JP5979976B2 - Information processing apparatus and control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、操作者のいる方向を推定する技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for estimating a direction in which an operator is present.
従来、原稿台に置かれた原稿を読み取って画像を形成するような装置は、読み取る原稿を原稿台の下に向けて原稿内容を読み取らせるものが主流であった。このような装置は操作パネルが備え付けられていることが多く、操作者が操作する位置が限定される。そのため装置が操作者の位置を認識する必要はなかった。しかし、近年では原稿の読み取り操作に関する操作性向上のため、書画カメラのように原稿台の上部から原稿台に置かれた原稿を撮影するものがある。さらに投影装置を原稿台の上部に設け、操作するためのユーザインターフェースとして利用可能な映像を原稿台上の任意の場所や向きに投影できるものがある。これらの機能を備えた装置は、様々な方向から操作が可能となるため、装置が操作者の位置を認識する必要性が生じる。
そのような課題を解決するために、従来、操作者が操作している手や手の動きなどを撮影した画像や映像から操作者の位置を推定するものがあった。例えば、操作のために投影台に差し出した手の移動方向を検出し、検出した方向に応じてユーザインターフェースの表示位置又は表示方向を決定して投影させるものがある(特許文献1)。
2. Description of the Related Art Conventionally, apparatuses that read an original placed on a platen and form an image mainly use the original to be read under the platen to read the content of the original. Such an apparatus is often provided with an operation panel, and the position where the operator operates is limited. Therefore, it is not necessary for the apparatus to recognize the position of the operator. However, in recent years, in order to improve operability related to a document reading operation, there is a document camera such as a document camera that photographs a document placed on the document table from the top of the document table. In addition, there is a projector that is provided on the top of the document table and can project an image that can be used as a user interface for operation to an arbitrary place or orientation on the document table. Since an apparatus having these functions can be operated from various directions, the apparatus needs to recognize the position of the operator.
In order to solve such a problem, conventionally, there has been a technique for estimating the position of the operator from an image or a video obtained by photographing the hand operated by the operator or the movement of the hand. For example, there is an apparatus that detects a moving direction of a hand that is pushed out to a projection table for operation, determines a display position or a display direction of a user interface according to the detected direction, and projects it (Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1は、操作者と装置を結ぶ軸線に対して水平方向に手を移動させた場合、操作者のいる方向とユーザインターフェースを表示させる方向とでは少なくとも90°のずれが生じる。そのため、操作者のいる方向を誤って推定してしまうことがあった。そこで本発明では操作者のいる方向を高い精度で推測することを目的とする。 However, in Patent Document 1, when a hand is moved in a horizontal direction with respect to an axis connecting the operator and the apparatus, a deviation of at least 90 ° occurs between the direction in which the operator is present and the direction in which the user interface is displayed. For this reason, the direction in which the operator is present may be erroneously estimated. Accordingly, an object of the present invention is to estimate the direction in which the operator is present with high accuracy.
上記課題を解決するために、本発明にかかる情報処理装置は、原稿台に置かれた原稿を撮像することで前記原稿の画像データを取得する情報処理装置であって、原稿台の上部から原稿台上を撮像する撮像手段により得られる画像データを解析して、前記原稿と前記原稿をセットする操作者の腕の位置情報を取得する画像解析手段と、前記画像解析手段によって取得された前記原稿と前記操作者の腕の位置情報に基づいて、前記操作者のいる方向を推定する方向推定手段と、前記方向推定手段によって推定された前記操作者のいる方向に応じて前記原稿台に表示させる画像の方向を制御する表示制御手段と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, an information processing apparatus according to the present invention is an information processing apparatus that acquires image data of the document by imaging a document placed on a document table, a document from the top of the platen analyzes the image data obtained by the imaging means for capturing an upper base, and an image analysis means that acquires position information of the operator's arm to set the document and the document, the document obtained by the image analysis unit And direction estimation means for estimating the direction in which the operator is present based on the position information of the operator's arm, and display on the document table in accordance with the direction in which the operator is estimated as estimated by the direction estimation means. And display control means for controlling the direction of the image .
本発明により、原稿を原稿台にセットする操作者に向けて画像を表示させることができる。 According to the present invention, an image can be displayed for an operator who sets a document on a document table .
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態は特許請求の範囲に関る本発明を限定するものではなく、また、本実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。なお、同一な構成については、同じ符号を付して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments do not limit the present invention related to the scope of claims, and all combinations of features described in the present embodiments are essential to the solution means of the present invention. Not necessarily. In addition, about the same structure, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated.
