상 부위에 대표점을 설정한다. 구체적으로는, 스텝 S13에서 판정한 대상 부위의 형상이 형상 1이었던 경우, 펼쳐져 있는 손가락의 선단에 대표점을 설정하고, 그 이외의 경우, 손의 중심점(重心点)에 대표점을 설정한다.

스텝 S14에서 「변화 없음」이라고 판단한 경우, 스텝 S16으로 천이한다.

다음에, 제스처 추출부(102)가, 카메라 화상 중에서의 대표점의 좌표를 취득하고, 제스처 인식부(103)에 송신한다(스텝 S16). 스텝 S11 내지 S16의 처리는 반복하여 실행되고, 대표점의 좌표가, 제스처 인식부(103)에 순서대로 송신된다.

도 6에 도시하는 처리는, 제스처 인식부(103) 및 커맨드 생성부(104)가 행하는 처리이다. 당해 처리는, 도 5에 도시하는 처리와 동시에 시작된다.

스텝 S21은, 제스처 인식부(103)가, 취득한 대표점의 좌표에 의거하여 제스처를 인식하는 처리이다. 예를 들면, 도 2에 도시한 제스처 정의 데이터가 있는 경우에서, 대표점의 좌표가 우방향으로 100픽셀 이상 이동하고 있는 것을 검출한 경우, 「음량 UP」을 나타내는 제스처가 이루어진 것이라고 판정한다.

또한, 제스처 추출부(102)로부터 제스처 인식부(103)에 송신되는 정보는, 대표점의 이동 방향 및 이동량을 나타낼 수 있으면, 반드시 카메라 화상에서의 좌표가 아니라도 좋다. 예를 들면, 대표점의 좌표를, 이용자를 원점으로 하는 좌표계로 변환한 것이라도 좋고, 이동 방향이나 이동량을 나타내는 다른 데이터라도 좋다.

또한, 카메라 화상 중에서의 대상 부위의 크기를 나타내는 정보를 동시에 송신하도록 하여도 좋다. 제스처 인식 장치가 취득하는 대상 부위의 이동량은, 이용자와 장치와의 거리에 응하여 변하기 때문에, 이와 같이 함으로써, 대상 부위의 크기에 응하여 이동량을 보정할 수 있다.

다음에, 커맨드 생성부(104)가, 인식한 제스처에 대응하는 제어 신호를 생성하여, 대상 기기(200)에 송신한다(스텝 S22). 전술한 예에서는, 예를 들면 「음량 UP」이라는 명령에 대응시킨 제어 신호(음량을 1단계 올리는 신호)를 생성하고, 대상 기기(200)에 송신한다.

도 5 및 도 6에 나타내는 처리는 주기적으로 실행되고, 입력 종료를 나타내는 조작이 있는 경우(예를 들면, 제스처 입력을 이용한 조작을 대상 기기측에서 끝낸 때 등)에 종료한다.

이상 설명한 바와 같이, 제1의 실시 형태에 관한 제스처 인식 장치는, 제스처를 행한 대상 부위의 형상에 의해, 대표점의 위치를 다른 위치에 설정한다. 이에 의해, 제스처가 손가락 끝을 이용하여 행하여지고 있는 경우라도, 손 전체를 이용하여 행하여지고 있는 경우라도, 당해 제스처를 정확하게 인식할 수 있다.

또한, 실시 형태의 설명에서는, 스텝 S13에서 대상 부위의 형상을 판정하고 있지만, 당해 스텝은, 대상 부위를 검출한 후의 1회만 실행하고, 제스처가 시작된 후는 스킵하도록 하여도 좋다. 이와 같이 함으로써, 처리량을 억제할 수 있다.

단, 제스처가 종료되고, 계속해서 다른 제스처가 시작된 경우도 있기 때문에, 이와 같은 경우는, 당해 스텝을 재차 실행하도록 하여도 좋다. 예를 들면, 대상 부위의 형상이나 크기가 현저하게 변화한 경우나, 대상 부위가 화상으로부터 프레임 아웃하고 재차 프레임 인한 경우 등은, 다른 제스처가 시작되었다고 판단하고, 스텝 S13을 재차 실행하도록 하여도 좋다. 또한, 명시적인 조작에 의해 재실행하여도 좋다.

(제2의 실시 형태)

제2의 실시 형태는, 제1의 실시 형태에 관한 제스처 인식 시스템에, 대표점의 위치를 이용자에게 통지하는 수단을 추가한 실시 형태이다. 제2의 실시 형태에 관한 제스처 인식 시스템의 구성은, 이하에 설명하는 점을 제외하고, 제1의 실시 형태와 마찬가지이다.

