JP5852928B2 - Operation input device, operation input method and program - Google Patents
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Description
本発明は、ユーザが指を動かした軌跡を、入力信号に変換する所作入力装置、所作入力方法、及び、プログラムに関する。 The present invention relates to an action input device, an action input method, and a program for converting a trajectory of a user's finger movement into an input signal.
電子機器におけるポインティングデバイスの操作手段に関しては、様々な入力装置が開発されている。端末が小型化されるにつれ、ある程度の平坦なスペースが必要とされるマウスに変わり、移動中にも使用可能なアナログスティックやジョグダイヤルが搭載されるようになった。今日では、スマートフォンやスレート端末における操作手段としては、タッチパネルが一般的であると言える。 Various input devices have been developed for operating means of a pointing device in electronic equipment. As the device was downsized, it changed to a mouse that required a certain amount of flat space, and an analog stick and jog dial that could be used while moving were installed. Today, it can be said that a touch panel is common as an operation means in a smartphone or a slate terminal.
しかしながら、タッチパネルを利用する際には、液晶を指で直接触る必要があるため、液晶が汚れたり、傷ついたりするという問題がある。加えて、入力を行えるのはタッチパネル上の点に限られるため、タッチパネルが特殊な形をしていない限り、平面的な入力しか検知し得ないという制約があった。 However, when the touch panel is used, it is necessary to directly touch the liquid crystal with a finger, so that there is a problem that the liquid crystal becomes dirty or damaged. In addition, since input can be performed only at points on the touch panel, there is a limitation that only planar input can be detected unless the touch panel has a special shape.
一方、最近注目されている手法として、赤外線センサ等によりユーザとの距離を判別し、それを入力信号に変換する手法がある。この手法では、3次元的な腕の傾きや、指し示す方向を検知できるほか、静止状態のみならず、手を振る、おじぎをするといった動的な所作によって、機器への入力とし、特定のイベントを発生させることができる。 On the other hand, as a technique that has recently attracted attention, there is a technique in which a distance from a user is determined by an infrared sensor or the like and converted into an input signal. In this method, it is possible to detect the three-dimensional arm tilt and the pointing direction, as well as the stationary state, as well as dynamic actions such as waving and bowing, as input to the device, and specific events Can be generated.
例えば、直角二等辺三角形状に配置した3つの量子型赤外線センサA、B、Cの出力信号強度から、3つの量子型赤外線センサA、B、Cと指との間の各距離を算出し、各距離から指の位置を表す3次元座標を算出する位置検出装置が明らかにされている(特許文献1)。 For example, each distance between the three quantum infrared sensors A, B, C and the finger is calculated from the output signal intensity of the three quantum infrared sensors A, B, C arranged in a right isosceles triangle shape, A position detection device that calculates three-dimensional coordinates representing the position of a finger from each distance has been clarified (Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1において明らかにされている位置検出装置では、当然に端末には複数の赤外線センサを取り付ける必要がある。また、各センサ同士の距離が近すぎると精度が落ちてしまうため、センサの精度に応じてある程度の物理的大きさを確保する必要がある。
However, in the position detection device disclosed in
本発明は、上記の検知手法の欠点を解決するため、撮影した画像からユーザの指紋を検出し、その軌跡が予め設定された動作パターンと一致する場合、当該動作パターンと対応した入力信号に変換する所作入力装置、所作入力方法、及び、プログラムを提供することを目的とする。 In order to solve the drawbacks of the detection method described above, the present invention detects a user's fingerprint from a captured image, and if the locus matches a preset operation pattern, converts it to an input signal corresponding to the operation pattern. It is an object to provide an action input device, an action input method, and a program.
本発明では、以下のような解決手段を提供する。 The present invention provides the following solutions.
第1の特徴に係る発明は、ユーザの指の動作を検知し、入力信号に変換する所作入力装置であって、
撮影されている所定の範囲を画像として取得する撮像手段と、
前記撮像手段によって取得した画像を解析し、前記ユーザの指紋を検出する指紋検出手段と、
前記指紋検出手段によって検出された指紋と、予め登録された指紋とが一致するかを識別し、特定ユーザの指紋を識別した場合には、更に、セキュリティとしてのユーザ認証機能を果たす指紋識別手段と、
前記指紋検出手段によって検出した指紋が、ユーザの指の操作により時間的に変化することで、当該指の動作の軌跡を記憶する指紋動作記憶手段と、
前記指紋動作記憶手段によって記憶された軌跡から、予め設定された指の動きを示すステップ又は複数種類の当該ステップの組み合わせによって表される複数種類の動作パターンの中から、前記動作パターンを抽出して、抽出した前記動作パターンに予め対応付けられた入力信号に変換する入力信号変更手段と、
を備え、
前記入力信号変更手段は、複数の前記動作パターンを抽出した場合には、それらのうち優先度が最も高いものを、前記動作パターンとして決定し、当該動作パターンに予め対応付けられた入力信号に変換する所作入力装置を提供する。
The invention according to the first feature is an operation input device that detects an operation of a user's finger and converts it into an input signal,
Imaging means for acquiring a predetermined range being photographed as an image;
A fingerprint detection means for analyzing the image acquired by the imaging means and detecting the fingerprint of the user;
When the fingerprint detected by the fingerprint detection means and a fingerprint registered in advance are identified and a fingerprint of a specific user is identified, a fingerprint identification means that performs a user authentication function as security is further provided. ,
A fingerprint action storage means for storing a trajectory of the movement of the finger by temporally changing the fingerprint detected by the fingerprint detection means by an operation of the user's finger;
From the trajectory stored by the fingerprint operation storage means, extract the operation pattern from a plurality of types of operation patterns represented by a step indicating a predetermined finger movement or a combination of a plurality of types of steps. Input signal changing means for converting into an input signal previously associated with the extracted operation pattern;
Equipped with a,
When the plurality of operation patterns are extracted, the input signal changing unit determines the operation pattern having the highest priority as the operation pattern and converts it into an input signal previously associated with the operation pattern. to provide a gesture input device you.
