JP4796104B2 - 撮像装置、画像解析装置、外光強度算出方法、画像解析方法、撮像プログラム、画像解析プログラムおよび記録媒体 - Google Patents
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Description
本発明の実施の一形態について図1〜図16に基づいて説明すれば、以下のとおりである。ここでは、本発明の実施形態のひとつとして、タッチパネル上の任意の位置を指示するユーザの指またはタッチペン等の指示部材(指示物体と総称する)の画像を撮像し、その画像をもとに指示物体が指示した位置を検出するタッチ位置検出装置10について説明する。なお、タッチ位置検出装置を表示装置、撮像装置、入力装置または電子機器と表現することもできる。
図1は、本実施形態のタッチ位置検出装置10の構成を示すブロック図である。図1に示すように、タッチ位置検出装置(画像解析装置、撮像装置)10は、タッチパネル部(撮像部)1、画像解析部(画像解析装置)9およびアプリケーション実行部30を備えている。
図2は、撮像センサ12および外光センサ15の配置様式を示す図である。図2(a)に示すように、光センサ内蔵LCD11において、撮像センサ12の列と外光センサ15の列とを交互に配置してもよい。換言すれば、外光センサ15は、複数の撮像センサ12の間に配置されていてもよい。この構成では、光センサ内蔵LCD11に照射される外光を均等に受光することができるが、撮像センサ12を半分に減らす必要があるので撮像画像の解像度が落ちてしまう。
次に、外光強度算出部3における処理の内容について詳細に説明する。
タッチ・非タッチ間画素値算出部5の説明をする前に、撮像センサ12で取得したタッチ、非タッチの撮像画像がどのような画像になるのか、図4を参照しつつ説明する。図4の(a)、(c)、(e)および(g)は、指示物体を撮像するときの周囲の明るさを示す図であり、(b)、(d)、(f)および(h)は、撮像画像の一例を示す図である。
上記(1)式においてXは、予め求められている定数である。このXを求めるために、まず下記(2)式を満たすNの値を設定する。
上記(2)式において、Bは非タッチ時の指腹下画素値であり、Cはタッチ時の指腹下画素値である。Nは、TがBとCとの間になるような任意の数値である。
オンライン処理時には、タッチ・非タッチ間画素値算出部5は、フレーム毎に外光強度算出部3が求めたAを上記(1)式に代入することにより、Tを算出する。
このようにして求めたタッチ・非タッチ間画素値は、認識不要情報削除部6に出力される。認識不要情報削除部6では、タッチ・非タッチ間画素値算出部5で求めたタッチ・非タッチ間画素値以上の画素値を有する撮像画像の画素の画素値をタッチ・非タッチ間画素値に置き換えることにより、指示物体の認識に不要な情報を削除する。
次に、撮像センサ12の出力値を用いてタッチ・非タッチ間画素値算出部5が外光強度を算出する場合の問題点、換言すれば、外光センサ15の出力値を用いてタッチ・非タッチ間画素値算出部5が外光強度を算出する場合の利点について説明する。
外光センサ15の好ましい感度としては、ある照度環境において撮像センサ12を有する光センサ内蔵LCD11の上に指(指示物体)を置いた状態の指腹の像を撮像した撮像センサ12の画素値とほぼ同じ画素値が、外光センサ15の画素値となる感度である。換言すれば、撮像センサ12を有する光センサ内蔵LCD11の上に指(指示物体)を置いた状態の指腹の像を撮像した撮像センサ12の画素値とほぼ同じ画素値に対応する強度の光を外光センサ15が外光として検出するように、外光センサ15の感度が設定されている。
ここで、外光センサ15の出力値を用いて外光強度を算出した場合に、撮像センサ12の感度を高く維持できる具体的な理由について図15を用いて説明する。図15は、外光センサ15を用いて外光強度を算出した場合の利点を説明するための図である。
次に、最適感度算出部4における最適感度算出処理の詳細について説明する。まず、撮像センサ12の感度を低下させる場合の処理について説明する。
次に、図16を参照しつつ、タッチ位置検出装置10におけるタッチ位置検出処理の流れの一例について説明する。図16は、タッチ位置検出装置10におけるタッチ位置検出処理の流れの一例を示すフローチャートである。
本発明の他の実施形態について図17〜図19に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態1と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
図17は、本実施形態のタッチ位置検出装置20の構成を示すブロック図である。図17に示すように、タッチ位置検出装置20は、タッチ位置検出装置10とは異なり、特徴量抽出部(特徴領域抽出手段)21および認識不要情報削除部(削除手段)22を備えている。
次に、図19を参照しつつ、タッチ位置検出装置20におけるタッチ位置検出処理の流れの一例について説明する。図19は、タッチ位置検出装置20におけるタッチ位置検出処理の流れの一例を示すフローチャートである。図19に示すステップS11〜S15は、図16に示したステップS1〜S5と同様のものである。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
3 外光強度算出部(外光強度算出手段)
4 最適感度算出部(感度設定手段)
5 タッチ・非タッチ間画素値算出部(基準値算出手段)
6 認識不要情報削除部(画像処理手段)
7 特徴量抽出部(特徴領域抽出手段)
8 タッチ位置検出部(位置算出手段)
9 画像解析部(画像解析装置)
