CN105607734A - 信息处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够更恰当地更新基准距离的信息处理装置。根据实施方式，提供一种具备存储部、距离信息获取部以及更新部的信息处理装置。存储部存储与基准点和离开基准点的第1面之间的距离相关的第1距离信息、以及与第1面的表面的形状有关的第1形状信息。距离信息获取部获取与基准点和离开基准点的物体之间的距离有关的第2距离信息。更新部具有变化信息判断部及形状信息判断部。变化信息判断部使用第2距离信息来判断有无操作。形状信息判断部将第1形状信息与第2形状信息进行比较，来判断是否满足第1条件。更新部在判断为无操作且判断为满足第1条件的情况下，基于第2距离信息来更新第1距离信息。

Description

信息处理装置
技术领域
本发明的实施方式涉及一种信息处理装置。
背景技术
已开发有利用距离传感器来检测例如手指等指示体的操作的信息处理装置。另外，还开发有将上述信息处理装置与投影仪等影像显示装置相组合而成的影像处理装置。例如，开发出了一种技术，通过检测出对于投影面的接触操作(触摸操作)，从而能对投影影像进行触摸显示那样的操作。
作为利用距离传感器来检测对于物体面的接触操作的技术，提出了一种方法：通过将距离传感器所获得的距离信息、与距离传感器和投影面之间的距离信息(基准距离)进行比较来检测操作。此处，为了在距离传感器与投影面之间的位置关系发生变化后也继续检测操作，需要更新基准距离。
由此，希望更恰当地更新基准距离，提高操作检测的稳定性。
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明的实施方式提供一种能够更恰当地更新基准距离的信息处理装置。
解决技术问题所采用的技术方案
根据实施方式，提供一种具备存储部、距离信息获取部以及更新部的信息处理装置。所述存储部存储与基准点和离开所述基准点的第1面之间的距离相关的第1距离信息、以及与所述第1面的表面形状有关的第1形状信息。所述距离信息获取部获取与所述基准点和离开所述基准点的物体之间的距离有关的第2距离信息。所述更新部具有变化信息判断部及形状信息判断部。所述变化信息判断部使用所述第2距离信息来判断有无操作。所述形状信息判断部将所述第1形状信息与第2形状信息进行比较，来判断是否满足第1条件。所述更新部在判断为无所述操作且满足所述第1条件的情况下，基于所述第2距离信息来更新所述第1距离信息。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的信息处理装置的框图。
图2是表示实施方式的更新部的框图。
图3是表示图1所示的信息处理装置的变形例的框图。
图4是表示实施方式的更新部的具体例的框图。
图5是示例实施方式1所涉及的信息处理装置的使用状态的一个示例的示意立体图。
图6是示例实施方式1所涉及的信息处理装置的使用状态的一个示例的示意立体图。
图7是说明实施方式的形状信息的具体例的示意立体图。
图8是说明实施方式的形状信息的其他具体例的示意立体图。
图9是表示实施方式所涉及的信息处理方法的流程图。
图10是表示实施方式的更新部的框图。
图11是示例实施方式的判断部的动作的示意图。
图12是表示实施方式所涉及的信息处理方法的流程图。
图13是表示实施方式所涉及的信息处理装置的框图。
图14是示例实施方式3所涉及的信息处理装置的使用状态的一个示例的示意立体图。
图15是示例实施方式3所涉及的信息处理装置的使用状态的一个示例的示意立体图。
图16是示例实施方式3所涉及的信息处理装置的使用状态的一个示例的示意立体图。
图17是表示实施方式所涉及的信息处理装置的框图。
图18是表示实施方式所涉及的信息处理装置的框图。
图19是表示实施方式的更新部的框图。
图20是示例实施方式所涉及的信息处理装置的使用状态的一个示例的示意立体图。
标号说明
10壳体、21、22物体、31处理器、32存储装置、100、100a、100b、100c信息处理装置、110距离信息获取部、120操作检测部、130、130a、130b更新部、131判断部、132基准距离计算部、135形状信息判断部、136变化信息判断部、136a操作信息判断部、136b距离时间变动判断部、137登录物体判断部、138可视光信息判断部、139加速度判断部、140存储部、150影像转换部、200距离传感器、300控制装置、400影像输入部、500显示装置、600可视摄像头、700加速度传感器
具体实施方式
下面，参照附图对各实施方式进行说明。
此外，附图是示意性或概念性的图，各部分的厚度与宽度之间的关系、部分间的大小的比率等并不一定要与实际相同。另外，在表示相同部分的情况下，有时附图中表示的互相的尺寸或比率有所不同。
此外，在本说明书及各图中，对于与已提及的附图中已述的要素相同的要素标注相同标记，并适当省略详细说明。
(实施方式1)
图1是表示实施方式所涉及的信息处理装置的框图。
图2是表示实施方式的更新部的框图。
图3是表示图1所示的信息处理装置的变形例的框图。
图4是表示实施方式的更新部的具体例的框图。
本实施方式涉及对任意物体表面的操作进行检测的信息处理装置。图1所示的框图是本实施方式所涉及的信息处理装置100的结构的一个示例，可能未必与实际的程序模块的结构相一致。图2所示的框图是本实施方式所涉及的更新部130的结构的一个示例，可能未必与实际的程序模块的结构相一致。
图1所示的信息处理装置100具备距离信息获取部110、操作检测部120、更新部130以及存储部140。如图2所示，更新部130具有判断部131以及基准距离计算部132。判断部131具有形状信息判断部135以及变化信息判断部136。如图4所示，例如，变化信息判断部136具有操作信息判断部136a。本实施方式中，信息处理装置100与包含距离传感器200(距离测量部)及控制装置300在内的周边装置相连接。