第1の特徴に係る発明によれば、ユーザの指の動作を検知し、入力信号に変換する所作入力装置は撮影されている所定の範囲を画像として取得し、取得した画像を解析して、前記ユーザの指紋を検出し、検出された指紋と、予め登録された指紋とが一致するかを識別し、特定ユーザの指紋を識別した場合には、更に、セキュリティとしてのユーザ認証機能を果たすものとし、検出した指紋が、ユーザの指の操作により時間的に変化することで、当該指の動作の軌跡を記憶し、記憶された軌跡から、予め設定された指の動きを示すステップ又は複数種類の当該ステップの組み合わせによって表される複数種類の動作パターンを抽出して、抽出した動作パターンに予め対応付けられた入力信号に変換し、複数の動作パターンを抽出した場合には、それらのうち優先度が最も高いものを、動作パターンとして決定し、当該動作パターンに予め対応付けられた入力信号に変換する。 According to the first aspect of the invention, the operation input device that detects the movement of the user's finger and converts it into an input signal acquires a predetermined range being shot as an image, analyzes the acquired image, When the fingerprint of the user is detected, whether the detected fingerprint matches a pre-registered fingerprint is identified, and the fingerprint of the specific user is identified, the user authentication function as security is further fulfilled The detected fingerprint changes with time by the operation of the user's finger, so that the trajectory of the operation of the finger is memorized, and a step or a plurality of types indicating preset finger movements from the memorized trajectory of extracting a plurality of kinds of operation pattern represented by a combination of the steps, when converted into the associated in advance with the input signal to the extracted operation patterns, and extracts a plurality of operation patterns, What is the highest priority among these, as an operating pattern that converts into associated in advance with the input signal to the operation pattern.
第2の特徴に係る発明は、前記撮像手段において、前記所定の範囲を平面的でなく立体的に撮像し、
前記指紋動作記憶手段において、指の動作を立体的に記憶することを特徴とする、第1の特徴に係る発明である所作入力装置を提供する。
In the invention according to the second feature, in the imaging means, the predetermined range is imaged three-dimensionally rather than planarly,
In the fingerprint operation storage means, and wherein the sterically storing operation of the fingers, to provide a gesture input device is the invention according to the first aspect.
第2の特徴に係る発明によれば、第1の特徴に係る発明である所作入力装置は、所定の範囲を平面的でなく立体的に撮像し、指の動作を立体的に記憶する。 According to the invention of the second aspect, an invention according to the first aspect gestures input device, three-dimensionally imaged rather than planar predetermined range, three-dimensionally storing the operation of a finger.
これら上記の発明は、所作入力装置のカテゴリであるが、方法、プログラムのカテゴリであっても、そのカテゴリに応じた同様の作用、効果を奏する。 These above-mentioned inventions are categories of operation input devices, but even if they are categories of methods and programs, there are similar operations and effects according to the categories.
第3の特徴に係る発明は、
ユーザの指の動作を検知し、入力信号に変換する所作入力装置が実行する所作入力方法であって、
撮影されている所定の範囲を画像として取得するステップと、
取得した画像を解析し、前記ユーザの指紋を検出するステップと、
検出された指紋と、予め登録された指紋とが一致するかを識別し、特定ユーザの指紋を識別した場合には、更に、セキュリティとしてのユーザ認証機能を果たすステップと、
検出した指紋が、ユーザの指の操作により時間的に変化することで、当該指の動作の軌跡を記憶するステップと、
記憶した軌跡から、予め設定された指の動きを示すステップ又は複数種類の当該ステップの組み合わせによって表される複数種類の動作パターンの中から、前記動作パターンを抽出して、抽出した前記動作パターンに予め対応付けられた入力信号に変換するステップと、
を備え、
前記入力信号に変換するステップにおいて、複数の前記動作パターンを抽出した場合には、それらのうち優先度が最も高いものを、前記動作パターンとして決定し、当該動作パターンに予め対応付けられた入力信号に変換する所作入力方法を提供する。
The invention according to the third feature is
An operation input method executed by an operation input device that detects an operation of a user's finger and converts it into an input signal,
Obtaining a predetermined range being photographed as an image;
Analyzing the acquired image and detecting the user's fingerprint;
Identifying whether the detected fingerprint and a pre-registered fingerprint match, and when a specific user's fingerprint is identified, further performing a user authentication function as security;
Storing the locus of movement of the detected finger by temporally changing the detected fingerprint by an operation of the user's finger;
From the stored trajectory, from among a plurality of types of operation patterns represented by a combination of the steps of the step or a plurality of types showing the movement of the preset finger, and extracting the operation pattern, extracted the operation pattern Converting to an input signal previously associated with
Equipped with a,
In the step of converting to the input signal, when a plurality of the operation patterns are extracted, the highest priority among them is determined as the operation pattern, and the input signal previously associated with the operation pattern It provides a gesture input method that converts into.