10 タッチ位置検出装置(撮像装置、画像解析装置)
12 撮像センサ
15 外光センサ
20 タッチ位置検出装置(撮像装置、画像解析装置)
21 特徴量抽出部(特徴領域抽出手段)
22 認識不要情報削除部(削除手段)
41 画像(撮像画像)
42 画像(撮像画像)
43 画像(撮像画像)
Claims (15)
- 複数の撮像センサを有する撮像画面を備え、当該撮像画面に対して接触している、または接触していない指示物体の撮像画像を上記撮像センサによって撮像する撮像装置であって、
上記撮像センサの近傍に配され、当該撮像センサよりも光の検出感度が低い少なくとも1つの外光センサと、
上記外光センサの受光量に基づいて、上記指示物体の周囲の光の強度である外光強度を算出する外光強度算出手段とを備え、
上記外光センサは、上記指示物体を透過する光に比べて上記指示物体を透過しない光に対する感度が低いことを特徴とする撮像装置。 - 上記外光センサを複数備え、
上記外光センサは、上記複数の撮像センサの間に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 上記外光センサを複数備え、
上記外光センサは、上記撮像センサが配列されている領域の外縁部に隣接して配置されていることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 上記外光センサを複数備え、
上記外光強度算出手段は、上記複数の外光センサからの上記受光量を示す出力値の少なくとも一部の出力値を選択し、選択した出力値を、その出力値が高い順に並べた場合の所定の順位にある出力値を上記外光強度とすることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 上記所定の順位は、選択された出力値の総数の10%未満の数に相当することを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
- 上記外光強度算出手段が算出した外光強度に基づいて上記撮像センサの感度を設定する感度設定手段をさらに備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 上記感度設定手段は、上記撮像センサの感度を段階的に設定し、上記外光強度が所定の基準値以下になった場合に、上記撮像センサの感度を一度に複数段階上昇させることを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。
- 上記外光強度算出手段が算出した外光強度から、上記撮像画像に含まれる像が、上記撮像画面に対して接触した指示物体の接触部分に由来するものであるかどうかを判定するための画素値の基準値である判定基準値を算出する基準値算出手段と、
上記基準値算出手段が算出した判定基準値に基づいて上記撮像センサの感度を設定する感度設定手段とをさらに備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 上記感度設定手段は、上記撮像センサの感度を段階的に設定し、上記判定基準値が所定の値以下になった場合に、上記撮像センサの感度を一度に複数段階上昇させることを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。
- 上記感度設定手段は、上記撮像画面に接触した指示物体の接触部分の像を形成する画素の画素値が飽和しないように上記撮像センサの感度を設定することを特徴とする請求項6〜9のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 上記感度設定手段は、上記撮像センサの感度が第1感度に設定されている状態で上記外光強度が第1基準値に達したときに上記感度を上記第1感度から当該第1感度よりも低い第2感度へ低下させ、上記撮像センサの感度が上記第2感度に設定されている状態で上記外光強度が第2基準値に低下したときに上記感度を上記第2感度から上記第1感度へ上昇させ、
上記第2基準値は、上記第1基準値よりも小さいことを特徴とする請求項6または7に記載の撮像装置。 - 上記感度設定手段は、上記撮像センサの感度が第1感度に設定されている状態で上記判定基準値が第1基準値に達したときに上記感度を上記第1感度から当該第1感度よりも低い第2感度へ低下させ、上記撮像センサの感度が上記第2感度に設定されている状態で上記判定基準値が第2基準値に低下したときに上記感度を上記第2感度から上記第1感度へ上昇させ、
上記第2基準値は、上記第1基準値よりも小さいことを特徴とする請求項8または9に記載の撮像装置。 - 請求項1〜12のいずれか1項に記載の撮像装置を動作させる撮像プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための撮像プログラム。
- 請求項13に記載の撮像プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
- 複数の撮像センサを有する撮像画面を備え、当該撮像画面に対して接触している、または接触していない指示物体の撮像画像を上記撮像センサによって撮像する撮像装置における外光強度算出方法であって、
上記撮像センサの近傍に配され、当該撮像センサよりも光の検出感度が低い少なくとも1つの外光センサの受光量に基づいて、上記指示物体の周囲の光の強度である外光強度を算出する外光強度算出工程を含み、
上記外光センサは、上記指示物体を透過する光に比べて上記指示物体を透過しない光に対する感度が低いことを特徴とする外光強度算出方法。
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