TWI464011B

TWI464011B - Image recognition device and image recognition method

Info

Publication number: TWI464011B
Application number: TW097146791A
Authority: TW
Inventors: Kenji Izumi
Original assignee: Shimane Prefectural Government
Priority date: 2007-12-03
Filing date: 2008-12-02
Publication date: 2014-12-11
Also published as: US20100246898A1; CA2707912C; US8605990B2; WO2009072435A1; TW200938276A; CA2707912A1; JPWO2009072435A1; JP5124886B2

Description

畫像辨識裝置及畫像辨識方法

本發明，係有關於畫像辨識裝置及畫像辨識方法，更詳細而言，係有關於從藉由視訊攝像機等所攝影之畫像來進行測定對象之測定的畫像辨識裝置及畫像辨識方法。

近年來，人們追求健康的傾向係持續進行，而被開發有各種之運動輔助裝置。另一方面，作為成人病之高危險群，係週知有代謝症候群(metabolic syndrome)之危險性，而作為其之基準，BMI值(身體質量指數)係被重視。BMI值，係由體重與身高之關係而算出的代表肥胖度之指數。若是將身高設為t(m)，並將體重設為w(kg)，則係表示為BMI=w/t² 。使用上述之運動輔助裝置，進行休閒運動等之運動的操作者，係在進行了該種運動後，對體重以及身高作測定並算出BMI值，而對運動效果作確認，但是，若是在運動中或是運動之間能夠簡單地對身高等作測定，則係為有用。

又，以遊戲機器為首，為了提高使用者便利性或娛樂性，使用身體全體來進行一般之遊戲裝置亦增加。在此種遊戲裝置中，若是電腦能夠簡單地辨識出操作者之動作或是位置，則能夠配合於操作者之位置或動作而進行各種之遊戲的演出。

對於此種取得物體之位置或是空間資訊的要求，在一般的用途中，係提案有數種之藉由視訊攝像機等來對對象物作攝影並檢測出位置或動作之方法(例如，參考專利文獻1)。

然而，先前技術之位置檢測裝置，在攝影時，每一次均需要進行校準或是附屬設備之設置作業，並以必要進行像是在對象物上將特別之標記裝著‧卸下之類的繁雜之作業，而存在有問題。

本發明，係為有鑑於此種問題而進行者，其目的，係在於提供一種畫像辨識裝置及畫像辨識方法，其係能夠藉由運動輔助用或是遊戲用之裝置的被設置在地板墊片處之成為身體測定之基準的構件，來以一定範圍之精確度而檢測出操作者之身高或是各部位之位置，並計算出BMI值，或是使用於遊戲之操作中。

[專利文獻1]日本特開2003-28614號公報

[專利文獻2]日本特開2005-164448號公報

為了達成此種目的，於申請專利範圍第1項中所記載之發明，係為一種畫像辨識裝置，其特徵為，具備有：地板墊片感測器，係產生根據腳所置放的位置而不同之訊號；立體測定基準，係設置於前述地板墊片感測器上方，包含限制前述腳的所定區域之移動之4個以上的點；攝影手段，係位於與前述立體測定基準所預先制定之相對位置處，將前述地板墊片上之測定對象與立體測定基準作為1個的畫像來作攝影；和對象位置算出手段，係從前述所攝影之畫像來將對應於前述測定對象以及前述立體測定基準之像抽出，並經由預先所取得並作了記憶之前述立體測定基準的位置資訊和藉由前述攝影手段而對前述立體測定基準作了攝影之畫像的變形之兩者間的變形對應資訊，來計算出前述測定對象之位置；和操作判定手段，係接收利用前述地板墊片感測器所產生之訊號，判定因應前述所定區域之被檢測出之腳的位置而預先訂定之操作。

