JP5182879B2 - 情報端末装置 - Google Patents
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特に、携帯型情報端末において、電子機器回路の集積化に伴って小型・軽量化が進んでいるため、キーパッドの面積を十分に確保できないまま細かな操作を強いられている。その一方、処理性能の向上および記録容量の増大に伴い、情報端末が扱えるサービスやメニュー、アプリケーションの操作は複雑化の一途を辿っている。
例えば、特許文献2では、携帯端末装置に加速度センサを備えることで、手書き文字を認識し表示させる装置が記載されている。
したがって、情報端末装置のキーを操作することなく、撮影部で提示物体の画像の入力を行うだけで、情報端末装置の各種操作が可能となるので、複数のキーを押下することによる情報の入力を不要とし、情報端末装置に対して簡単な操作で所望の処理を実行させることができる。
図1は本発明の情報端末装置の実施形態を示す機能ブロック図である。図2は情報端末装置の外観図であり、通常の携帯電話の外観を有して構成されている。
抽出手段141は、撮影部11で取得された提示物体の画像を入力し、この入力画像を解析することで提示物体を切り出した撮影対象領域画像を抽出し、この撮影対象領域画像から画像特徴量を得る。
また、メモリ13において、同じ登録画像であっても、空間的位置関係が異なることにより(例えば、上下逆の画像)、異なる登録処理を対応させているような場合には、制御部15は、同定された物体の種類と空間的位置関係の組み合わせに対して、予め登録された機能を適用できるようになっている。
画像同士の類似性を判断するための特徴量としては、入力画像から抽出した撮影対象領域画像からの色、形状、テクスチャ情報を用いる。
この読み取りは、Canny などのエッジ検出によりエッジを検出し、細線化処理を施す。検出されたN個のエッジの座標(xi,yi)(i=1,…,N)に対して数1を満足するようにHough 変換で極座標(ρ,θ)に変換する。
複数の直線で囲まれる最大の凸形状矩形領域を登録されている物体と比較するため、前記4点の座標を登録されている物体の矩形形状の四隅に一致させる変換係数を算出する。
まず、前記4点の座標(xj,yj)(1≦j≦4)とし、射影変換によって矩形の四隅の座標(xj,yj)(1≦j≦4)に一致する次式(数3)を満足する変換係数ak(1≦k≦8)を求める。
以上の作業により、記撮影部11により入力された画像から複数のエッジ座標を抽出し、エッジ座標の並びから提示された物体の周囲の一部を構成する線分を推定し、複数の線分を延長した交点から領域の正規化に必要な変換係数を推定することが行われる。
この読み取りは、Canny などのエッジ検出によりエッジを検出し、細線化処理を施す。検出されたN個のエッジの座標(xi,yi)(i=1,…,N)ごとに接線を求める。接線は、当該エッジ座標を通り、かつ近傍の小領域に存在する他のエッジ座標との誤差を最小化する直線となるように最小二乗法で求める。該エッジ座標とそれに対応する接線を用いて領域の中心と半径を求める。
すなわち、撮影部11により入力された画像から複数のエッジ領域を検出し、任意のエッジ座標の並びから楕円の接線を推定し、複数の接線の組み合わせから楕円形状の物体を識別することが行われる。
入力画像から抽出された領域(撮影対象領域画像)が矩形領域である場合、抽出手段141では、上述したように、エッジ座標の並びにHough変換を適用して、提示された矩形物体の辺を構成する線分を推定する機能を備えている。
また、複数の直線から凸状閉領域を形成し、4点の情報から予め登録された物体と一致する変換係数を推定する機能を備え、更に、4点の情報を正規化しておくことによって、変換係数の推定にかかる計算量を低減する機能を備えている。
また、エッジ座標の並びに一般化Hough 変換を適用して、提示された楕円形状を長軸、短軸、回転角を推定する機能を備え、更に、推定された楕円形状の係数を正規化することで予め登録された物体と同一の形状に変形する機能を備えている。
画像同士が一致しているかどうかの類似性の判断は、次のようにして行われる。
抽出手段141で抽出・変形された領域(撮影対象領域画像)に対して、色のヒストグラムおよびエッジ方向のヒストグラムを算出し、同様に登録されている物体(登録画像)から算出された色ヒストグラム及びエッジヒストグラムとの相違を計算する。抽出された物体(撮影対象領域画像)及び登録された物体(登録画像)の色ヒストグラムはそれぞれ総和が1となるように正規化しておき、正規化された度数をそれぞれci、c′iで表す。ヒストグラムのbin数をmで表すと、ヒストグラム間距離dcは次式(数8)で求められる。