第4の特徴に係る発明は、
ユーザの指の動作を検知し、入力信号に変換する所作入力装置に、
撮影されている所定の範囲を画像として取得するステップ、
取得した画像を解析し、前記ユーザの指紋を検出するステップ、
検出された指紋と、予め登録された指紋とが一致するかを識別し、特定ユーザの指紋を識別した場合には、更に、セキュリティとしてのユーザ認証機能を果たすステップ、
検出した指紋が、ユーザの指の操作により時間的に変化することで、当該指の動作の軌跡を記憶するステップ、
記憶した軌跡から、予め設定された指の動きを示すステップ又は複数種類の当該ステップの組み合わせによって表される複数種類の動作パターンの中から、前記動作パターンを抽出して、抽出した前記動作パターンに予め対応付けられた入力信号に変換するステップ、
を実行させ、
前記入力信号に変換するステップにおいて、複数の前記動作パターンを抽出した場合には、それらのうち優先度が最も高いものを、前記動作パターンとして決定し、当該動作パターンに予め対応付けられた入力信号に変換するための所作入力装置用プログラムを提供する。
The invention according to the fourth feature is as follows:
In the operation input device that detects the movement of the user's finger and converts it into an input signal,
Obtaining a predetermined range being photographed as an image;
Analyzing the acquired image and detecting the fingerprint of the user;
Identifying whether the detected fingerprint matches a pre-registered fingerprint, and if a specific user's fingerprint is identified, further performing a user authentication function as security,
Storing the locus of movement of the detected finger by temporally changing the detected fingerprint by the user's finger operation;
From the stored trajectory, from among a plurality of types of operation patterns represented by a combination of the steps of the step or a plurality of types showing the movement of the preset finger, and extracting the operation pattern, extracted the operation pattern Converting to an input signal previously associated with
And execute
In the step of converting to the input signal, when a plurality of the operation patterns are extracted, the highest priority among them is determined as the operation pattern, and the input signal previously associated with the operation pattern providing because gesture input device program to convert.
本発明によれば、撮影した画像からユーザの指紋を検出し、その軌跡が予め設定された動作パターンと一致する場合、当該動作パターンと対応した入力信号に変換する所作入力装置、所作入力方法、及び、プログラムを提供することが可能となる。 According to the present invention, an action input device, an action input method for detecting a user's fingerprint from a captured image and converting the detected locus into an input signal corresponding to the action pattern when the locus matches the preset action pattern, And it becomes possible to provide a program.
以下、本発明を実施するための最良の形態について図を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. This is merely an example, and the technical scope of the present invention is not limited to this.
本発明の概要について説明する。所作入力装置1は、ユーザの指が、例えば201aから201b、201cをなぞり、矢印202、及び、矢印203のように軌跡を描くに際して、カメラ101、カメラ102によって撮影された画像を取得し、当該画像においてユーザの指紋を検出して、その軌跡を指紋位置データベース50に記憶する。その後、所作入力装置1は、動作パターンデータベース51からユーザの指の軌跡と合致する動作パターンを抽出し、その動作パターンと対応付けられた入力信号を抽出する。そして、抽出された入力信号が実際に入力されたのと同様にふるまうことで、ユーザの指の軌跡を入力信号に変換する。
The outline of the present invention will be described. The
[メッセージ送信システムの概要]
ここで図1、図2、及び、図3に基づいて、本発明の好適な実施形態である所作入力装置1の概要について説明する。ここで、所作入力装置1が情報端末であって、変換された入力信号を所作入力装置1自体が受け付けても構わないし、所作入力装置1が通信機能を備え、所作入力装置1自体は単なる入力デバイスとしてふるまい、変換された入力信号を通信可能に接続された他の機器に対して送信してもよい。以下の実施例においては、前者の場合について説明する。
[Outline of Message Sending System]
Here, based on FIG.1, FIG2 and FIG.3, the outline | summary of the