距离传感器200及控制装置300能够使用不同于信息处理装置100的外部装置。信息处理装置100也可具备距离传感器200及控制装置300。距离传感器200及控制装置300也可以内置于后述的显示装置500。控制装置300例如为计算机等。图1所示的硬件结构是一个示例。可以用LSI(LargeScaleIntegration：大规模集成)等的集成电路或IC(IntegratedCircuit：集成电路)芯片组来作为实施方式所涉及的信息处理装置的一部分或全部。也可以将各功能模块分别形成为处理器。也可以将各功能模块的一部分或全部都集成化，形成为处理器。不仅限于LSI，也可以通过专用电路或通用处理器来形成为集成电路。
距离传感器200测定基准点与离开基准点的第1面之间的距离，将测定出的距离信息输出至距离信息获取部110。基准点例如是距离传感器200的原点。第1面是例如确定操作检测对象的面。第1面例如包含投影有影像的投影面。
距离信息获取部110获取通过距离传感器200测定到的距离信息，并例如保存。本申请说明书中，将距离信息获取部110从距离传感器200获取到的距离信息称作“第2距离信息”。也就是说，第2距离信息是距离信息获取部110所获取的距离信息，也可以包含过去多个时刻的距离信息。第2距离信息是与基准点和离开基准点的物体之间的距离有关的信息。此处所说的“物体”是指工作中距离传感器200的视角内能包含的物体。此处所说的“物体”例如举出指示体、投影面、以及穿过距离传感器200与第1面之间的人等。
操作检测部120从距离信息获取部110获取第2距离信息，利用所接收到的第2距离信息及后述的基准距离(第1距离信息)来检测出对投影面的操作。基准距离(第1距离信息)是与基准点和离开基准点的第1面之间的距离有关的信息。
更新部130从例如距离信息获取部110接收第2距离信息。此外，更新部130接收存储部140所保存的形状信息(第1形状信息)。以下对第1形状信息进行详细叙述。更新部130基于第2距离信息及第1形状信息，恰当地更新存储在存储部140中的基准距离(第1距离信息)。
操作检测部120基于经更新的基准距离来检测操作。
控制装置300接收与操作状态相关的信息(操作信息)、基准距离。例如，控制装置300基于所接收到的信息来进行使影像变化等处理。
如图3所示，更新部130也可以从操作检测部120接收操作信息。如图3所示的示例中，更新部130基于第2距离信息、第1形状信息及操作信息，恰当地更新存储在存储部140中的基准距离(第1距离信息)。
图5及图6是示例实施方式1所涉及的信息处理装置的使用状态的一个示例的示意立体图。
本示例中，对信息处理装置100、距离传感器200以及控制装置300包含在一个壳体10的情况进行说明，但本实施方式并不局限于此。信息处理装置100及控制装置300也可以分别配置于不同的地方。
本实施方式中，距离传感器200是能够二维地获得到达对象物为止的距离信息的距离图像传感器，以下以此为例进行说明。就像通常的摄像头获取拍摄对象的颜色信息以作为二维序列＝图像，距离图像传感器能够将到达拍摄对象为止的距离作为二维序列(距离图像)来进行获取。距离图像的获取方法具有如下等方式：红外线图案照射方式(向对象照射红外线图案，利用红外线摄像机来检测图案，利用三角测量来测定距离的方式)、或Time-of-Flight方式(对对象投射光，并测量光的往返时间从而测定距离的方式)。距离传感器200也可以是使用其他距离获取方法的传感器。将距离信息获取部110从距离图像传感器获取到的距离信息(第2距离信息)表示为d(x，y，t)。此处，x及y表示所获取的距离图像的图像坐标，t表示所获取的时刻。
距离信息获取部110获取距离传感器200时时刻刻获取到的距离信息，并保存。本实施方式中，距离信息获取部110获取并保存互不相同的时刻的多个距离信息，并以此进行说明。也就是说，本实施方式中，第2距离信息起到包含互不相同时刻的多个距离信息在内的缓存的作用。
图5所示的物体21具有面A1。物体22具有面A2。面A1及面A2均是能称为操作检测对象的物体表面(第1面)。例如面A1是壁面。例如面A2是桌面。本实施方式中，对作为操作检测对象的物体表面是平面的情况进行说明。此外，本实施方式并不局限于此。实施方式中，物体表面也可以是包含凹凸的非平面。
图5所示的测定范围B1表示距离传感器200测定距离的范围。指示体C例如是手指或指示棒等物体。利用指示体C向面A1或面A2等物体进行操作。本实施方式中，检测测定范围B1内指示体C的操作。测定范围B1可以使用距离传感器200的整个视角，也可以使用一部分。
此处，将在距离传感器200与测定范围B1内包含的物体表面之间不包含作为操作检测对象的物体表面以外的遮挡物时的距离信息称作基准距离D0(x，y)。
操作检测部120利用基准距离D0(x，y)及第2距离信息d(x，y，t)来检测操作。例如，操作检测部120基于基准距离D0(x，y)与第2距离信息d(x，y，t)之差，在差在特定范围内的情况下，检测为进行了操作。本实施方式中，检测手指或笔等指示体C对物体表面进行的触摸操作。此外，本实施方式并不局限于此。实施方式中，只要是能基于距离信息来检测的操作，也可以是检测任何种类的操作。
由于已知与物体表面的距离(基准距离D0(x，y))，因此能以下式来判别指示体C触摸物体表面的位置。
[数学式1]
N e a r ( x , y ) = 1 D 0 ( x , y ) - D m arg i n ( x , y ) ≤ d ( x , y , t ) ≤ D 0 ( x , y ) + D m arg i n ( x , y ) 0 o t h e r w i s e ... ( 1 )
此处，Dmargin(x，y)是检测用参数。通过恰当地设定参数，在Near(x，y)＝1的情况下，能够视作指示体C在坐标(x，y)的位置进行了触摸操作。
若手指或笔等具有一定粗细度的指示体C进行了触摸，则在进行了触摸等操作的区域被检测为满足Near(x，y)＝1的像素相连结的区域。
物体表面的多个点(区域)被触摸的情况下，被触摸的点的数量可以使用连结区域的个数。另外，能够将连结区域各自重心的坐标用作为被触摸的区域的坐标。此处，也可以忽略Near(x，y)＝1的连结成分的个数较少的区域、即忽略连结区域面积较小的区域。由此，能够抑制距离信息所包含的噪声等的影响，并求出操作。
