仮想空間を操作するための非接触型インタフェースに関する研究

操作虚拟空间的非接触式界面研究

基本信息

批准号：
05750438
负责人：
辺見一男
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Nagasaki Institute of Applied Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750438/
关键词：
ヒューマンインタフェース動作認識画像処理人工現実感

项目摘要

自然な掴み動作を入力とする3次元インタフェースを実現するためには,手の動きを画像処理で認識する必要がある.手は非剛体である上に,非常に複雑な動きを行うため,そのままの形状を画像処理で認識するのは非常に困難である.このため,画像処理で処理しやすい特徴点を定め,この特徴点から手の形状を推定するモデルを用いる方法が最も適している.また,仮想空間に設定した物体を自然な掴み動作によって操作するには最低2指の動きを認識する必要がある.これが可能となれば,物体を掴み,移動回転などの操作を行うことができる.本研究では,処理の簡単化のため,親指と人差指で物体を操作するこしとを想定し,この2指の動作を認識させることを試みた.また,手先の形状を記述する特徴点として,各指の指先座標とその傾きに着目し,これらのパラメータより2指の動作を推定するモデルの構築を行った.このモデルを用いると,画像処理により算出する必要があるのは,2指の指先座標とその傾きだけである.これらは,画像処理によって比較的算出しやすい情報であるので,手先にマーカーなどの付加物を装着しなくても,素手のシルエット画像より直接算出することができる.また,この方法だと初期探索以外は画像領域全体を探索する必要がなく,指先の近傍領域のみを処理するだけで手先全体の動きが推定できるため計算量が非常に少くなり,リアルタイムで手先の動作を認識することが可能となった.この手法を3次元空間を操作するインタフェースに応用した結果,人が日常行っている,把握,移動,回転等の自然な動作をそのまま計算機の入力とすることが可能となったので,マン・コンピュータインタフェースとして本手法が非常に有効であることが認識できた.

为了实现以自然握把运动为输入的3D接口，有必要识别手通过图像处理的运动。由于手是非刚性且非常复杂的运动，因此很难通过图像处理识别手的形状。因此，使用模型定义特征点的方法，该特征点易于处理图像处理中，并从这些特征点估算手的形状是最佳选择。此外，为了使用自然握把运动在虚拟空间中操纵对象，有必要识别两个手指的运动。如果可能的话，可以抓住物体并旋转运动。在这项研究中，为了简化处理，我们试图识别两个手指的运动，作为描述手形状的特征点，集中在指尖坐标及其倾斜上，并从这些参数中估算两个手指的运动。使用此模型，所有需要通过图像处理来计算的都是指尖坐标及其倾斜。这些信息相对易于使用图像处理来计算，因此可以直接从裸手的轮廓图像中计算出来，而无需将标记或其他加合物固定在手上。此外，使用这种方法，除初始搜索外，无需搜索整个图像区域，并且可以通过仅处理触点附近的区域来估算整个手的运动，因此计算量减少，从而可以实时识别手的运动。由于将此技术应用于人维空间的界面，因此可以输入手的自然作用，例如抓握，移动和旋转，人们每天都会做到这一点，并且可以作为计算机的输入，并且已经认识到，这种方法是作为人兼职者界面非常有效的。