図1は、所作入力装置1の概要を説明するための概念図である。ここで、所作入力装置1は、眼鏡を模した形をしており、人が顔に装着して利用するようになっている。所作入力装置1は、必ずしも眼鏡を模した形である必要はなく、以下に詳述する機能を備えていれば、スマートフォンをはじめとする装置や情報端末であってよい。
FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining an outline of the
所作入力装置1は、右眼の視界と同様の範囲を撮影するためのカメラ101と、左眼の視界と同様の範囲を撮影するためのカメラ102を備えている。中央付近の格納部103には、所作入力装置1を制御する制御部11、及び、情報の記憶を行うための記憶部13、他の機器と通信を行うための通信部14が格納されている。制御部11、記憶部13、通信部14の詳細については、後述する。
The
記憶部13は、ユーザの指紋位置を記憶するための指紋位置データベース50と、動作パターンを入力信号に変換するための動作パターンデータベース51を備えている。また、記憶部13には、ユーザの指紋の特徴量が記憶されている。また、記憶部13は、動作パターンデータベース51に記憶された入力信号IDと、対応する入力信号が記憶された入力信号データベース52を備えていてもよい。
The storage unit 13 includes a
レンズ104は、度あり、度なしを問わず、単なるガラスであってもよいし、視界に重ねて情報が表示できる液晶であってもよい。また、所作入力装置1が投影機を備え、レンズ104に情報を投影することで、視界に重ねて情報を表示してもよい。所作が入力信号に変換された後の情報端末のふるまいは、本発明の技術的思想の範囲に含まれないので、ここでは詳述しない。
The
図2は、所作入力装置1を用いて所作を入力信号に変換する際の一例を示したものである。画像手前側がユーザにとって手前側であり、眼鏡の弦部分は長いため一部省略して記載している。指紋201a、指紋201b、指紋201cは、所作入力装置1による表示ではなく、ユーザが眼鏡越しに見ている自分の指の軌跡である。矢印202、矢印203は、実際には見えず、説明のために記載したものである。
FIG. 2 shows an example of converting an operation into an input signal using the
今、ユーザが左手の指を左眼の前で左から右に動かした場合、時間の経過とともに指は指紋201a、指紋201b、指紋201cをなぞることになる。その様子はカメラ102によって撮影され、ユーザの指紋がユーザにとって左から右に移動したこと、すなわちユーザの指の軌跡を捉えることができる。この左から右への移動がタッチパネルにおける左から右へのスワイプと同じ入力信号に対応付けられていた場合、ユーザは当該指の軌跡をカメラ102に撮影させることで、タッチパネルにおいてスワイプと同じ挙動をした場合のイベントを、所作入力装置1に発生させることができる。
Now, when the user moves the finger of the left hand from the left to the right in front of the left eye, the finger traces the
図3は、所作入力装置1が実行する所作入力処理の手順を表したフローチャートである。以下に、所作入力処理の手順を説明する。
FIG. 3 is a flowchart showing the procedure of the operation input process executed by the
初めに、所作入力装置1はカメラ101とカメラ102の撮影範囲を画像として取得する(ステップS01)。ここで、カメラの数は一つ以上であればよいが、後述するように、一つのみである場合には、3次元的な所作を入力として受け付ける精度が低下する。
First, the
次に、所作入力装置1は取得した画像からユーザの指紋を検出し(ステップS02)、その画像内の指紋の位置から、所作入力装置1を基準とした指紋の位置を算出し、指紋位置データベース50に記憶する(ステップS03)。このステップS01からステップS03を、指紋の検出と位置の記憶処理と呼ぶ。
Next, the
次に所作入力装置1は、現在から所定の期間について記憶されている指紋の位置を指紋位置データベース50から読み込み、それを連続した軌跡とみなし、動作パターンデータベース51から合致する動作パターンを抽出する(ステップS04)。そして、合致した動作パターンと対応している入力信号が入力されたものとして、当該軌跡を入力信号に変換し、装置1自体が受け付け、又は、通信可能に接続された他の機器に対して送信する(ステップS05)。このステップS04とステップS05を、軌跡の入力信号変換処理と呼ぶ。以上が、所作入力装置1が実行する所作入力処理の手順である。
Next, the
所作入力装置1は、上記の所作入力処理を実行することによってユーザの所作を入力信号に変換する。以上が、本発明の好適な実施形態である所作入力装置1の概要である。
The
[所作入力装置1のシステム構成]
図4は、所作入力装置1のシステム構成を示した概念図である。所作入力装置1が情報端末であって、変換された入力信号を所作入力装置1自体が受け付ける構成の場合には、図4において点線で示された部分は存在せず、所作入力装置1のみで処理を実行することが可能である。
[System configuration of the operation input device 1]
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a system configuration of the
一方、所作入力装置1が単なる入力デバイスとしてふるまう場合には、所作入力装置1は通信機能を備え、図4において点線で示された部分、すなわち情報端末301と通信可能に接続されており、情報端末301に変換された入力信号を送信する。ここで、所作入力装置1と情報端末301の間の通信は、IEEE802.11に準拠したWiFi(Wireless Fidelity)や、Bluetooth等の無線であっても構わないし、優先接続であっても構わない。情報端末301は、所作入力装置1から入力信号を受信し、情報端末301の入力部に入力があった場合と同様にふるまう。
On the other hand, when the
[各機能の説明]