申請專利範圍第2項中所記載之發明，係在申請專利範圍第1項所記載之畫像辨識裝置中，具備有以下特徵：立體測定基準，係以使對所攝影之畫像所進行之抽出成為容易的方式，而在朝向攝影手段之面上具備有標記。

申請專利範圍第3項中所記載之發明，係在申請專利範圍第1項所記載之畫像辨識裝置中，具備有以下特徵：立體測定基準，係於地板墊片感測器上部的所定高度被配置於水平方向的棒條，於與地板墊片感測器之間具有讓腳的一部分移動於所定區域的間隙空間。

申請專利範圍第4項中所記載之發明，係在申請專利範圍第1項所記載之畫像辨識裝置中，具備有以下特徵：係更進而具備有：調整手段，係使用與地板墊片之前述攝影手段相離開有特定之距離而被配置之距離基準，來藉由測定對象之從攝影手段所離開之距離而對藉由對象位置算出手段所算出之位置作調整。

申請專利範圍第5項中所記載之發明，係在申請專利範圍第1項所記載之畫像辨識裝置中，具備有以下特徵：立體測定基準，若是被攝影手段所攝影，則係成為如同矩形畫像一般之形狀。

申請專利範圍第6項中所記載之發明，係在申請專利範圍第5項所記載之畫像辨識裝置中，具備有以下特徵：變形對應資訊，係將立體測定基準之藉由攝影手段所得到的像之縱橫邊之長度以及傾斜與成為基準之畫像作比較而取得。

申請專利範圍第7項中所記載之發明，係為一種方法，係為在具備有產生根據腳所置放的位置而不同之訊號的地板墊片感測器，與設置於前述地板墊片感測器上方，包含限制前述腳的所定區域之移動之4個以上的點的立體測定基準之地板墊片中而對前述測定對象之畫像作辨識之方法，其特徵為具備有：攝影步驟，係藉由配置於與前述立體測定基準所預先制定之相對位置處的攝影手段，將前述地板墊片上之測定對象與前述立體測定基準作為1個的畫像來作攝影；和攝影手段位置算出步驟，係從前述所攝影之畫像來將對應於前述測定對象以及前述立體測定基準之像抽出，並經由預先所取得並作了記憶之前述立體測定基準的位置資訊和藉由前述攝影手段而對前述立體測定基準作了攝影之畫像的變形之兩者間的變形對應資訊，來計算出前述測定對象之位置；和操作判定步驟，係接收利用前述地板墊片感測器所產生之訊號，判定因應前述所定區域之被檢測出之腳的位置而預先訂定之操作。

如以上所說明一般，若藉由本發明。則經由以配置在測定對象之特定範圍內的方式而被設置於地面墊片處之具有立體形狀的立體測定基準、和將地板墊片上之測定對象與立體測定基準作為1個的畫像來作攝影之攝影手段、和從所攝影之畫像來將對應於測定對象以及立體測定基準之像抽出，並經由預先所取得並作了記憶之立體測定基準的位置資訊和藉由攝影手段而對立體測定基準作了攝影之畫像的變形之兩者間的變形對應資訊，來計算出測定對象之位置的對象位置算出手段，因此，能夠以一定範圍之精確度而檢測出操作者之身高或是各部位之位置，並計算出BMI值，或是使用於遊戲之操作中。

以下，一邊參照圖面一邊針對本發明的實施形態加以詳細說明。

(第1實施形態)