<第1の実施形態>
図1(a)は、本実施形態における情報処理装置100のハードウェア構成図である。
<First Embodiment>
FIG. 1A is a hardware configuration diagram of the
図1(a)において、CPU101はシステム制御部であり情報処理装置100全体を制御する。ROM102は変更を必要としないプログラムやパラメータを格納する読み取り専用のメモリである。RAM103は外部装置などから供給されるプログラムやデータを一時記憶する書き換え可能なメモリである。センサ104は、情報処理装置100の原稿台上に物体が進入したことを検知できるものが好ましく、例えば赤外線センサなどでもよい。撮像部105は原稿台の上部に設置され、原稿台上を撮像する。なお、本実施形態では、センサ104の検知範囲および撮像部105の撮像範囲は原稿台を包含する最小矩形領域上とする。画像解析部106は撮像部105により得られる画像の解析、編集を行う。センサ104により、物体の進入を検知した際に撮像された画像データが、画像解析部106における解析の対象となる。方向推定部107は、撮像された画像データから原稿および原稿を持つ手を識別し、操作者のいる方向を推定する。表示部108は撮像した画像データやユーザインターフェースを表示するためのモニタやプロジェクタとのインターフェースである。108は101〜108の各ユニットを通信可能に接続するシステムバスである。説明した構成に対して、プログラムコードを供給するための記憶媒体としてROMのほかに以下のものがある。例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、メモリカード、DVDなどが本実施形態の情報処理装置の構成に加わってもよい。また、ユーザの操作を受け、データを入力するポインティングデバイスやキーボードなどの入力デバイスとのインターフェースである入力部があっても構わない。
In FIG. 1A, a
図2は、本実施形態における情報処理装置100の機能構成図である。
FIG. 2 is a functional configuration diagram of the
処理対象となる原稿が原稿台にセットされる際、検知部201により原稿台上に原稿が進入したことを検知する。検知部201により検知したことを受けて、撮像部202により、原稿台上の撮像を開始する。撮像部202により得られた画像データを画像解析部203により解析する。解析により、原稿と原稿を持つ手の識別が完了するか、前の時間の画像データとの差分がなければ撮像を中止させ、解析結果をもとに方向推定部204が操作者のいる方向を推定する。そして表示部205により、推定した方向に、ユーザインターフェースや画像データを表示する。
When a document to be processed is set on the document table, the
図1(b)は、本実施形態における情報処理装置100の外観図である。
FIG. 1B is an external view of the
原稿台301は円形となっており、操作者は全方向から原稿をセットする。撮像部202であるカメラ302は原稿台の上部に設置されており、原稿台に置かれた原稿303などを撮像する。尚、カメラ302の撮像範囲は、原稿台301を包含する最小矩形領域を撮像できるものとし、原稿台301の外側にいる操作者までは撮像できない。また、カメラ302が撮像できるデータ形式は、画像解析部203が解析できる画像データを生成できれば静止画、動画を問わない。表示部205に相当するプロジェクタ304は、ユーザインターフェースやカメラ302により撮像されたデータを原稿台の任意の位置、方向に投影する。図1(b)の例では、原稿台301に操作ボタン305を投影した様子を示している。
The document table 301 has a circular shape, and the operator sets the document from all directions. A
尚、本実施形態では、プロジェクタ304により、操作ボタン305を投影するようにしたが、ディスプレイに表示しても構わない。また、本実施形態では、原稿台が円形である例を示したが、円形でなくてもよい。しかしながら、原稿台が円形である場合、原稿台が長方形である場合に比べて、操作者は、原稿をいろんな方向からセットすることが考えられる。
In the present embodiment, the
図4は、本実施形態における情報処理装置100の処理フローである。はじめに操作者が原稿台に原稿を置こうとすると、検知部201が、原稿台上の空間に原稿が進入したことを検知する(ステップ401)。原稿の進入を検知すると、撮像部202が、原稿台上の撮像を開始する(ステップ402)。尚、撮像は動画でもよく、一定の時間間隔で静止画を撮像しても構わない。画像解析部203が、撮像して得られた画像データを解析して、原稿と原稿をセットする手や腕を認識する(ステップ403)。また、原稿の位置情報、手の形状、腕の位置情報も取得する。尚、認識に成功したタイミングでカメラ302による撮像を終了してもよいし、直前に撮像して得られた画像データとの差分がなくなったときに撮像を終了してもよい。
FIG. 4 is a processing flow of the
ステップ404は、画像解析部203が、画像データに写っている原稿をセットする手が、右手か左手かを判別する。判別方法は特徴抽出したパターンマッチングなどで構わない。また、手が、原稿をセットする手であるかどうかの判定は、原稿と接しているか、あるいは、原稿と重なっているか場合、原稿をセットする手であると判定する。ステップ404で、原稿をセットする手が、右手か左手かが判別できた場合、ステップ405に進む。