检测到的连结区域的个数(触摸点数量)、以及连结区域的坐标(触摸坐标)作为操作信息输出至控制装置300。本实施方式中，在连结区域个数为1以上的情况下设为“操作中”，在连结区域个数为0时设为“未进行操作”。图3所示的示例中，上述操作信息被输出至更新部130。
控制装置300基于操作检测部120所检测出的操作信息来决定操作。例如，控制装置300基于触摸坐标及触摸点数量来进行执行触摸事件或滑动操作的处理等。
图6中示出了壳体10的位置或方向(位置姿势)发生变化的状态。伴随着壳体10的位置或方向发生变化，测定范围B1变化为测定范围B2。
优选为，在壳体10的位置姿势如此变化的情况下，随之自动更新基准距离D0(x，y)，将作为操作检测对象的物体表面变更为面A2。
例如，在作为操作检测对象的物体表面与壳体10之间的距离发生变化的情况下，更新基准距离D0(x，y)。也就是说，不仅在壳体10的位置姿势发生变化的情况下，还在物体表面的位置姿势或物体表面的形状发生变化的情况下，也更新基准距离D0(x，y)。
若仅壳体10的位置姿势发生变化，则能够在壳体10设置加速度传感器等来检测出。然而，无法仅利用设置于壳体10的加速度传感器的信号来检测出物体表面的位置姿势变化或物体表面的形状变化。物体表面的位置姿势变化例如可以举出物体表面的位置发生变动的情况等。
利用距离信息的时间差等距离信息的时间性变化能检测出壳体10的位置姿势变化、物体表面的位置姿势变化以及物体表面的形状变化。然而，根据指示体C的操作，距离信息也会发生变化。例如，在距离测定范围内，作为操作检测对象的物体表面与距离传感器200之间配置有指示体C时，距离信息发生变化。仅利用距离信息不易区分开位置姿势变化与因指示体C而产生的变化。若仅利用距离信息来更新基准距离D0(x，y)，则用于操作的指示体C可能包含在基准距离内。
因此，本实施方式中，设定用于更新基准距离的条件，在满足该条件的情况下更新基准距离。如对于图1～图4的说明的那样，本实施方式所涉及的信息处理装置100具备更新部130以及存储部140。更新部130具有判断部131及基准距离计算部132。判断部131具有形状信息判断部135以及变化信息判断部136。
存储部140存储基准距离D0(x，y)。判断部131判断是否满足用于更新基准距离D0(x，y)的条件。基准距离计算部132在满足用于更新基准距离D0(x，y)的条件的情况下，计算出不同于存储在存储部140中的基准距离的新的基准距离。
形状信息判断部135基于从距离信息获取部110接收到的第2距离信息来计算出与物体表面形状有关的信息，以作为第2形状信息。形状信息判断部135基于第2形状信息，判断是否满足作为物体表面形状的条件(第1条件)。本实施方式中，通过比较预先存储在存储部140中的形状信息(第1形状信息)与第2形状信息来判断是否满足第1条件。将存储部140所保存的形状信息称作为第1形状信息，将形状信息判断部135基于第2距离信息计算出的形状信息称为第2形状信息。第1形状信息是与第1面的表面形状有关的信息。
例如，第1条件是关于第1形状信息与第2形状信息之间的一致程度是否在一定以上的条件。例如，第1条件信息是预先确定的形状与第2形状信息之间的一致程度的阈值。第2形状信息是有关于基于第2距离信息计算出的物体表面形状的信息。在预先确定的形状与第2形状信息之间的一致程度在阈值以上的情况下，形状信息判断部135判断为满足物体表面形状的条件。
接着，对形状信息的具体示例进行说明。
图7是说明实施方式的形状信息的具体例的示意立体图。
图8是说明实施方式的形状信息的其他具体例的示意立体图。
图7(a)是表示使指示体靠近物体表面附近之前的状态的示意立体图。图7(b)是表示使指示体靠近物体表面附近之后的状态的示意立体图。
图8(a)是表示壳体的位置姿势发生变化前的状态的示意立体图。图8(b)是表示壳体的位置姿势发生变化后的状态的示例的示意立体图。图8(c)是表示壳体的位置姿势发生变化后的状态的其他示例的示意立体图。
在物体表面的形状为平面的情况下，将形状信息判断部135基于第2距离信息计算出的物体表面设为第2形状信息。该情况下，第1形状信息表示例如平面度的阈值。第2形状信息例如表示平面度。
平面度基于物体表面的拟合误差来计算出。拟合误差例如是对形状信息判断部135从距离信息获取部110接收到的第2距离信息进行平面拟合时的误差。或者，平面度也可以将形状信息判断部135从距离信息获取部110接收到的第2距离信息转换成三维点组，并进行特征值分解，基于分解出的特征值中的最大特征值与最小特征值之间的比来计算出。或者，平面度是基于形状信息判断部135从距离信息获取部110接收到的第2距离信息的形状越接近平面时值越大，而越偏离于平面时值越小的指标即可，可以利用公知的任意方法来计算出。
形状信息判断部135在所计算出的平面度大于阈值的情况下，判断为满足形状条件。例如如图7(a)及图7(b)所示，在使指示体C在操作前后靠近物体表面附近的情况下，将指示体C靠近物体表面附近前相比较，物体表面的形状偏离平面。因此，其物体表面的平面度变小。若预先设定第1形状信息以使得能够判断包含指示体C的情况与不包含指示体C的情况，则能在指示体C位于测定范围B1时使得基准距离不被更新。
如图8(a)～图8(c)所示，也可以在物体表面包含多个平面的情况下，将形状信息设为面的个数。该情况下，第1形状信息是物体表面所包含的面(第1面)的个数。第2形状信息是以多个平面将第2距离信息进行近似时的面(第2面)的个数。例如图8(a)所示，在对由最大两个平面构成的物体表面进行操作检测的情况下，形状信息判断部135能够判断为，近似的面的个数在2个以下时(图8(b)所示的示例的情况)满足形状条件，而在3个以上的情况下(图8(c)所示的示例的情况)不满足条件。例如，将形状信息设为面的个数即使距离信息的获取范围包含面与面之间的角度在内时，在希望检测操作等情况下也是有用的方法之一。
或者，形状信息也可以是将物体表面进行平面近似时的面积大小。另外，形状信息也可以是物体表面的角度或物体表面的平均距离。或者，在物体表面不是平面，而是描绘出曲线的面(曲面)等情况下，可以将该面的曲率设为形状信息。