圖1，係揭示在圖7所示之畫像辨識裝置中，本實施形態之附有水平棒條的運動輔助裝置之其中一例的圖。本實施形態之運動輔助裝置101，係設置有水平棒條102及支持其的棒條支持部103，並且於本體表面設置有地板墊片104，而在地板墊片104上，操作者係進行休閒運動等之運動或是進行遊戲。作為休閒運動之例係有如同於圖18或圖19中所示之慢跑等，操作者係一面注視監視器701等一面實施運動。在監視器701之上部，例如係如圖7中所示一般而具備有身為攝影手段之視訊攝像機201等，藉由此，而對操作者與水平棒條102以及棒條支持部103一同作攝影，並使其進入相同之畫像中。如後述一般，水平棒條102以及棒條支持部103，係藉由與操作者一同地而被攝影在1畫像中，而成為立體測定基準，並能夠從所映照之畫像來計算出操作者之身高。在本實施形態，為了取得畫像，將視訊攝像機201安裝於監視器701上部來攝影，但是，只要可取得必須之畫像，則不限於此，亦可使用紅外線攝像機等之在本技術領域所知之任一攝影手段，設置場所亦可選擇監視器之附近任一處。又，亦可融合紅外線攝像機與視訊攝像機來使用。亦即，例如將後述之遞迴性(recursiveness)反射材料作為標記來使用時，能夠藉由將紅外線攝像機專用在操作面形成基準的校準，並將操作者的動作利用通常的視訊攝像機來捕捉之方法，來使用兩種類的攝像機。

進而，於本實施形態的系統係安裝有未圖示之揚聲器等之聲音輸出裝置，而亦可利用聲音來對操作者傳達關於顯示內容或操作的資訊。藉由設置如此功能，不僅於顯示器處利用畫像來顯示訓練內容，針對指示事項及結果，利用同時播放聲音，可得知GUI配置，故針對遊戲性較低之單腳站立及散步等之單純的訓練，即使是有視覺障礙的操作者，亦可抓住棒條來進行操作。

又，由於水平棒條102以及棒條支持部103係被設置在地板墊片的前面(視訊攝像機或監視器側)之端，因此，在藉由攝像機而進行攝影時，不會由於操作者之動作而從畫像中消失，故而，能夠作為安定之測定基準來使用。進而，藉由如同本實施形態一般地而將水平棒條102等作為測定基準來使用，能夠使操作者與攝像機之距離成為一定之距離，且能夠恆常作確保，因此，能夠避免像是過於靠近攝像機而使全體之攝影成為不可能、或是成為無法對焦等的問題。除此之外，藉由與地板墊片作併用，能夠將操作者之站立位置限定在一定的範圍內，而使攝影或是測定之處理成為容易。又，如同本實施形態一般之操作面基準，由於係能夠在所擷取之畫面上，而將測定用標記以廣範圍且適度並同時地作分散配置，因此，係成為能夠進行信賴性非常高之測定。進而，與此種水平棒條102等之效果同時的，亦能夠與可保證標記係恆常存在於攝像機之攝影範圍內的校準系統作併用，而能夠實現省空間‧多功能之裝置，基本上，在初次設置的校準後，係不必要在每一次中重新作再測定。

另一方面，作為運動輔助裝置，藉由設置水平棒條102，能夠對於在瑜珈運動系或是復健運動系的系統中之高齡者等的操作者之動作的安定與安全作確保。又，亦能夠進行如同握住棒條而進行一般之訓練選單。

水平棒條102以及棒條支持部103，係如此這般地藉由攝像機201而被攝影並成為測定基準，但是，為了使此成為容易，係在如圖20中所示一般地，以使作為畫像而讀入後之抽出成為容易的方式而在前面(視訊攝像機201所攝影者)處張貼有標記。標記材料，係可使用在本技術領域中所週知之各種物質，但是，通常係依據所使用之攝像機來選擇適當者。例如，在通常之攝像機的情況時，係需要從背景色彩而成為顯眼之具備特徵的顏色，而當使用紅外線攝像機時，則可以使用遞迴性反射材料等。標記，係可藉由如此這般地將適切之材料貼附在棒條等之上來作使用，但是，係並不被限定於此，亦可將其直接塗布在棒條上，或是使用在本技術領域中所熟知之任意的附著方法。又，在上述之說明中，作為立體測定基準，雖係設為使用水平棒條102以及棒條支持部103，但是，係並不被限定於此，而可將任意之構件或是構造作為立體測定基準來使用。例如，可在運動輔助裝置101之台作前面貼附標記，並使用於立體測定基準或是距離基準中。在本實施形態中，標記主要係在水平棒條102之角等處貼附有6個並作為測定基準，但是，係並不被限定於此，只要至少為4個以上，則亦能夠使用任意數量之標記，又，亦可並不使用點狀標記，而在水平棒條102等之立體測定基準的全體上作為線狀而設置標記。