In step 404, the
ステップ405は、方向推定部204が、右手左手の情報から、操作者のいる方向を推定する。ステップ405の具体的な推定方法について図3(a)と図3(b)を用いて説明する。図3(a)は操作者が右手で原稿504をセットしている時の原稿台501上を図1(b)のカメラ302により撮像した画像データの一例を示したものである。図3(b)は操作者が左手で原稿504をセットしているときの原稿台501上を図1(b)のカメラ302により撮像した画像データの一例を示したものである。図3(a)の502はカメラ302の撮像領域を示している。画像データに写っている原稿をセットする手(図3(a)では503、図3(b)では509)の先端505である点Aと、先端から最も遠い手領域の座標506である点Bの2点を検出する。腕まで画像データに写っていれば腕も前記2点の検出に考慮する。操作者のいる位置(ここでは操作者の視点位置)508を点Pとし、線分ABに対して手のひらを原稿台の面に向けて置いたときの親指側を内側と呼ぶことにする。直線507は点Aを通り線分ABに対して垂直な直線である。操作者が原稿台501に原稿504を置くという行為において不自然な態勢でない限り、点B、A、Pの順でなす角θが0°<θ<90°、かつ線分ABに対し内側の領域に点Pは存在する。このことから、実際に操作者のいる方向と推定方向のズレが少なくなるような期待値を考慮して、線分ABに対して内側かつ点Aから見て角θ=45°の方向を操作者のいる方向と推定する。尚、θ=45°は一例であって、0°<θ<90°であればよい。
In step 405, the
ステップ404において右手か左手かの判別に失敗すると、ステップ406に進む。尚、右手か左手かの判別に失敗する理由としては、手で原稿を持っていると手の一部が原稿に隠れてしまうため、判別できないことが考えられる。 If it is determined in step 404 that the right hand or left hand has failed, the process proceeds to step 406. The reason why the determination of whether the right hand or the left hand is unsuccessful may be that a part of the hand is hidden by the original when the original is held by the hand, so that the determination cannot be made.
ステップ406は、腕に対して、左右どちらかの方向に原稿があるかを判別する。図3(c)と図3(d)は、ステップ406でYesと判定される場合の一例を示したものである。図3(c)は腕に対し右側に原稿604を持った状態を、原稿台601上を図1(b)のカメラ302により撮像した画像データを示したものである。図3(d)は左側に原稿604を持った状態を、原稿台601上を図1(b)のカメラ302により撮像した画像データを示したものである。図3(c)の602はカメラ302の撮像領域を示している。手や腕と認識された部分(図3(c)では603、図3(d)では609)の先端605の点Aおよび点Aから最も遠い手領域の座標606である点Bの2点を検出する。腕まで画像データに写っていれば腕も前記2点の検出に考慮する。直線607は点Aを通り線分ABに対して垂直な直線である。原稿604と認識された領域が線分ABに対し、図3(c)のように右側にあるか、図3(d)のように左側にあれば、ステップ406でYesと判定される。ステップ406で、Yesと判定された場合、ステップ407に進む。
In step 406, it is determined whether the document is in the left or right direction with respect to the arm. FIGS. 3C and 3D show an example of a case where Yes is determined in step 406. FIG. 3C shows image data obtained by capturing the
ステップ407は、方向推定部204が、原稿と腕との相対的位置情報から、操作者のいる方向を推定する。図3(c)と図3(d)を用いて、ステップ407の具体的な推定方法について説明する。操作者のいる位置(ここでは操作者の視点位置)606を点Pとし、線分ABに対して原稿604と認識された領域が存在する側を内側と呼ぶことにする。操作者が原稿台601に原稿を置くという行為において不自然な態勢でない限り、点B、A、Pの順でなす角θが0°<θ<90°、かつ線分ABに対し内側の領域に点Pは存在する。このことから、実際に操作者のいる方向と推定方向のズレが少なくなるような期待値を考慮して、線分ABに対して内側かつ点Aから見て角θ=45°の方向を操作者のいる方向と推定する。
In step 407, the
図3(e)は、腕の延長方向に原稿を持った状態を、原稿台701上を図1(b)のカメラ302により撮像した画像データを示したものである。例えば原稿台の横に原稿置き場を設けて、原稿置き場から1枚ずつ原稿を横にスライドさせて撮像するような場合に、図3(e)のような原稿の持ち方になり得る。図3(e)の702はカメラ302の撮像領域を示している。このような場合、ステップ406でNoと判定される。
FIG. 3E shows image data obtained by capturing the document on the document table 701 with the