另外，为了应对更复杂的形状的物体，可以将形状信息设为三维形状信息其本身。例如，预先对物体表面的三维点组数据(第1点组数据)进行测量，预先作为第1形状信息存储于存储部140。形状信息判断部135基于从距离信息获取部110接收到的第2距离信息来重建物体的三维点组数据(第2点组数据)，设为第2形状信息。形状信息判断部135在两个点组数据间的相似度在阈值以上的情况下，通过判断是否满足物体表面的形状的条件，从而能应对复杂形状的物体。
接着，对变化信息判断部136进行说明。
变化信息判断部136基于从距离信息获取部110接收到的第2距离信息的时间变化(时间性变化)来判断条件。本实施方式中，将根据第2距离信息计算出的时间变化设为操作检测部120所检测出的触摸操作状态的变化。
以下，示出变化信息判断部136基于操作检测部120所检测出的操作信息的变化来进行判断的示例(图3及图4所示的示例)。图4中示出了变化信息判断部136基于操作信息的变化来判断变化信息时的框图。如图4所示，变化信息判断部136具有操作信息判断部136a。本实施方式中，操作信息判断部136a基于操作信息来判断是否发生了操作，在未发生操作的情况下，判断为满足作为投影面的条件。
具体而言，在操作检测部120所检测出的触摸点数为0的情况下，操作信息判断部136a判断为满足条件。另一方面，即使在存在1个点的触摸点数的情况下，指示体也触摸物体表面，因此，操作信息判断部136a判断为不满足更新基准距离的条件。也就是说，操作信息判断部136a判断有无操作。
判断部131汇总形状信息判断部135的判断结果与变化信息判断部136的判断结果，来判断是否更新基准距离。例如，判断部131在形状信息判断部135与变化信息判断部136的两个判断结果均满足条件的情况下，判断为更新基准距离。或者，判断部131也可以在形状信息判断部135与变化信息判断部136中的任一判断结果满足条件的情况下，判断为更新基准距离。也就是说，判断部131在形状信息判断部135与变化信息判断部136中的至少任一个判断结果满足条件的情况下，判断为更新基准距离。
基准距离计算部132根据距离信息获取部110中保存的至少一个以上的时刻的第2距离信息来重新计算基准距离D0(x，y)。换言之，基准距离计算部132基于从距离信息获取部110接收到的第2距离信息来重新计算基准距离D0(x，y)。此处，将更新的时刻表示为tupdate。基准距离D0(x，y)的最简单的计算方法是设为基准距离D0(x，y)＝d(x，y，tupdate)的方法。
基准距离计算部132也可以根据距离信息获取部110中保存的多个第2距离信息来求出基准距离D0(x，y)即可。多个第2距离信息是互不相同的时刻下的多个距离信息。例如，基准距离计算部132通过使用多个时刻的第2距离信息的平均值、众值、中央值、最小值或最大值等，从而抑制距离信息中包含的噪声等的影响，能够求出基准距离D0(x，y)。
存储部140保存基准距离D0(x，y)及第1形状信息。在判断为利用更新部130来更新基准距离D0(x，y)的情况下，利用更新部130来更新存储部140所保存的基准距离D0(x，y)。
图9是表示实施方式所涉及的信息处理方法的流程图。
图9所示的流程图中，操作检测部120从距离信息获取部110获取第2距离信息，通过将基准距离与第2距离信息进行比较，来进行操作检测。之后，判断部131基于与操作状态有关的条件及与形状信息有关的条件(第1条件)来判断是否更新基准距离。在判断为没有操作且满足第1条件的情况下，更新部130更新保存在存储部140中的基准距离。
参照图9所示的流程图来进行说明，首先，执行初始化处理(步骤S101)。存储部140所保存的基准距离及第1形状信息在初始化处理时以规定值来进行初始化。关于基准距离，例如可以进行设定以使得在信息处理装置100启动后的第一次处理中更新基准距离。但是，在初始化处理时不满足更新条件、例如从初始化处理前指示体C就配置于物体表面附近时，若强制初始化基准距离，则可能在操作检测部120中产生误检测。该情况下，判断部131即使在初始化处理时也进行判断，在不满足条件的情况下，进行警告以提示用户进行正确的初始化等处理即可。
接着，操作检测部120从距离信息获取部110获取第2距离信息(步骤S103)。操作检测部120通过将基准距离与第2距离信息相比较，来进行操作检测(步骤S105)。
接着，操作信息判断部136a基于从操作检测部120接收到的操作信息来判断操作状态(有无操作的判断)(步骤S107)。在操作信息判断部136a判断为操作状态未处于操作中的情况下(步骤S107：“并非操作中”)，形状信息判断部135计算出第2形状信息(步骤S109)。另一方面，在操作信息判断部136a判断为操作状态是正在操作中的情况下(步骤S107：“操作中”)，执行动作是否结束的判断(步骤S115)。
接着，形状信息判断部135基于存储部140所保存的第1形状信息来判断形状信息判断部135所计算出的第2形状信息(判断是否满足第1条件)(步骤S111)。在形状信息判断部135判断为第2形状信息满足形状基准的情况下(步骤S111：“满足形状基准”)，更新部130更新保存在存储部140的基准距离(步骤S113)。另一方面，在形状信息判断部135判断为第2形状信息不满足形状基准的情况下(步骤S111：“不满足形状的基准”)，执行动作是否结束的判断(步骤S115)。
根据本实施方式，在物体表面的形状与因指示体而产生的操作状态中的至少一个满足条件的情况下，更新基准距离。另一方面，在因指示体而产生的操作中、操作前后，距离传感器200与物体表面之间存在指示体C等遮挡物的情况下，不更新基准距离。由此，本实施方式所涉及的信息处理装置100能够更恰当地更新基准距离。因此，本实施方式所涉及的信息处理装置100能够提高操作检测的稳定性。换言之，本实施方式所涉及的信息处理装置100能够对用户提供更稳定的操作。
(实施方式2)
图10是表示实施方式的更新部的框图。
本实施方式涉及检测对任意物体表面的操作的信息处理装置。实施方式2的更新部130a与实施方式1的更新部130相比，还具有距离时间变动判断部136b。距离时间变动判断部136b以距离传感器200与物体表面之间的距离的时间变化量为条件(第3条件)来进行判断。以下省略对与实施方式1相同的动作的部分的说明。
距离时间变动判断部136b计算出距离信息随时间的变化量。本实施方式中，根据下式来定义距离变化量。