圖2係模式揭示本實施形態之畫像辨識裝置的電腦110之構造的區塊圖。於電腦110處，係連接有：被安裝於監視器701之上部等，並對水平棒條102等作攝影的視訊攝像機201，而所攝影之畫像係被電腦110擷取。藉由攝影所得之畫像，係於CPU202中進行身為本實施形態之特徵之畫像的抽出、位置的計算等，根據計算出之位置，取得身體測定值，並得到BMI值等。電腦110，一般來說係具備有CPU210，並在RAM212上執行記憶於ROM211等中之程式，將依據從畫像辨識裝置輸入之畫像的處理結果，輸出至顯示器111等。

圖5係揭示在本實施形態之畫像辨識裝置的CPU202內處理之程式的功能模組之一例的區塊圖。如圖5所示一般，在運動輔助裝置中之處理，係藉由畫像讀取部501、畫像抽出部502以及畫像位置算出部503而被實行。另外，在本實施形態中，係藉由3個模組，來實行從受取來自攝像機201之畫像起直到進行資料的輸出為止之處理，但是，係並不被限定於此，亦可使用其他模組，或者以更少的模組來進行處理。

(本實施形態之處理)

在本實施形態中，係如圖21中所示一般，根據藉由視訊攝像機201所攝影之水平棒條102等的立體測定基準，來進行將一起被攝影之操作者的身高計算出來的處理。

圖21係用以說明本實施形態之處理的圖。又，若是想定重新設置本實施形態之畫像辨識裝置的情況，則作為事前準備，係有必要將所利用之視訊攝像機201的利用透鏡之歪曲、被貼附於水平棒條102等處之標記與透鏡間之距離等的資訊輸入至裝置中。進而，對臨限值設定等預先作調整。

接下來，當在畫像讀取部501處所預先被輸出之立體測定基準例如為彩色畫像的情況時，則藉由畫像抽出部502而將預先作為標記所決定之色區域抽出，並僅抽出立體測定基準之畫像。具體而言，在本實施形態中，係對於彩色NTSC訊號之亮度訊號Y與色差訊號U、V之各個，而設定上下之臨限值，並將滿足所有之臨限值的像素抽出。

若是結束了顏色抽出，則藉由畫像位置算出部503來將所抽出之標記部份作黑白之2值化，並計算出構成從視訊攝像機201所攝影之畫像而抽出之標記的橫縱之邊的像素數。將取得之畫像的橫縱之邊的長度或傾斜，與作為基準的畫像比較，算出攝像空間的歪斜或標度。在本實施形態，計算出歪斜或標度時，亦可於其他至少4處以上設置標記來作為基準。例如，只要有4處以上的基準點，則可連結作為線段，並進行校準。

此種準備之結果，實際進行測定，並使用站立於運動輔助裝置101之中央處的操作者與水平棒條102間之相對關係，來進行操作者之大略的身高測定。亦即是，係對操作者之像與立體測定基準之畫像作對比，並根據身為歪斜對應資訊之預先所計算出的畫像之歪斜或是標度，來判定操作者之各部位的位置或是體態。於此，雖並未詳述，但是，同樣的，操作者之像，亦係藉由在本技術領域中所熟知之任一的方法來作抽出。例如，可考慮例如預先將操作者之背面作為特徵，以使操作者之像易於被抽出等。