ステップ406でNoと判定された場合、画像解析部203が、原稿704の内容を解析する(ステップ408)。原稿内容を解析した結果、画像解析部203が、原稿の向きを識別できたか否か判別する(ステップ409)。本実施形態では、原稿内容を解析して文字や画像を認識し、文字や画像の向きから原稿の向きを判別することを想定しているが、文字や画像に限定されない。また、原稿内の文字と画像のうち少なくともいずれか1つの領域を解析し、解析された文字と画像のうち少なくともいずれか1つの向きを判別し、判別した向きを、原稿の向きとしてもよい。ステップ409で原稿の向きを判別できた場合、ステップ410に進む。
If it is determined No in step 406, the
ステップ410は、方向推定部204が、原稿と腕との相対的位置情報と原稿の向きから、操作者のいる方向を推定する。図3(e)を用いて、ステップ410の具体的な推定方法について説明する。画像データに写っている原稿704を持つ手703の先端705である点Aと、先端705から最も遠い手領域の座標706である点Bの2点を検出する。腕まで画像データに写っていれば腕も前記2点の検出に考慮する。直線707は点Aを通り線分ABに対して垂直な直線である。操作者が原稿台701に原稿を置くという行為において不自然な態勢でない限り、先端705から見て直線707に対して手703と逆の方向に操作者がいる可能性は少ない。そしてかつ操作者が原稿の内容を確認できるように原稿台にセットする可能性が高いことを考慮すると原稿の向き708に対して±45°を満たす方向に操作者の視点があると推定する。先端705から見たこれらの条件を満たす角度の中間値となる方向を操作者のいる方向と推定する。ステップ409でNoと判定された場合、すなわち、原稿内容の解析に失敗するか、原稿の向きを識別できなかった場合は、ステップ411に進む。
In step 410, the
ステップ411は、方向推定部204が、腕がある方向が操作者のいる方向と推定する。具体的には、図3(e)における、線分ABに対し点Bの延長方向に操作者がいると推定する。
In step 411, the
ステップ412は、ステップ405、ステップ407、ステップ410、ステップ411のいずれかから推定された操作者のいる方向に、操作のためのユーザインターフェースを表示部205に表示する。表示方法としては、本実施形態では、図1(b)のプロジェクタ304より投影する。
In step 412, a user interface for operation is displayed on the display unit 205 in the direction in which the operator is estimated from any one of steps 405, 407, 410, and 411. As a display method, in this embodiment, the image is projected from the
なお、ステップ404において右手左手の識別に成功した場合、識別した手が操作者の利き手と推定し、原稿に対して利き手側の原稿台上にユーザインターフェースを投影してもよい。また、本などを原稿台において撮像するとき、ページがめくれないように手で押さえた状態で撮像する場合が考えられる。このとき操作する手はもう片方の手である可能性が高いため、右手で本を抑えていれば本の左側に、左手で本を抑えていれば本の右側に操作のためのユーザインターフェースを投影してもよい。本実施形態では投影する情報として操作のためのユーザインターフェースを一例にあげたが、これに限定されず、操作者に対して何かを表示する場合、推定された操作者のいる方向に表示する。 If the right hand and left hand are successfully identified in step 404, the identified hand may be presumed to be the dominant hand of the operator, and the user interface may be projected on the document table on the dominant hand side with respect to the document. In addition, when a book or the like is imaged on the document table, it is conceivable that the image is captured with the hand held so as not to turn the page. The user's hand is likely to be the other hand, so if you hold the book with your right hand, the left side of the book, and if you hold the book with your left hand, the user interface on the right side of the book. You may project. In this embodiment, the user interface for operation is given as an example of information to be projected. However, the present invention is not limited to this, and when something is displayed to the operator, it is displayed in the estimated direction of the operator. .