[数学式2]
Et＝(εt-εt-1)2...(2)
[数学式3]
ϵ t = 1 N R O I Σ ( x , y ) ∈ R O I | d ( x , y , t ) - d ( x , y , t - 1 ) | ... ( 3 )
ROI表示所获取的距离图像内用于计算距离变化量的像素的集合。NROI表示ROI所包含的像素数。
距离变化量的计算方法并不限于此，只要是能够表现互不相同的时刻获取的距离信息间的变化大小的指标，也可以使用其他计算方法。例如，距离变化量的计算方法也可以是使用单纯的差分的绝对值的方法，或者是对距离值的直方图进行比较的方法等。
距离时间变动判断部136b在距离变化量Et在阈值以下的情况下，判断为满足更新条件(第3条件)。另外，在本实施方式中，如下所示，变化信息判断部136参照操作检测部120所检测出的操作信息与距离时间变动判断部136b所计算出的距离变化量，来判断是否更新基准距离。本实施方式中，在距离信息的时间变化量(距离变化量Et)较小且未进行操作的状态持续一定期间的情况下，更新部130a更新基准距离D0(x，y)。
图11是示例实施方式的判断部的动作的示意图。
图11是表示判断部131进行判断的处理的状态转移图。如图11所示，例如具有三个状态、即“动态状态S1”、“待机状态S2”、“静止状态S3”，各个状态基于虚线所包围的条件下在状态间进行转移。由实线包围的处理在状态转移时进行。
以下，利用图11对状态转移的流程进行说明。Emin(基准值)是决定距离变化量大小的阈值。Fop是根据操作信息决定的二值变量。Fop＝1表示操作中的状态。Fop＝0表示未进行操作的状态。Fupdate是判断部131的输出。若Fupdate＝1，则更新部130a更新基准距离。若Fupdate＝0，则更新部130a不更新基准距离。
以下，对初始状态为“动态状态S1”进行说明。在距离变化量在阈值以上(Et≥Emin)的情况下，或者，操作中(Fop＝1)的情况下，状态持续停留在“动态状态S1”。
此处，n是用于状态迁移的计数值，停留在“动态状态S1”的期间，n＝0。
在距离变化量在阈值以下(Et＜Emin)，且未进行操作(Fop＝0)的情况下，状态从“动态状态S1”转移至“待机状态S2”。在距离变化量未满阈值的情况下，状态持续停留在“待机状态S2”，计数值n增加。在“待机状态S2”的期间距离变化量变为阈值以上的情况下，状态转移至“动态状态S1”，计数值n重置为0。
在计数值n增加，变为n＞N的情况下，状态从“待机状态S2”转移至“静止状态S3”。此时，判断部131设置Fupdate＝1，判断为更新基准距离。在距离变化量未满阈值的情况下，状态持续停留在“静止状态S3”，而在距离变化量为阈值以上的情况下，状态转移至“动态状态S1”。在上述情况下，均设为Fupdate＝0。
由此，变化信息判断部136在距离信息的时间变化量较小且未进行操作的状态持续一定期间的情况下，判断为满足基准距离D0(x，y)的更新条件(第3条件)。
图12是表示实施方式所涉及的信息处理方法的流程图。
图12所示的流程图中，关于操作信息的判断(步骤S207：有无操作的判断)、距离变动的静止判断(步骤S211)、以及形状信息的判断(步骤S215：第1条件的判断)，其互相的顺序并不局限于图12所示例的顺序。此外，与操作状态的判断(步骤S207)以及距离变动的静止判断(步骤S211)相比，形状信息的判断(步骤S215)的计算成本较高。因此，在进行距离变动的静止判断(步骤S211)的处理之后，判断为静止状态的情况下，计算出形状信息并进行判断时，能降低计算成本。
若参照图12所示的流程图来进行说明，则首先，步骤S201～步骤S207的动作与图9的上述的步骤S101～步骤S107的动作相同。
接着，在操作信息判断部136a判断为操作状态并非操作中的情况下(步骤S207：“并非操作中”)，距离时间变动判断部136b计算出距离信息的时间变化量(步骤S209)。另一方面，在操作信息判断部136a判断为操作状态为操作中的情况下(步骤S207：“操作中”)，判断动作是否结束(步骤S219)。
接下来，距离时间变动判断部136b对距离变动(距离变化)进行静止判断(步骤S211)。在距离时间变动判断部136b判断为状态是“静止状态S3”的情况下(步骤S211：“静止”)，形状信息判断部135计算出第2形状信息(步骤S213)。另一方面，在距离时间变动判断部136b判断为状态为“动态状态S1”的情况下(步骤S211：“动态”)，判断动作是否结束(步骤S219)。
接着，步骤S215～步骤S219的动作与图9的上述的步骤S111～步骤S115的动作相同。
(实施方式3)
图13是表示实施方式所涉及的信息处理装置的框图。
本实施方式涉及为了将影像无失真地显示到任何物体表面而使影像变形，检测对所显示的影像的操作的信息处理装置。
本实施方式所涉及的信息处理装置100a与实施方式1及实施方式2所涉及的信息处理装置100相比，还具备影像转换部150。本实施方式中，对信息处理装置100a与作为周边装置的距离传感器200、控制装置300、影像输入部400以及显示装置500相连接的情况进行说明。实施方式中，上述周边装置根据需要来设置。
下面，对本实施方式进行说明。为了说明方便，关于与实施方式1及实施方式2相同动作的部分，省略说明，对不同动作的部分进行说明。
图14～图16是示例实施方式3所涉及的信息处理装置的使用状态的一个示例的示意立体图。
如图14所示，本实施方式中，对信息处理装置100a、距离传感器200、控制装置300、影像输入部400以及显示装置500包含在一个壳体10的情况进行说明。其中，实施方式并不局限于此。实施方式中，信息处理装置100a、控制装置300以及影像输入部400也可以分别配置于不同的地方。
例如如图15所示，信息处理装置100a、距离传感器200、控制装置300、影像输入部400也可以包含在一个壳体10。例如，壳体10也可以固定于显示装置500。
将LSI或IC等用作为信息处理装置100a。信息处理装置100a也可以内置于包含影像输入部400及显示装置500等在内的投影仪中。实施方式也可以是包含信息处理装置100a及显示装置500的影像投影装置(投影仪)。
