画像処理によるリアルタイム手掌部動作認識手法に関する研究

基于图像处理的实时手掌动作识别方法研究

基本信息

批准号：
07750526
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：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750526/
关键词：
ヒューマンインタフェース動作認識画像処理

项目摘要

人工現実感などの研究では,手先の動きそのものをコンピュータの操作に用いるインタフェースが広く用いられている.これらの研究で用いられる入力装置は,データグラブなどメカニカルな方法によるものが大部分であるが,画像処理を用いて非接触で手先の動作を認識できれば,手先に何も装着する必要がないので非常に自然な感覚でコンピュータの操作を行うことができる.このように,手先の動作を直接入力するインターフェースを実現しようとすると,操作者が行なった動作に対して瞬時にレスポンスを返す必要があるため,リアルタイムで手先の動きを認識しなければならない.しかしながら,手先の動作を認識するためには手先の各関接の屈曲角を計測する必要があるが,これを画像処理により行おうとすると計算量が膨大となり,リアルタイムで処理するのは極めて困難である.手先の動きは非常に複雑であるが,各関節は完全に独立した動きを行なえるのではなくて,一定の拘束条件の下でしか働くことができない.したがって,手先の動作を,画像処理により検出するのが容易な情報をパラメータとするモデルで表現することができれば,リアルタイムで手先の動作を認識することが可能となる.本研究で,我々は2指(親指と人差指)で物を操作する動作について,その動作を表現するモデルを導出した.このモデルは,2指の指先の座標とその夾角より2指のすべての関節の屈曲角度を計算することができる.さらに,このモデルを用いて2指の運動を画像処理によってリアルタイムで認識可能な方法を提案した.また,この手法を,コンピュータの入力システムに応用し,手先の動きを非接触で認識可能なインタフェースを構築した結果,この方式がマンマシンインタフェースとして有効であることを確認できた.

在关于人造现实的研究中，使用手本身进行计算机操作的界面被广泛使用。这些研究中使用的大多数输入设备都是机械方法，例如数据获取，但是如果您可以在不使用图像处理的情况下识别手的移动，则无需将任何内容附加到手上，因此您可以以非常自然的感觉操作计算机。这样，当直接输入手移动的界面时，有必要立即响应操作员执行的动作，因此您必须实时识别手的运动。但是，为了识别手的运动，有必要测量每个手接触的弯曲角度，但是如果您尝试通过图像处理执行此操作，则计算的量将是巨大的，从而使实时处理非常困难。手的运动非常复杂。但是，每个关节不能执行完全独立的运动，但只能在某些约束下进行。因此，如果可以将手的运动作为模型表示，将信息作为参数作为参数，可以通过图像处理轻松检测到，则可以实时识别手的运动。在这项研究中，我们得出了一个模型，该模型以用两个手指（拇指和食指）操纵物体的作用来表达手的运动。该模型可以从指尖的坐标及其随附的角度计算两个手指的所有接头的屈曲角。此外，我们提出了一种可以通过使用此模型来实时识别两个手指的运动的方法。此外，通过将此方法应用于计算机输入系统，我们构建了一个可以识别手在非接触式中的运动的接口，因此，我们已经确认该方法作为人机接口有效。