図5に基づいて、所作入力装置1の構成について説明する。所作入力装置1は、制御部11として、CPU(Central Processing Unit),RAM(Random Access Memory),ROM(Read Only Memory)等を備え、入出力部12として、所定の範囲を画像として撮影するカメラ等の撮影機器を備えるほか、画像や文字のメッセージを表示する液晶モニタ、投影スクリーン等の表示部を備える。所作入力装置1は、同様に、データやファイルを記憶する記憶部13として、ハードディスクや半導体メモリ、記録媒体、メモリカード等による、データのストレージ部を備える。記憶部13は、指紋位置データベース50、動作パターンデータベース51、入力信号データベース52を備える。加えて、所作入力装置1は、他の機器の入力デバイスとして機能するため、通信部14として、他の機器と通信可能にするためのデバイス、例えば、IEEE802.11に準拠したWiFi(Wireless Fidelity)対応デバイスを備える。
[Description of each function]
Based on FIG. 5, the structure of the
所作入力装置1において、制御部11が所定のプログラムを読み込むことで、入出力部12と協働して、撮影画像取得モジュール15を実現する。また、所作入力装置1において、制御部11が所定のプログラムを読み込むことで、記憶部13と協働して、指紋検出モジュール16、座標算出モジュール17、指紋位置記憶モジュール18、軌跡変換モジュール19を実現する。また、所作入力装置1において、制御部11が所定のプログラムを読み込むことで、通信部14と協働して、入力信号通知モジュール20を実現する。
In the
[指紋の検出と位置の記憶処理]
図6は所作入力装置1が実行する、指紋の検出と位置の記憶処理の手順を表したフローチャートである。この指紋の検出と位置の記憶処理について説明する。
[Fingerprint detection and location storage processing]
FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of fingerprint detection and position storage processing executed by the
初めに、所作入力装置1の撮影画像取得モジュール15は、カメラ101、及び、カメラ102の撮影範囲を画像として取得する(ステップS11)。本実施例のような眼鏡を模した装置の場合、両カメラの撮影範囲は、ユーザの視野とほぼ一致する。
First, the captured
所作入力装置1の指紋検出モジュール16は、取得した画像に含まれるユーザの指紋を検出するために、それぞれの画像に対して特徴量の抽出を行う(ステップS12)。ここで特徴量とは、受信した画像内から、予め記憶されたユーザの指紋をパターンとしてパターン認識を行う際に、その比較の対象となる値である。具体的な処理としては、指紋検出モジュール16は、取得した画像を、縦横に所定の数に等分し、各部分のピクセルの色の平均値を算出する。
The
次に、指紋検出モジュール16は、所作入力装置1が備える記憶部13内に記憶されている、ユーザの指紋の特徴量を読み込む(ステップ13)。ここで、特定のユーザの指紋ではなく、一般的な指紋の特徴量を読み込んだ場合には、人物と指を問わず指紋であれば入力信号に変換できる。また、特定ユーザの指紋の特徴量を読み込んだ場合には、セキュリティとしてのユーザ認証機能としての役割を果たすことができる。そして、指ごとの指紋の特徴量を読み込んだ場合に、後述の処理を指ごとに行うことで、複数の指の所作の組み合わせを入力信号に変換してもよい。
Next, the
指紋検出モジュール16は、読み込んだ指紋の特徴量を用いて、取得した画像内から指紋を検出する(ステップS14)。すなわち、画像の特徴量から指紋の特徴量のパターン認識を行うことで、画像内における指紋部分を検出する。このとき、指がカメラに対して傾いていると、画像内では指紋が射影として表わされてしまい、検出がうまくできない場合がある。その問題に対しては、各カメラにおける特徴量を総合して勘案することで、画像内の物体を立体的に捉え、指紋の検出精度を向上させることができる。
The
ステップS14の結果、画像から指紋が検出された場合(ステップS15:「YES」の場合)には、続けて以下の処理を行う。画像から指紋が検出されなかった場合(ステップS15:「NO」の場合)には、以下の処理は行われず、指紋の検出と位置の記憶処理は終了する。 As a result of step S14, when a fingerprint is detected from the image (step S15: “YES”), the following processing is subsequently performed. If no fingerprint is detected from the image (step S15: “NO”), the following processing is not performed, and the fingerprint detection and position storage processing ends.
指紋検出モジュール16によって指紋が検出された場合、指の大きさに関わらず、指紋とカメラを結んだ直線は、指紋の画像内における位置から式として表わせる。カメラの数が二つ以上の場合には、座標算出モジュール17は、カメラ毎の直線の式を連立方程式として解き、所作入力装置1を中心とした3次元座標系における指紋の位置を算出する(ステップS16)。解の算出にあたっては、記憶部13に格納されている算出アルゴリズムを読み込んで利用してよい。同時に、座標算出モジュール17は、指紋の二点以上の位置を求めることで、指の向きを算出してもよい。ここで、指紋の位置とは、指紋のうち所定の一点の位置である。
When a fingerprint is detected by the
なお、カメラが一つの場合には、式は一つしか得られず、上記の手法は使えない。そのため、座標算出モジュール17は、予め記憶された指の大きさを基準にカメラと指の距離を算出し、画像内の指紋のゆがみによって向きを算出するか、あるいは、3次元座標系でなく2次元座標系における指の位置を算出する。 When there is one camera, only one equation can be obtained and the above method cannot be used. Therefore, the coordinate calculation module 17 calculates the distance between the camera and the finger based on the size of the finger stored in advance, calculates the direction based on the distortion of the fingerprint in the image, or 2 instead of the three-dimensional coordinate system. The position of the finger in the dimensional coordinate system is calculated.