如以上一般，在本實施形態中，係從藉由視訊攝像機201而將水平棒條102等之立體測定基準與操作者一起攝影所得之畫像，來計算出操作者之身高，藉由此，操作者係在藉由運動輔助裝置101來進行運動的同時，能夠在所希望的時候而得到在該時間點時之BMI值。在本實施形態中，為了測定BMI值，係僅展示了身高之測定方法，但是，針對體重，係只要將先前技術之任意的方法作組合，便能夠求取出BMI值。

若是使用以上之本實施形態，則能夠自動地取得操作者之身高，但是，除此之外，亦可供於各種之使用中。例如，藉由與立體測定基準間之相對關係，由於係能夠將操作者之各部的形狀或是位置作某種程度之正確的計算，因此，能夠容易地得到操作者之身高以外的計測資料，又，由於可以得知操作者之姿勢或是各部位、例如手的動作，因此，亦可利用在使用有身體全體之遊戲中，而實現所謂的混合實境感(Mixed Reality，MR)。例如，亦可計算出操作者之頭部的動作，並與監視器701上之畫面作組合，而安裝足球之頭錘遊戲等。

(第2實施形態)

在本實施形態中，針對以下之例作說明：基本上，除了上述之第1實施形態的系統構成以外，作為運動輔助裝置之地板墊片，係使用地板墊片感測器，並將運動輔助裝置101作為用以將資料輸入至電腦110等之中的裝置來使用。不用說，在本實施形態中，亦可安裝與上述之第1實施形態作了組合之應用例。在本實施形態中，運動輔助裝置101，係在本體表面處被設置有地板墊片104，而若是藉由腳而踩踏了特定之區域，則輸出與該位置相對應之資料，而水平棒條102，係如後述一般，在成為操作者移動腳時的支撐部之同時，藉由限制操作者之身體的移動範圍，來對腳之移動作限制，而成為可穩定進行腳所致之資料輸入者。

本實施形態之運動輔助裝置101，係於表面張貼有如圖10所示一般之地板墊片104，並例如圖7中所示一般，在藉由腳踩踏而施加壓力時，輸出因應其位置的訊號。圖10，係為揭示地板墊片之構造的例子之圖。本實施形態的地板墊片，係利用如圖10中所示一般之電磁感應式壓力分佈感測器(例如，參照專利文獻2)，但是，並不被限定於此，亦可使用在本技術領域所週知之任意技術。例如，在本實施形態中，雖係使用壓力感測器，但是，即使利用使用有靜電之感測器等之其他技術，只要是可輸出表示腳置放位置的訊號者，則可使用任一種技術。

又，於地板墊片的表面，係描繪有表示圖6中所示之輸入區域的設計，並於腰部高度附近，以將「A」、「B」等之輸入區域與其他區域作間隔的方式，來設置延伸於水平方向之棒條，操作者係抓住其棒條，來作為輸入區域的基準，並藉由以腳踩踏表示所期望輸入之區域，而能夠輸出對應之資料。具體來說，於圖6中，係表示有輸入A的區域、輸入B的區域及表示ENTER的區域，藉由踩踏個別區域，可輸出其區域所示之資料。再者，亦可設為操作者在以腳踩踏身為資訊輸入區域之A或B的區域後，再藉由踩踏ENTER，來輸出初始踩踏之A或B的資料。如此，在本案發明的方法中，亦可進行藉由操作者以兩次以上踩踏而產生之訊號的模式，來決定並輸出對應之資料的控制。如圖6中所示之兩個資料的選擇，係為在本案發明的方法中之比較單純的方法，但是，考慮理解之容易度，以下使用A、B來進行本實施形態的說明。

若是再次參照圖2，則輸出之訊號，係於CPU202中，藉由身為本實施形態之特徵的資訊輸入而進行處理，並被轉換成資料，被轉換之資料，係經由介面203，而被發送至電腦110。電腦110，一般來說，係具備有CPU210，在RAM212上實行被記憶於ROM211等之程式，並將依據從運動輔助裝置101所輸入之資料的處理結果，輸出至顯示器111等。