信息处理装置100a也可以与投影仪分开设置。信息处理装置100a也可以使用专用处理器或通用处理器。也可将控制装置300(例如计算机)所包含的处理器等用作信息处理装置100a。信息处理装置100a的各功能模块的一部分也可以作为集成电路组装进投影仪。信息处理装置100a的各功能模块的一部分也可以使用独立的处理器。
以下，以显示装置500是投影仪的情况进行说明。
如图14所示，显示装置500将经过影像转换部150转换的影像投影至任意物体表面。物体21或22包含投影有影像的投影面(例如面A1或A2)。投影范围D1表示投影在投影面上的影像范围。距离传感器200测定到投影面至少一部分为止的距离。第2距离信息d(x，y，t)基于距离传感器200与投影面的至少一部分之间的距离。
图16示出了壳体10的位置姿势发生变化的状态。伴随着壳体10的位置姿势发生变化，投影范围D1像投影范围D2那样变化。由此，投影像例如可能失真。
影像转换部150基于存储部140所保存的基准距离D0(x，y)来求出作为投影对象的物体表面的形状。影像转换部150预先基于物体表面的形状来预测投影时产生的失真，并转换影像以消除失真。影像转换部150不使用距离传感器200所获取的距离信息，而使用基准距离D0(x，y)，从而能忽视因操作而产生的距离变化，消除与物体表面的位置、形状变化相对应的失真。
利用二次渲染(Two-PassRendering)能实施将投影像的失真消除的变形。二次渲染中，预先确定观察投影像的观察点的位置，并使得投影像变形以能够在该观察点下观察到没有失真的影像。首先，假想投影仪设置于预先确定的观察点位置，生成在实际的投影仪的位置观察投影像时的影像。只要已知投影仪的画角、分辨率等内部信息以及投影面的形状(物体表面的形状)就能生成上述影像。所生成的图像能够视作施加了去失真的图像，因此若从实际的投影仪投射所生成的图像，则能观察到在预先确定的观察点位置去除了失真的影像。
投影面的形状基于距离传感器200所获取的距离信息来算出。然而，距离传感器200时刻获取距离信息。因此，若影像转换部150基于时刻获取的距离信息来更新影像转换结果，则影像的形状会随着指示体C的距离变化而发生变化。具体而言，为了进行操作而将手靠近时，影像转换结果会根据手的移动而改变。由此，画质受到影响。另外，在设想按下按钮等触摸操作的情况下，按钮的显示位置会根据手的移动而移动。因此，操作受到妨碍。
对此，本实施方式中，影像转换部150基于基准距离D0(x，y)来求出投影面的形状。由此，能够抑制操作过程中影像发生变化。
在投影面是平面的情况下，发生简单的梯形失真，因此不使用二次渲染而通过既有的梯形修正就能去除失真。由于知晓投影面的形状，因此能够简单地求出梯形修正所需的参数。例如通过基于基准距离来计算投影面的法线，从而得到投影仪与投影面之间的相对角度，因此根据该角度来进行梯形修正。
操作检测部120与实施方式1及实施方式2相同，基于基准距离D0(x，y)及第2距离信息d(x，y，t)来检测操作。本实施方式中，操作检测部120根据所投影的影像来转换坐标，并发送至控制装置300。例如，通过检测出对投影影像的触摸操作，从而能像触摸显示一样操作投影像。
为了对坐标进行转换，例如在将距离传感器200的坐标系中获取到的操作的坐标还原成三维的点之后，将三维的点投影到投影仪的坐标系中。上述转换需要表示距离传感器200及投影仪的视角等的内部参数、以及表示距离传感器200与投影仪之间的位置姿势之差的外部参数。上述参数(内部参数及外部参数)在投影仪及距离传感器200固定的情况下不变。因此，预先对上述参数进行一次校正即可。另外，坐标的转换方法并不仅限于此，可以使用任何方法。
操作检测部120所参照的基准距离也可以与影像转换部150所参照的基准距离不同。例如，第1距离信息包含第1基准距离以及第2基准距离。操作检测部120基于第1基准距离来检测指示体C的操作。影像转换部150基于第2基准距离来转换影像。更新部130在第1期间更新第1基准距离，在不同于第1期间的第2期间更新第2基准距离。
根据本实施方式，为了将影像无失真地显示到任何物体表面而转换影像，能够检测对所显示的影像的操作。另外，在利用指示体进行操作时，能够抑制投影像不必要地变化。由此，本实施方式所涉及的信息处理装置100a能够提高操作的检测稳定性。换言之，本实施方式所涉及的信息处理装置100a能够对用户提供更稳定的操作。
(实施方式4)
图17是表示实施方式所涉及的信息处理装置的框图。
本实施方式涉及为了将影像无失真地显示到任何物体表面而使影像变形，检测对所显示的影像的操作的信息处理装置。
本实施方式所涉及的信息处理装置100b中，与实施方式1～3所涉及的信息处理装置100、100a相比，存储部140还存储判断部131的判断结果。更新部130更新存储部140所保存的判断结果。
在明显不满足基准距离的更新条件时，可能不仅更新部130不更新基准距离，还可能操作检测部120停止检测操作，或者影像转换部150停止转换影像来防止误动作。因此，本实施方式中，操作检测部120及影像转换部150分别还具有基于存储部140所保存的判断结果来判断是否停止处理的功能。例如，操作检测部120基于存储部140所保存的判断结果来切换指示体C的操作检测状态。例如，操作转换部150基于存储部140所保存的判断结果来切换影像的转换状态。
例如，在存储部140所保存的判断结果在较长的时间内处于不适于更新的情况下，操作检测部120及影像转换部150能分别通过停止处理来防止误动作。另外，操作检测部120及影像转换部150分别停止处理这一情况可以通过影像等来通知用户。
(实施方式5)
图18是表示实施方式所涉及的信息处理装置的框图。
图19是表示实施方式的更新部的框图。
本实施方式涉及为了将影像无失真地显示到任何物体表面而使影像变形，检测对所显示的影像的操作的信息处理装置。
本实施方式所涉及的信息处理装置100c中，与实施方式1～4所涉及的信息处理装置100、100a、100b相比，还具备可视摄像头600及加速传感器700。本实施方式中，对信息处理装置100c既包含可视摄像头600又包含加速传感器700的情况进行说明。其中，本实施方式所涉及的信息处理装置100c也可以具备可视摄像头600及加速传感器700中的某一个。