図8は、所作入力装置1を原点とした3次元座標系を表した図である。所作入力装置1を装着した際、ユーザの右手方向がx軸の正方向である。また、ユーザの頭上がy軸の正方向であり、鉛直方向が負の方向である。また、指の位置を3次元座標系で捉える場合、ユーザにとって前方向がz軸の正方向となる。加えて、x軸、y軸、z軸に対する回転角度はそれぞれRoll、Pitch、Yawとして表わせる。本実施例においては、軸に対して右ネジ方向を正とし、−180度から+180度の範囲で表わす。このRoll、Pitch、Yawを用いることで、指の付け根方向から指先方向の向きを数値的に記述でき、より複雑な所作を表せるようになる。なお、本実施例では直交座標系を採用したが、極座標系などであってもよく、指の位置や姿勢の表し方はこの形式に限られない。
FIG. 8 is a diagram showing a three-dimensional coordinate system with the
その後、所作入力装置1の指紋位置記憶モジュール18は、算出したx、y、z、Roll、Pitch、Yawを、画像を取得した日付、時刻とともに指紋位置データベース50に記憶する(ステップS17)。図9は、指紋位置データベース50内の指紋位置テーブルの一部を示したものである。
Thereafter, the fingerprint
以上が、所作入力装置1が実行する、指紋の検出と位置の記憶処理の手順である。
The above is the procedure of fingerprint detection and position storage processing executed by the
[軌跡の入力信号変換処理]
図7は、所作入力装置1が実行する、軌跡の入力信号変換処理の手順を表したフローチャートである。この軌跡の入力信号変換処理について説明する。
[Track input signal conversion processing]
FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of the locus input signal conversion process executed by the
初めに、所作入力装置1の軌跡変換モジュール19は、指紋位置データベース50から、記憶された指紋の位置を読み込む(ステップS21)。通常、入力は数秒単位で行われるので、読み込みを行うのは現在から数秒前までの指紋の位置のみでよい。
First, the
ここで、軌跡変換モジュール19は、所定の期間において、指紋の各座標成分の変化分が所定の域値以下か、又は、画像内に指紋が無いかを判断することで、ユーザの指が停止状態であるかを判断する。停止状態ではなかった場合(ステップS22:「NO」の場合)、ユーザの指は軌跡を描いている途中であると判断し、以下の処理は行われず、軌跡の入力信号変換処理は終了する。停止状態だった場合(ステップS22:「YES」の場合)には、それまでの軌跡を入力信号に変換するために、続けて以下の処理を行う。なお、ある時刻において画像内に指紋が無いことは、指紋位置データベース50に当該時刻のレコードがないことによって判断できる。
Here, the
軌跡変換モジュール19は、読み込んだ指紋の位置を連続した軌跡とみなし、動作パターンデータベース51から、当該軌跡と合致した動作パターンを抽出する(ステップS23)。動作パターンが抽出されなければ(ステップS24:「NO」の場合)、ユーザは有効な入力を行っていないと判断し、以下の処理は行われず、軌跡の入力信号変換処理は終了する。一以上の動作パターンが抽出された場合(ステップS24:「YES」の場合)には、続けて以下の処理を行う。
The
図10は、動作パターンデータベース51の、動作パターンテーブルの一部を示したものである。本実施例においては、動作パターンは、x軸、y軸、z軸に対応した動きの、各ステップの組み合わせによって表している。また、各動作パターンは、入力信号と結び付けられている。なお、一の動作パターンは二以上の入力信号と結び付けられることを妨げない。
FIG. 10 shows a part of the operation pattern table of the
例えば、指紋のx座標が時間経過によって増加した場合には、当該ステップにおいて「RIGHT」の動きをしたものとし、その後にy座標が増加した場合には、「UP」の動きをしたものとする。この様な場合には、パターンIDが2であるパターンが合致している。この各変化分に対しては、域値を設定してよい。 For example, when the x-coordinate of the fingerprint increases with time, it is assumed that “RIGHT” is moved in this step, and when the y-coordinate is increased thereafter, “UP” is moved. . In such a case, the pattern whose pattern ID is 2 matches. A threshold value may be set for each change.
図10において、各ステップにおいて二つ以上の動きが必要な場合には、コンマで繋いで表現する。例えば、「RIGHT,UP」であれば、x座標とy座標が、同一のタイミングで増加して初めて満たされる。なお、各ステップにおける条件がない場合には、「NULL」という文字列で表している。 In FIG. 10, when two or more movements are necessary in each step, they are connected by a comma. For example, in the case of “RIGHT, UP”, the x coordinate and the y coordinate are satisfied only when they are increased at the same timing. When there is no condition at each step, it is represented by a character string “NULL”.