圖3，係為揭示在本實施形態之運動輔助裝置101的CPU202內所處理之程式的功能模組之其中一例的區塊圖。如圖3中所示一般，在運動輔助裝置101中之處理，係藉由訊號接收部301、訊號判定部302及資訊產生發送部303而實行。另外，在本實施形態中，雖係藉由3個模組來執行從接收來自地板墊片而來之訊號起直到進行資料的輸出為止之處理，但是，係並不被限定於此，亦可使用其他模組，或者以更少之模組來進行處理。

圖4，係為揭示本實施形態之棒條的典型設定位置之圖。身為本實施形態之腳移動限制手段的水平棒條102，係可使用各種方法來安裝於地板墊片上，作為其中一例，如圖1所示一般，於地板墊片的側面設置兩個棒條支持部103，並於其之間固定水平棒條102，藉由此，而於下部做出腳插入之間隙空間，並能夠以水平棒條102為基準，來正確加壓於「A」、「B」等的輸入區域處。亦即，若是存在有如同水平棒條102一般之障礙物的話，則操作者在人體工學上，至少兩腳係不會踩入被限制身體移動之區域(從將水平棒條102投影至地板墊片之影像附近起直到操作者之相反側的區域，在圖7等中即為「A」、「B」等輸入區域)中。藉此，只要操作者並未意圖性地進行，則係不會產生腳之往限制身體之移動的區域之移動，而能夠期待防止錯誤輸入的效果。在此，如圖11中所示一般，身體之移動被限制的區域之邊界，係成為將水平棒條102投影至地板墊片上之線，但是，如上述一般，投影線係並不需要一定與邊界一致。亦即是，限制身體之移動的區域邊界，係亦可位於與操作者相反之側，而亦可位於操作者之側，且，亦可不為直線，而可作為適當之曲線，或是因應於使用狀況目的而為任意者。例如，藉由水平棒條102，操作者的動作係被限制，但是，水平棒條102之正下方附近，係並無如此限制，亦可能會自然地將兩腳踩踏進去。在如此之狀況，係藉由使邊界更離開操作者(設為操作者之相反側)，而能夠自然地將輸入區域設定在兩腳不會踩入之位置，而為有效。

進而，若是將此種水平棒條102設定於適當高度(例如，從操作者的胸部至膝蓋附近)，則操作者係藉由將水平棒條102作為扶手握住，而成為從扶手多少間隔有距離(所伸展的上肢長度)，故而，係可期待有以下之效果，亦即是，在地板墊片之前部區域(「A」、「B」等的輸入區域)處，只要不是故意踩進去，則不會不小心踩進去。另外，雖然並未圖示，但是，亦可將此棒條高度作為可變，依照每個操作者，設定適切的位置。

在本實施形態，藉由如此這般地於水平方向設置棒條102來作為腳移動限制手段，對於腳之移動設置一定的限制，不需要每次以目視確認，便能夠防止踩入預先訂定之區域以外，而可減少錯誤操作，但是，除此以外，亦可將腳移動限制手段作為輸入區域的基準。在本實施形態，藉由此種水平棒條102，可防止錯誤操作。如此這般，本案發明的特徵，係在如同地板墊片一般之藉由腳來進行輸入之機器處，設置限制腳移動之構件或機器，但是，此種構件及機器，係並不被限定於本實施形態之水平棒條102一般的形態者，亦可使用各種構件。例如，亦可於地板墊片上部豎立棒狀物，並將該棒狀物作為腳移動限制手段，又，亦可藉由使地板墊片上面之一部份突起，來作為腳移動限制手段。所以，本案發明的特徵，係於地板墊片上設定輸入區域，並設置某種障礙構件，來限制腳的動作，藉此，可防止錯誤輸入，提升人機介面。