さらに、一致した物体は回転させながらテクスチャのマッチングを行い、差分二乗和が最小となる回転角度を算出する。
制御部15では、登録処理情報が読み取られると、その内容を表示部12に表示させ(ステップ36)、キーパッド部の十字キー21の押下等により表示部12に表示された処理が実行される(ステップ37)。
物体の種類と空間的位置関係の対応関係の一例として、写真を用いた操作インタフェースが挙げられる。例えば、利用者が高齢者である場合、矩形状の孫の写真を予め登録画像としてメモリ13に登録すると共に、図6(a)〜(c)に示すように、登録画像(写真)の向きに応じて、正面写真画像(図6(a))が「電話をかける」、上下逆画像(図6(b))が「メールを送る」、左向き画像(図6(c))が「URL を開く」などの機能及びそれらに対応する電話番号、メールアドレス、URLなど関連情報を登録処理の情報として割り付けメモリ13に登録しておく。
これにより、情報端末装置(携帯端末)1の小さなキーを何度も押すことなく、直感的かつ素早く情報端末装置(携帯端末)1を操作することができる。
また、写真に限らず、思い出の品々の物体を登録画像として登録することで、 登録画像と登録処理との対応関係を明確にすることが可能となり、入力操作の学習時間が短縮される。
Claims (12)
- 画像を入力する撮影部と情報を表示する表示部を有する携帯電話に代表される情報端末装置であって、
前記撮影部に対する空間的位置を考慮した1以上の物体の各登録画像及びこれらに対応させた前記情報端末装置の操作処理を情報として登録するメモリと、
提示された物体に対して前記撮影部から入力された画像を解析して撮影対象領域画像を切り出した上で前記メモリ内の前記登録画像と一致するかどうかを認識する認識部と、
前記撮影対象領域画像に一致すると認識された登録画像に対応する操作処理を前記メモリから読み出して前記表示部に表示する情報制御部とを備え、
前記操作処理に基づいて操作が実行されることを特徴とする情報端末装置。 - 前記認識部は、前記メモリに登録された登録画像を用いて、前記撮影部により入力された画像から対応関係にある領域を撮影対象領域画像として抽出し、前記登録画像と前記撮影対象領域画像との間の空間的位置関係を推定する機能を備えて成る請求項1に記載の情報端末装置。
- 前記認識部は、矩形形状の形状特徴量を算出する場合に、前記撮影部により入力された画像から複数のエッジ座標を抽出し、エッジ座標の並びから提示された物体の周囲の一部を構成する線分を推定し、複数の線分を延長した交点から領域の正規化に必要な変換係数を推定する機能を備えて成る請求項2に記載の情報端末装置。
- 前記認識部は、多角形形状の形状特徴量を算出する場合に、前記撮影部により入力された画像から複数のエッジ座標を抽出し、エッジ座標の並びから提示された物体の周囲の一部を構成する線分を推定し、複数の線分を延長した交点から頂点画像を抽出し、登録された画像の頂点画像と抽出された画像の頂点画像とを一致させる変換係数を推定する機能を備えて成る請求項2に記載の情報端末装置。
- 前記認識部は、エッジ座標の並びにHough変換を適用して、提示された矩形物体の辺を構成する線分を推定する機能を備えて成る請求項4に記載の情報端末装置。
- 前記認識部は、複数の直線から凸状閉領域を形成し、4点の情報から予め登録された物体と一致する変換係数を推定する機能を備えて成る請求項4に記載の情報端末装置。
- 前記認識部は、4点の情報を正規化しておくことによって、変換係数の推定にかかる計算量を低減する機能を備えて成る請求項6に記載の情報端末装置。
- 前記認識部は、楕円形状の形状特徴量を算出する場合に、前記撮影部により入力された画像から複数のエッジ領域を検出し、任意のエッジ座標の並びから楕円の接線を推定し、複数の接線の組み合わせから楕円形状の物体を識別する機能を備えて成る請求項2に記載の情報端末装置。
- 前記認識部は、任意の接線の交点と該接点の中点を結ぶ延長線を算出し、複数の延長線の交点が楕円形状の中心座標と推定する機能を備えて成る請求項8に記載の情報端末装置。
- 前記認識部は、エッジ座標の並びに一般化Hough 変換を適用して、提示された楕円形状を長軸、短軸、回転角を推定する機能を備えて成る請求項8に記載の情報端末装置。
- 前記認識部は、推定された楕円形状の係数を正規化することで予め登録された物体と同一の形状に変形する機能を備えて成る請求項8に記載の情報端末装置。
- 前記認識部は、色ヒストグラム及びエッジヒストグラムによる比較、及び、テクスチャによるマッチングを用いて、正規化された提示物体の画像が一致する予め登録された登録画像の物体の種類および向きを推定する機能を備えて成る請求項3に記載の情報端末装置。
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