ところで、抽出方法において、全ステップの動作が完全に一致する動作パターンではなく、少なくとも条件を満たすパターンを抽出した方が、都合がよい場合がある。例えば、ステップ1が「RIGHT」、ステップ2が「UP,LEFT」というパターンが動作パターンテーブル上に無い時に、指紋がその動きをした時には、パターンIDが2の動作パターンか、3の動作パターンかの入力ミスであると判断し、いずれかだとみなされるのが望ましい。
By the way, in the extraction method, it may be more convenient to extract a pattern that satisfies at least a condition rather than an operation pattern in which the operations of all steps are completely the same. For example, when there is no pattern on the operation pattern table in which step 1 is “RIGHT” and
このような場合に備え、軌跡変換モジュール19は、初めに少なくとも条件を満たすパターンを抽出した上で、複数の動作パターンが抽出された場合には、それらのうち優先度が最も高いものを、合致する動作パターンとして決定してよい(ステップS25)。優先度は、動作が複雑であればあるほど、また、誤って入力された際のユーザのリスクが少なければ少ないほど、高くなると考えられる。前者の例で言えば、パターンIDが3と11の動作パターンの両方に合致する場合、より複雑な11の方が、優先度が高い。後者の例で言えば、電源ボタンや決定キーが対応付けられた動作パターンよりも、キャンセルボタンが対応付けられた動作パターンの方が、優先度が高い。
In preparation for such a case, the
次に、軌跡変換モジュール19は、決定された動作パターンと対応付けられた入力信号を特定する(ステップS26)。動作パターンデータベース51には、本実施例のように対応する入力信号IDが記憶されていても構わないし、機器に実行させる命令そのものがバイナリ形式で記憶されていてもよい。ID形式で記憶されている場合には、軌跡変換モジュール19は記憶部13内の入力信号データベース52を参照して、入力信号IDを実際の入力信号に変換する。なお、入力信号は、それが表わすものがマウスの動きや、特定のキーの押し下げであってもよいし、タッチパネルにおけるピンチやスワイプと対応した入力信号であっても構わない。また、入力信号は、指紋の各座標成分の変化分を変数にとる関数で表されてもよい。
Next, the
最後に、所作入力装置1の入力信号通知モジュール20は、軌跡変換モジュール19が特定した入力信号を対象に通知する(ステップS27)。通知の対象が所作入力装置1自体である場合には、一例として、所作入力装置1のオペレーティングシステムにメッセージを送信することで、入力部において同じ入力があったのと同様にふるまう。このとき、通信部14を働かせる必要はない。所作入力装置1が他の情報端末の入力デバイスとして動作している時には、当該情報端末に特定した入力信号を送信する。
Finally, the input signal notification module 20 of the
以上が、所作入力装置1が実行する、軌跡の入力信号変換処理の手順である。
The above is the procedure of the locus input signal conversion process executed by the
上述した手段、機能は、コンピュータ(CPU,情報処理装置,各種端末を含む)が、所定のプログラムを読み込んで、実行することによって実現される。プログラムは、例えば、フレキシブルディスク、CD(CD−ROMなど)、DVD(DVD−ROM、DVD−RAMなど)等のコンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供される。この場合、コンピュータはその記録媒体からプログラムを読み取って内部記憶装置または外部記憶装置に転送し記憶して実行する。また、そのプログラムを、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の記憶装置(記録媒体)に予め記録しておき、その記憶装置から通信回線を介してコンピュータに提供するようにしてもよい。 The means and functions described above are realized by a computer (including a CPU, an information processing apparatus, and various terminals) reading and executing a predetermined program. The program is provided in a form recorded on a computer-readable recording medium such as a flexible disk, CD (CD-ROM, etc.), DVD (DVD-ROM, DVD-RAM, etc.), for example. In this case, the computer reads the program from the recording medium, transfers it to the internal storage device or the external storage device, stores it, and executes it. The program may be recorded in advance in a storage device (recording medium) such as a magnetic disk, an optical disk, or a magneto-optical disk, and provided from the storage device to a computer via a communication line.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述したこれらの実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment mentioned above. The effects described in the embodiments of the present invention are only the most preferable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are limited to those described in the embodiments of the present invention. is not.
1 メッセージ送信システム、10 ユーザ利用端末、100 視野画像解析サーバ、150 特徴量データベース、151 人物情報データベース、200 メッセージ送信サーバ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
撮影されている所定の範囲を画像として取得する撮像手段と、
前記撮像手段によって取得した画像を解析し、前記ユーザの指紋を検出する指紋検出手段と、
前記指紋検出手段によって検出された指紋と、予め登録された指紋とが一致するかを識別し、特定ユーザの指紋を識別した場合には、更に、セキュリティとしてのユーザ認証機能を果たす指紋識別手段と、
前記指紋検出手段によって検出した指紋が、ユーザの指の操作により時間的に変化することで、当該指の動作の軌跡を記憶する指紋動作記憶手段と、
前記指紋動作記憶手段によって記憶された軌跡から、予め設定された指の動きを示すステップ又は複数種類の当該ステップの組み合わせによって表される複数種類の動作パターンの中から、前記動作パターンを抽出して、抽出した前記動作パターンに予め対応付けられた入力信号に変換する入力信号変更手段と、
を備え、
前記入力信号変更手段は、複数の前記動作パターンを抽出した場合には、それらのうち優先度が最も高いものを、前記動作パターンとして決定し、当該動作パターンに予め対応付けられた入力信号に変換する所作入力装置。 An operation input device that detects the movement of a user's finger and converts it into an input signal,
Imaging means for acquiring a predetermined range being photographed as an image;
A fingerprint detection means for analyzing the image acquired by the imaging means and detecting the fingerprint of the user;
When the fingerprint detected by the fingerprint detection means and a fingerprint registered in advance are identified and a fingerprint of a specific user is identified, a fingerprint identification means that performs a user authentication function as security is further provided. ,
A fingerprint action storage means for storing a trajectory of the movement of the finger by temporally changing the fingerprint detected by the fingerprint detection means by an operation of the user's finger;
From the trajectory stored by the fingerprint operation storage means, extract the operation pattern from a plurality of types of operation patterns represented by a step indicating a predetermined finger movement or a combination of a plurality of types of steps. Input signal changing means for converting into an input signal previously associated with the extracted operation pattern;
With
When the plurality of operation patterns are extracted, the input signal changing unit determines the operation pattern having the highest priority as the operation pattern and converts it into an input signal previously associated with the operation pattern. The input device that performs.