제2의 실시 형태에 관한 제스처 인식 장치(100)가 행하는 처리의 플로 차트는, 도 5 및 도 6과 마찬가지이지만, 스텝 S15에서 대상 부위를 설정한 경우에, 제스처 추출부(102)가, 대상 기기(200)가 갖는 화면(본 예에서는 텔레비전 화상 면)을 통하여, 대표점을 설정한 위치를 이용자에게 통지한다는 점에서 상위하다.

도 7은, 대상 기기인 텔레비전 화상면에 표시되는 화상의 예이다. 예를 들면, 검출한 대상 부위의 형상이 형상 1이었던 경우, 손가락 끝을 움직임으로써 제스처를 행할 수 있는 취지를 통지하고, 그 이외의 형상이었던 경우, 손 전체를 움직임으로써 제스처를 행할 수 있는 취지를 통지하다.

또한, 이용자에 대해 통지를 행하는 방법은, 이 이외의 방법이라도 좋다. 예를 들면, 문장만으로 안내를 표시하여도 좋고, 통상의 조작 화면에 안내용의 윈도우를 추가하고, 도형이나 문장을 표시하여도 좋다. 또한, 음성 등에 의해 통지하여도 좋다.

제2의 실시 형태에 의하면, 시스템이 추적하는 대표점이 어디에 있는지를 이용자가 인식할 수 있기 때문에, 보다 직감적인 제스처 입력을 행할 수가 있다.

(변형례)

또한, 각 실시 형태의 설명은 본 발명을 설명함에 있어서의 예시이고, 본 발명은, 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경 또는 조합시켜서 실시할 수 있다.

예를 들면, 실시 형태의 설명에서는, 제스처 인식 장치(100)를, 대상 기기(200)에 조립된 장치라고 하였지만, 제스처 인식 장치(100)는 독립한 장치라도 좋다.

또한, 제스처 인식 장치(100)는, 대상 기기(200)상에서 동작한 프로그램으로서 실장되어도 좋다. 프로그램으로서 실장하는 경우는, 메모리에 기억된 프로그램을 프로세서가 실행하도록 구성하여도 좋고, FPGA(Field Programmable Gate Array)나 ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등에 의해 실행되도록 구성하여도 좋다.

또한, 실시 형태의 설명에서는, 카메라를 이용하여 화상을 취득하는 예를 들었지만, 제스처를 취득하고, 또한, 대상 부위의 형상을 식별할 수 있으면, 예를 들면 네트워크 경유로 화상을 수신하는 등, 예시한 방법 이외에 의해 화상을 취득하도록 하여도 좋다.

또한, 대상 부위는, 반드시 사람의 손이 아니라도 좋다. 예를 들면, 다른 신체 부위라도 좋고, 제스처 입력용의 마커 등이라도 좋다. 마커를 이용하는 경우, 제스처 추출부(102)가, 마커의 존재를 검출하고, 당해 마커의 선단에 대표점을 설정하도록 하면 좋다.

또한, 본 발명에서의 「대상 부위의 형상」이란, 제스처 인식 장치가 화상을 통하여 인식한 형상을 의미하고, 반드시 대상 부위를 물리적으로 변형시킨 것일 필요는 없다.

또한, 실시 형태의 설명에서는, 대상 부위의 형상에 관해, 「형상 1」과 「그 이외의 형상」의 2종류를 식별하는 것으로 하였지만, 다른 형상을 식별하도록 하여도 좋다. 다른 형상이란, 예를 들면, 쥔 상태의 손이라도 좋고, 손가락을 2개 세우고 있는 상태라도 좋다. 또한, 3종류 이상의 형상을 식별하도록 하여도 좋다. 어느 경우도, 식별한 형상에 의거하여 대표점의 위치를 결정하고, 전술한 방법에 의해 처리를 행하면 좋다.

예를 들면, 대표점을 설정하는 위치를 하기와 같이 하여도 좋다.

형상 0인 경우 : 주먹의 중심(重心)을 대표점으로 한다

형상 1인 경우 : 세우고 있는 손가락의 손가락 끝을 대표점으로 한다

형상 2인 경우 : 세우고 있는 2개의 손가락 끝의 중점(中點)을 대표점으로 한다

형상 3인 경우 : 세우고 있는 3개의 손가락 중, 한가운데의 손가락의 손가락 끝을 대표점으로 한다

형상 4 및 5인 경우 : 손바닥의 중심을 대표점으로 한다.

또한, 각 실시 형태의 설명에서는, 스텝 S12에서 카메라 화상으로부터 대상이트 매칭 등에 의해 이들의 처리를 동시에 실행하도록 하여도 좋다. 대상 부위가 존재하는 위치와, 당해 대상 부위의 형상을 취득할 수 있으면, 처리의 내용 및 처리 순서는 특히 한정되지 않는다.