以上本発明にかかる実施形態を説明したが、先に説明したように、情報処理装置は、通常のパーソナルコンピュータ等の汎用情報処理装置であって、それ上で動作するコンピュータプログラムで実現できるものである。よって、本発明はコンピュータプログラムをその範疇とすることは明らかである。その際は、情報処理装置101が有する各手段として機能させる。また、通常、コンピュータプログラムは、CDROM等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納されており、それをコンピュータの対応するドライブにセットしてシステムにコピーやインストール処理することで実行可能となる。よって、本発明は当然にそのようなコンピュータ可読記憶媒体をもその範疇とすることも明らかである。
Although the embodiment according to the present invention has been described above, as described above, the information processing apparatus is a general-purpose information processing apparatus such as a normal personal computer and can be realized by a computer program that operates on the general-purpose information processing apparatus. is there. Therefore, it is obvious that the present invention falls within the category of computer programs. In that case, the
Claims (15)
原稿台の上部から原稿台上を撮像する撮像手段により得られる画像データを解析して、前記原稿と前記原稿をセットする操作者の腕の位置情報を取得する画像解析手段と、
前記画像解析手段によって取得された前記原稿と前記操作者の腕の位置情報に基づいて、前記操作者のいる方向を推定する方向推定手段と、
前記方向推定手段によって推定された前記操作者のいる方向に応じて前記原稿台に表示させる画像の方向を制御する表示制御手段、
を有することを特徴とする情報処理装置。 An information processing apparatus for acquiring image data of a document by imaging a document placed on a document table,
Image analysis means for analyzing the image data obtained by the image pickup means for picking up an image on the document table from the upper part of the document table, and obtaining position information of the arm of the operator who sets the document and the document;
Direction estimation means for estimating a direction in which the operator is present based on position information of the manuscript and the operator's arm acquired by the image analysis means;
Display control means for controlling the direction of an image to be displayed on the document table in accordance with the direction of the operator estimated by the direction estimation means;
An information processing apparatus comprising:
前記方向推定手段は、前記位置情報と前記原稿の向きとに基づいて、前記操作者のいる方向を推定することを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 The image analysis means further analyzes the orientation of the document,
The information processing apparatus according to claim 1, wherein the direction estimation unit estimates a direction in which the operator is present based on the position information and a direction of the document.
前記撮像手段は、前記検知手段により原稿の進入が検知されたときに撮像を開始することを特徴とする請求項1乃至3何れか1項に記載の情報処理装置。 Detecting means for detecting that a document has entered the document table;
4. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the image pickup unit starts image pickup when an entry of a document is detected by the detection unit. 5.
前記表示制御手段は、前記プロジェクタを制御することによって、前記原稿台上に前記画像を表示させることを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の情報処理装置。 The information processing apparatus includes an imaging unit that captures an image on the document table from the top of the document table, and a projector that projects an image on the document table from the top of the document table.
The information processing apparatus according to claim 1, wherein the display control unit displays the image on the document table by controlling the projector.
画像解析手段が、原稿台の上部から原稿台上を撮像する撮像手段により得られる画像データを解析して、前記原稿と前記原稿をセットする操作者の腕の位置情報を取得する画像解析工程と、
方向推定手段が、前記原稿と前記操作者の腕の位置情報に基づいて、前記操作者のいる方向を推定する方向推定工程と、
表示制御手段が、推定された前記操作者のいる方向に応じて前記原稿台に表示させる画像の方向を制御する表示制御工程、
を有することを特徴とする情報処理装置の制御方法。 A control method of an information processing apparatus for acquiring image data of a document by imaging a document placed on a document table,
An image analysis step in which image analysis means analyzes image data obtained by an image pickup means for picking up an image on the original platen from above the original platen, and acquires position information of the manuscript and the arm of the operator who sets the original document; ,
A direction estimating unit that estimates a direction in which the operator is present based on position information of the manuscript and the operator's arm; and
A display control step for controlling a direction of an image to be displayed on the document table in accordance with the estimated direction of the operator;
A method for controlling an information processing apparatus, comprising:
前記方向推定工程は、前記位置情報と前記原稿の向きとに基づいて、前記操作者のいる方向を推定することを特徴とする請求項10に記載の情報処理装置の制御方法。 The image analysis step analyzes image data obtained by the imaging means, analyzes position information of the manuscript and an operator's arm for setting the manuscript, and an orientation of the manuscript,
The method according to claim 10, wherein the direction estimating step estimates a direction in which the operator is present based on the position information and the orientation of the document.
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