前記指紋動作記憶手段において、指の動作を立体的に記憶することを特徴とする、請求項1に記載の所作入力装置。 In the imaging means, the predetermined range is imaged three-dimensionally rather than planarly,
2. The operation input device according to claim 1 , wherein the fingerprint motion storage means memorizes a finger motion three-dimensionally.
撮影されている所定の範囲を画像として取得するステップと、
取得した画像を解析し、前記ユーザの指紋を検出するステップと、
検出された指紋と、予め登録された指紋とが一致するかを識別し、特定ユーザの指紋を識別した場合には、更に、セキュリティとしてのユーザ認証機能を果たすステップと、
検出した指紋が、ユーザの指の操作により時間的に変化することで、当該指の動作の軌跡を記憶するステップと、
記憶した軌跡から、予め設定された指の動きを示すステップ又は複数種類の当該ステップの組み合わせによって表される複数種類の動作パターンの中から、前記動作パターンを抽出して、抽出した前記動作パターンに予め対応付けられた入力信号に変換するステップと、
を備え、
前記入力信号に変換するステップにおいて、複数の前記動作パターンを抽出した場合には、それらのうち優先度が最も高いものを、前記動作パターンとして決定し、当該動作パターンに予め対応付けられた入力信号に変換する所作入力方法。 An operation input method executed by an operation input device that detects an operation of a user's finger and converts it into an input signal,
Obtaining a predetermined range being photographed as an image;
Analyzing the acquired image and detecting the user's fingerprint;
Identifying whether the detected fingerprint and a pre-registered fingerprint match, and when a specific user's fingerprint is identified, further performing a user authentication function as security;
Storing the locus of movement of the detected finger by temporally changing the detected fingerprint by an operation of the user's finger;
From the stored trajectory, the motion pattern is extracted from a plurality of types of motion patterns represented by a step indicating a predetermined finger movement or a combination of a plurality of types of the steps, and the extracted motion pattern Converting to a pre-associated input signal;
With
In the step of converting to the input signal, when a plurality of the operation patterns are extracted, the highest priority among them is determined as the operation pattern, and the input signal previously associated with the operation pattern The input method to convert to.
撮影されている所定の範囲を画像として取得するステップ、
取得した画像を解析し、前記ユーザの指紋を検出するステップ、
検出された指紋と、予め登録された指紋とが一致するかを識別し、特定ユーザの指紋を識別した場合には、更に、セキュリティとしてのユーザ認証機能を果たすステップ、
検出した指紋が、ユーザの指の操作により時間的に変化することで、当該指の動作の軌跡を記憶するステップ、
記憶した軌跡から、予め設定された指の動きを示すステップ又は複数種類の当該ステップの組み合わせによって表される複数種類の動作パターンの中から、前記動作パターンを抽出して、抽出した前記動作パターンに予め対応付けられた入力信号に変換するステップ、
を実行させ、
前記入力信号に変換するステップにおいて、複数の前記動作パターンを抽出した場合には、それらのうち優先度が最も高いものを、前記動作パターンとして決定し、当該動作パターンに予め対応付けられた入力信号に変換するための所作入力装置用プログラム。 In the operation input device that detects the movement of the user's finger and converts it into an input signal,
Obtaining a predetermined range being photographed as an image;
Analyzing the acquired image and detecting the fingerprint of the user;
Identifying whether the detected fingerprint matches a pre-registered fingerprint, and if a specific user's fingerprint is identified, further performing a user authentication function as security,
Storing the locus of movement of the detected finger by temporally changing the detected fingerprint by the user's finger operation;
From the stored trajectory, the motion pattern is extracted from a plurality of types of motion patterns represented by a step indicating a predetermined finger movement or a combination of a plurality of types of the steps, and the extracted motion pattern Converting to a pre-associated input signal;
And execute
In the step of converting to the input signal, when a plurality of the operation patterns are extracted, the highest priority among them is determined as the operation pattern, and the input signal previously associated with the operation pattern Program for input device to convert to.
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