100 : 제스처 인식 장치 101 : 화상 취득부
102 : 제스처 추출부 103 : 제스처 인식부
104 : 커맨드 생성부 200 : 대상 기기

Claims

취득한 화상으로부터 제스처를 검출하고, 당해 제스처에 대응한 대상 기기에 대한 명령을 생성하는 제스처 인식 장치에 있어서,
화상을 취득하는 화상 취득 수단과,
상기 취득한 화상으로부터, 제스처를 행하는 대상 부위를 추출하는 대상 부위 추출 수단과,
상기 추출한 대상 부위의 형상을 특정하는 대상 부위 형상 특정 수단과,
상기 대상 부위에 대해, 상기 대상 부위의 위치를 대표하는 점인 대표점을 설정하는 대표점 결정 수단과,
상기 대표점의 움직임에 의거하여 제스처를 인식하는 제스처 인식 수단과,
상기 인식한 제스처에 대응하는 명령을 생성하는 커맨드 생성 수단을 가지며,
상기 대표점 결정 수단은, 상기 특정한 대상 부위의 형상을 이용하여, 상기 대상 부위에 대응하는 대표점의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 제스처 인식 장치.
제 1항에 있어서,
상기 대표점 결정 수단은, 상기 대상 부위 형상 인식 수단이 특정한 대상 부위의 형상이 돌출한 부위를 포함하는 형상인 경우에, 당해 돌출한 부위의 선단에 대표점을 설정하는 것을 특징으로 하는 제스처 인식 장치.
제 1항에 있어서,
상기 대상 부위는 인간의 손이고,
상기 대표점 결정 수단은, 상기 대상 부위 형상 인식 수단이 특정한 대상 부위의 형상이, 제1의 형상인지, 상기 제1의 형상과는 다른 제2의 형상인지를 판정하고, 상기 대상 부위의 형상이 제1의 형상인 경우에, 손가락 끝에 대응하는 위치에 대표점을 설정하고, 상기 대상 부위의 형상이 제2의 형상인 경우에, 손의 중심에 대응하는 위치에 대표점을 설정하는 것을 특징으로 하는 제스처 인식 장치.
제 3항에 있어서,
상기 대표점 결정 수단은, 상기 대상 부위 형상 인식 수단이 특정한, 대상 부위인 손의 형상이, 일부의 손가락이 펼쳐져 있는 형상인 경우에, 제1의 형상이라고 판정하고, 모든 손가락이 펼쳐져 있는 형상 또는 모든 손가락이 굴곡하고 있는 형상인 경우에, 제2의 형상이라고 판정하는 것을 특징으로 하는 제스처 인식 장치.
제 3항에 있어서,
상기 대표점 결정 수단은, 상기 대상 부위 형상 인식 수단이 특정한, 대상 부위인 손의 형상이, 하나의 손가락만이 펼쳐져 있는 형상인 경우에, 제1의 형상이라고 판정하는 것을 특징으로 하는 제스처 인식 장치.
제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대표점 결정 수단은, 상기 손의 중심에 대응하는 위치로서, 상기 대상 부위 추출 수단에 의해 추출된, 당해 손에 대응하는 영역의 중심을 이용하는 것을 특징으로 하는 제스처 인식 장치.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
설정된 대표점의 위치를 이용자에게 통지하는 통지 수단을 더 갖는 것을 특징으로 하는 제스처 인식 장치.
취득한 화상으로부터 제스처를 검출하고, 당해 제스처에 대응한, 대상 기기에 대한 명령을 생성하는 제스처 인식 장치의 제어 방법에 있어서,
화상을 취득하는 화상 취득 스텝과,
상기 취득한 화상으로부터, 제스처를 행하는 대상 부위를 추출하는 대상 부위 추출 스텝과,
상기 추출한 대상 부위의 형상을 특정하는 대상 부위 형상 특정 스텝과,
상기 대상 부위에 대해, 상기 대상 부위의 위치를 대표하는 점인 대표점을 설정하는 대표점 결정 스텝과,
상기 대표점의 움직임에 의거하여 제스처를 인식하는 제스처 인식 스텝과,
상기 인식한 제스처에 대응하는 명령을 생성하는 커맨드 생성 스텝을 포함하고,
상기 대표점 결정 스텝에서는, 상기 특정한 대상 부위의 형상을 이용하여, 상기 대상 부위에 대응하는 대표점의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 제스처 인식 장치의 제어 방법.
제 8항에 기재된 제스처 인식 장치의 제어 방법의 각 스텝을 컴퓨터에 실행시키는 제스처 인식 프로그램이 기록된 기억매체.