又，水平棒條102係亦可作為單純的1條棒狀物，但是，亦可藉由配合地板墊片之設計，進行顏色區分，而成為只要觀看水平棒條，即不需確認地板墊片的輸入區域，便可進行腳所致之輸入。具體來說，例如，若是參考圖11，則針對抵接地板墊片101之「A」及「B」之區域上方的部份、和抵接「ENTER」之區域上方的部份，藉由於水平棒條102上顯示「A」1101、「B」1103及「E」1102等，或是藉由作顏色區分，操作者係不需將視線朝下注視地板墊片，便可一邊觀看前方畫面一邊進行腳所致之操作。又，代替作顏色區分，藉由於水平棒條102之特定位置，設置點字或凹凸部，或使表面的感觸變化，即使是視覺障礙者，亦可確認地板墊片的輸入區域。例如，若是以圖11中所示之例來說明，則可將「A」1101、「B」1103及「E」1102之文字部份或邊界部份1104及1105作為浮雕，或者於該等文字部份之旁邊，添加點字。

(特殊控制的範例)

在本實施形態中，當依據藉由腳加壓而從地板墊片輸出之訊號來輸出資訊時，係可進而進行以下所示之控制，而期待正確的操作。

圖9，係為揭示本控制例的方法之處理的流程圖。以下，依據圖9中所示之流程圖，一邊參照圖3、圖6，一邊針對本控制例的處理來說明。若是圖6中所示之地板墊片的任一區域被踩踏，並產生任一訊號，則訊號接收部301會讀取初始的訊號並記憶(S401)。在此，當被輸入之訊號，亦即是以腳踩踏地板墊片104之例如圖6之A區域而產生之訊號時，其訊號係成為表示「A」之資訊種別的訊號。在本控制例的方法中，在從地板墊片而初始接收代表資訊種類別的訊號後，接收意指確定之代表資訊確定的訊號，並開始輸出初始所接收之資訊種類別的資訊，在此例中，即是輸出A之資料。故而，由於初始的訊號係必須是代表資訊種類別之訊號，因此，在使用圖6中所示一般之地板墊片的情況時，如果不接收代表A或B的資訊種類別之訊號的話，則資訊係並不會被輸出，故而，在步驟S402中，訊號判定部302係判定已讀取之訊號是否是踩入A或B的區域而產生之訊號。在初始接收了代表資訊種類別(在圖6之例中，係為A或B)之訊號時，訊號接收部301係對接著被輸入之訊號作讀取，訊號判定部302係判定是否接收了代表資訊確定的訊號(在圖6之例中，係為代表ENTER的訊號)(S404)，在其係為代表資訊確定之訊號時，係作為被輸入有初始接收之資訊種類別的資訊，資訊產生發送部303產生該資訊並輸出至外部(S405)。

藉由進行以上一般之特殊處理，於圖6中所示之地板墊片圖案中，若是踩入A的區域，並接著踩踏ENTER，則能夠確實將代表踩踏了A一事之資料(例如，「1」或「A」之類的代碼)作輸出，除了上述之腳的移動控制之外，於使用有腳的輸入中，可使錯誤輸入較難發生。

如同以上所說明一般，藉由本案發明的運動輔助裝置，可確實進行使用有地板墊片的資料輸入，但是，若是考慮地板墊片之通常的使用，則可以理解到，其特徵係更具有效果。亦即，關於地板墊片，通常是操作者在站立之狀態下進行操作之狀況，由於有時會一邊運動一邊作使用等，因此，係多有如圖7中所示一般的與大畫面之監視器同時被作利用之狀況，相較於坐著進行之電腦操作，係與畫面間隔有相當大之距離地被設置。於此情況，操作者係注視遠離之位置的畫面，而並不會針對腳下的按鍵或是使用者介面而進行頻繁的確認，容易成為依賴經驗及記憶之操作，但是，就算是在此種情況，藉由使用本案發明的運動輔助裝置，不僅成為可進行確實之操作，亦藉由握住水平棒條102而可使操作者的姿勢穩定。例如，在圖7所示之例中，操作者係一邊觀看大畫面監視器701一邊使用地板墊片101進行操作，但是，於此，決定按鍵(在此係為ENTER)係如圖6所示一般，配置於墊片中央前方，故而，操作者係只要朝向畫面的中心部份踏前1步即可，而不需要每次對腳下作確認。