本实施方式的更新部130b与实施方式1～4的更新部130、130a相比，还具备登录物体判断部137、可视光信息判断部138及加速度判断部139。本实施方式中，对更新部130b包含登录物体判断部137、可视光信息判断部138及加速度判断部139的情况进行说明。其中，本实施方式的更新部130b也可以具有可视摄像头138及加速判断部139中的至少某一个。
登录物体判断部137检测手、手指、指示棒、电子笔等特定指示体C，根据是否检测到指示体C来判断是否更新基准距离。检测方法可以是使用第2距离信息的方法，也可以是使用可视摄像头600的信息(可视图像)的方法。例如，登录物体判断部137也可以利用从第2距离信息获取的形状的信息与预先登录的指示体C的形状的信息之间的相似度来进行检测。另外，登录物体判断部137也可以基于可视摄像头600的信息并利用亮度、颜色的相关信息来进行检测。另外，在允许对指示体C添加特定标记的情况下，登录物体判断部137也可以检测标记。
可视光信息判断部138基于物体表面上的可视光的相关信息、即物体表面的颜色或亮度来判断是否更新基准距离。例如，可视光信息判断部138在物体表面的亮度在一定亮度以上的情况下更新基准距离。或者，可视光信息判断部138在物体表面的彩度在一定彩度以下的情况下更新基准距离。
加速度判断部139基于加速度传感器700的值(加速度信息)来判断是否更新基准距离。例如，在壳体10移动的情况下，加速度传感器700进行反应。因此，也可以使得在加速度传感器700的值比规定阈值要高的状态下，不满足基准距离的更新条件，而在加速度传感器700的值在规定阈值以下的情况下，满足基准距离的更新条件。但是，加速度判断部139无法检测投影面的位置变化。因此，更优选为，并用图10中说明的距离时间变动判断部136b及加速度判断部139。
根据本实施方式，通过添加传感器类能进一步基于鲁棒性来判断是否更新基准距离。
(实施方式6)
本实施方式中，对实施方式所涉及的信息处理装置通过计算机上的程序来实现的情况进行说明。为了说明方便，对进行与实施方式3所涉及的信息处理装置100a相同的动作的信息处理装置进行说明。
图20是示例实施方式所涉及的信息处理装置的使用状态的一个示例的示意立体图。
本示例中，计算机E与距离传感器200及显示装置500相连接。本实施方式中，对显示装置500使用投影仪。计算机E具有处理器31、存储装置32。存储装置32可以使用硬盘等，也可以使用CD、DVD或闪存等存储介质。例如，在存储装置32中存储用于执行信息处理装置100a的程序。例如，程序通过存储介质或网络来获得，并适当地安装于计算机E。利用传感器31来执行程序，执行信息处理装置100a中的处理。例如，存储装置32也被用作为用于保存距离信息的缓存。
本实施方式中，距离信息从距离传感器200输入至计算机E，并传递至信息处理装置100a。所输入的影像是计算机E所保存的图像文件或视频文件等。也可以将计算机E的桌面画面作为输入。操作检测部120所检测出的操作信息被输出至计算机E上的操作系统(OS)，执行点击、轻触、滑动、放大缩小等事件。经转换的影像被发送至显示装置500，来进行投影。
本实施方式中，通过组装距离传感器、投影仪以及计算机，从而能实现信息处理装置，因此具有如下优点：无需专用硬件，能够降低导入成本。
根据实施方式，在检测指示体的操作的信息处理装置中，能够提供更恰当地更新基准距离的信息处理装置。因此，能提供检测稳定性得到提高的信息处理装置。
以上，参照具体示例，对本发明的实施方式进行了说明。然而，本发明的实施方式并不局限于上述具体示例。例如，对于距离信息获取部、操作检测部、更新部、存储部、基准距离、距离信息、指示体、影像转换部、距离传感器以及显示装置等各要素的具体结构，只要本领域技术人员能够通过从公知的范围内进行适当选择来同样地实施本发明，并能获得同样效果，这样的技术方案就包含在本发明范围内。
另外，将各具体示例中的某两个以上的要素在技术可实现的范围内进行组合后的技术方案只要包含本发明要点，就包含在本发明范围内。
另外，本领域技术人员基于作为本发明的实施方式的上述信息处理装置，进行适当设计、改变而能实施的所有信息处理装置只要包含本发明要点，就属于本发明范围。
另外，值得注意的是，本领域技术人员均能在本发明思想范围内想到各种变形例及修正例，这些变形例及修正例也属于本发明范围。
以上对本发明的几个实施方式进行了说明，但上述实施方式是作为示例提出的，并不对本发明的范围进行限定。这些新的实施方式能以各种其它形式来实施，在不脱离本发明思想的范围内，能进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形均包含在本发明的范围、本发明思想内，并包含在本专利申请权利要求所记载的发明及与其等同的范围内。
(权利要求附记)
第1特征所涉及的信息处理装置具备：存储部，该存储部存储与基准点和离开所述基准点的第1面之间的距离相关的第1距离信息、以及与所述第1面的表面形状有关的第1形状信息；距离信息获取部，该距离信息获取部获取与所述基准点和离开所述基准点的物体之间的距离有关的第2距离信息；以及更新部，该更新部具有变化信息判断部及形状信息判断部，该变化信息判断部使用所述第2距离信息来判断有无操作，该形状信息判断部将所述第1形状信息与第2形状信息相比较来判断是否满足第1条件，该更新部在判断为无所述操作且判断为满足所述第1条件的情况下，基于所述第2距离信息来更新所述第1距离信息。
第2特征所涉及的信息处理装置在第1特征的基础上，还具有基于所述第1距离信息及所述第2距离信息来检测所述操作的操作检测部。
第3特征所涉及的信息处理装置在第1或第2特征的基础上，所述第2距离信息包含与多个时刻下所述基准点与所述物体之间的各个所述距离有关的信息。
第4特征所涉及的信息处理装置在第1～第3特征中任一项特征的基础上，所述第1面包含投影影像的投影面。
第5特征所涉及的信息处理装置在第1～第4特征中任一项特征的基础上，所述第1条件与所述第1形状信息和所述第2形状信息之间的一致度相关。
第6特征所涉及的信息处理装置在第1～第5特征中任一项特征的基础上，所述第1形状信息包含与所述物体的表面的平面度有关的阈值，所述第2形状信息包含基于所述第2距离信息计算出的所述平面度，所述更新部在所述平面度高于所述阈值的情况下，更新所述第1距离信息。
第7特征所涉及的信息处理装置在第1～第5特征中任一项特征的基础上，所述第1面设有多个，所述物体包含多个平面，所述第1形状信息包含所述第1面的个数，所述第2形状信息包含基于所述多个平面的第2面的个数，所述更新部在所述第2面的个数为所述第1面的个数以下的情况下，更新所述第1距离信息。
第8特征所涉及的信息处理装置在第1～第7特征中任一项特征的基础上，所述更新部基于所述基准点与所述物体之间的所述距离的时间性变化来更新所述第1距离信息。
第9特征所涉及的信息处理装置在第2特征的基础上，所述存储部还存储所述更新部的判断结果，所述操作检测部基于所述判断结果来切换所述操作的检测状态。
第10特征所涉及的信息处理装置在第9特征的基础上，还具备基于所述第1距离信息来转换所输入的影像的影像转换部。
第11特征所涉及的信息处理装置在第10特征的基础上，所述第1距离信息包含第1基准距离、第2基准距离，所述操作检测部基于所述第1基准距离来检测所述操作，所述影像转换部基于所述第2基准距离来转换所述影像，所述更新部在第1期间更新所述第1基准距离，在不同于所述第1期间的第2期间更新所述第2基准距离。
第12特征所涉及的信息处理装置在第10或第11特征的基础上，所述影像转换部基于所述存储部所存储的所述更新部的判断结果来切换所述影像的转换状态。
第13特征所涉及的信息处理装置在第1～第4特征中任一项特征的基础上，所述第1形状信息包含预先测量的所述物体的表面的第1点组数据，所述第2形状信息包含基于所述第2距离信息计算出的所述物体的表面的第2点组数据，所述更新部在所述第1点组数据与所述第2点组数据之间的相似度在阈值以上的情况下，更新所述第1距离信息。
第14特征所涉及的信息处理装置在第1～第7特征中任一项特征的基础上，所述更新部在判断为有所述操作的情况下，不更新所述第1距离信息。
第15特征所涉及的信息处理装置在第1～第7特征中任一项特征的基础上，所述更新部基于在判断为无所述操作的时刻的所述第2距离信息来更新所述第1距离信息。
第16特征所涉及的信息处理装置在第1～第12特征中任一项特征的基础上，还具备测定所述基准点与所述第1面之间的距离的距离测量部，所述第2距离信息基于所述距离测量部与所述第1面之间的距离。
第17特征所涉及的影像投影装置具备第1～第13特征中任一项特征中的信息处理装置以及将影像投影到所述第1面的显示装置。
第18特征所涉及的信息处理方法中，存储与基准点和离开所述基准点的第1面之间的距离有关的第1距离信息、以及与所述第1面的表面的形状有关的第1形状信息，获取与所述基准点和离开所述基准点的物体之间的距离有关的第2距离信息，利用所述第2距离信息来判断有无操作，将所述第1形状信息与第2形状信息相比较来判断是否满足第1条件，在判断为没有所述操作且判断为满足所述第1条件的情况下，基于所述第2距离信息来更新所述第1距离信息。
第19特征所涉及的非暂时性记录介质中，记录有执行如下步骤的程序，所述步骤包括：在计算机中，存储与基准点和离开所述基准点的第1面之间的距离有关的第1距离信息、以及与所述第1面的表面的形状有关的第1形状信息的步骤；获取与所述基准点和离开所述基准点的物体之间的距离有关的第2距离信息的步骤；利用所述第2距离信息来判断有无操作的步骤；将所述第1形状信息与第2形状信息相比较来判断是否满足第1条件的步骤；在判断为没有所述操作且判断为满足所述第1条件的情况下，基于所述第2距离信息来更新所述第1距离信息的步骤。

Claims (10)

1.一种信息处理装置，其特征在于，具备：
存储部，该存储部存储与基准点和离开所述基准点的第1面之间的距离相关的第1距离信息、以及与所述第1面的表面形状有关的第1形状信息；
距离信息获取部，该距离信息获取部获取与所述基准点和离开所述基准点的物体之间的距离有关的第2距离信息；以及
更新部，该更新部具有变化信息判断部及形状信息判断部，该变化信息判断部使用所述第2距离信息来判断有无操作，该形状信息判断部将所述第1形状信息与第2形状信息相比较来判断是否满足第1条件，该更新部在判断为无所述操作且判断为满足所述第1条件的情况下，基于所述第2距离信息来更新所述第1距离信息。
2.如权利要求1所述的信息处理装置，其特征在于，
还具有基于所述第1距离信息及所述第2距离信息来检测所述操作的操作检测部。
3.如权利要求1或2所述的信息处理装置，其特征在于，
所述第2距离信息包含与多个时刻下所述基准点与所述物体之间的各个所述距离有关的信息。
4.如权利要求1至3中任一项所述的信息处理装置，其特征在于，
所述第1面包含投影影像的投影面。
5.如权利要求1至4中任一项所述的信息处理装置，其特征在于，
所述第1条件与所述第1形状信息和所述第2形状信息之间的一致度有关。
6.如权利要求1至5中任一项所述的信息处理装置，其特征在于，
所述第1形状信息包含与所述物体的表面的平面度有关的阈值，
所述第2形状信息包含基于所述第2距离信息计算出的所述平面度，
所述更新部在所述平面度高于所述阈值的情况下更新所述第1距离信息。
7.如权利要求1至5中任一项所述的信息处理装置，其特征在于，
所述第1面设有多个，
所述物体包含多个平面，
所述第1形状信息包含所述第1面的个数，
所述第2形状信息包含基于所述多个平面的第2面的个数，
所述更新部在所述第2面的个数为所述第1面的个数以下的情况下，更新所述第1距离信息。
8.如权利要求1至7中任一项所述的信息处理装置，其特征在于，
所述更新部基于所述基准点与所述物体之间的所述距离的时间性变化来更新所述第1距离信息。
9.如权利要求2所述的信息处理装置，其特征在于，
所述存储部还存储所述更新部的判断结果，
所述操作检测部基于所述判断结果来切换所述操作的检测状态。
10.如权利要求9所述的信息处理装置，其特征在于，
还具有基于所述第1距离信息来转换所输入的影像的影像转换部。
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