藉由應用本實施形態，在先前技術的遊戲墊片或跑步機等，可不需要具備需設置於腳下或手掌外部之具有起始及重設等之功能的控制盒。亦即是，在先前技術的遊戲墊片或跑步機等中，需要被使用於開關等的控制盒，但是，若是使用本實施形態的資訊輸入方法，則因為係成為能夠可進行僅需要腳下之步伐組合的複數功能之輸入，故成為不需要該控制盒。藉由此，除了減少成本之效果之外，操作者係不需彎腰進行開關操作或操作手上其他開關，而可純粹僅以腳來進行所有操作。

又，藉由將上述一般之本實施形態的資料輸入功能與上述之第1實施形態的位置檢測作組合，例如，係能夠在依據地板墊片之顯示來進行對於休閒運動運動之選擇的同時，亦實行BMI測定。

(第3實施形態)

在本實施形態中，除了上述第2實施形態之外，地板墊片係可依據腳置放之位置的壓力資訊，來進行各種處理。亦即是，在本實施形態中所使用之地板墊片，由於係使用具有如同圖10中所示一般之構造的電磁感應式壓力分佈感測器，因此，本實施形態的運動輔助裝置係藉由被輸出之各位置的壓力資訊，來進行例如特定出位於地板墊片上之操作者的重心位置等之各種處理。故而，本實施形態的運動輔助裝置與第1實施形態，除了地板墊片被限定於壓力分佈感測器之點以外，在系統上之構成係為相同。在本實施形態中，例如，係如圖6中所示一般，將地板墊片的前部(被描繪有A、B的區域)，主要作為在第1實施形態中所說明之A、B等的輸入用而使用，並將後部使用於其他輸入用，而能夠一邊將地板墊片作為各種資訊輸入裝置而使用，一邊亦作為上述第1實施形態的運動輔助裝置而使用。進而，兩區域成為係藉由棒條而被作區分，而能夠將棒條作為基準並將前側作為全部。

另外，在此一例中，作為圖6中所示之地板墊片，係使用如圖10中所示一般之使用有電磁感應式壓力分佈感測器者，但是，係並不被限定於此，只要是可從藉由置放於地板墊片上之物體所加壓之壓力來檢測出壓力分佈的壓力感測器，則可使用任意之感測器。

作為使用有地板墊片之各種資訊輸入裝置，係在如上述一般之檢測出操作者之重心的處理等中為有效。重心，係因為亦可使用在本技術領域所週知之從兩腳的壓力分佈來檢測的任一方法，故在此省略詳細說明，但是，例如，可如圖8中所示一般，測定兩腳的壓力分佈802、803，並從所得之分佈型式來求出重心的位置801。若是以兩腳的壓力分佈而檢測出站立位置及重心的位置，則係可應用在例如於遊戲等中，並適用於使重心的位置變化而使顯示器的角色作移動一般之應用程式中。

在本實施形態中，利用如此這般所檢測出之重心的位置，可進行更確實之資訊的輸出。亦即是，除了在第1實施形態中所說明之資料的判定方法之外，亦可設為當在圖6之A、B或是ENTER等之資訊輸入區域或確定輸入區域處僅以操作者之單腳而施加有壓力的情況時，輸出資訊。此係因為，當操作者欲選擇A或B而踩入該區域時，通常係以單腳踩入而不會以雙腳踩入，故而，藉由僅在以單腳施加壓力時輸入資訊，成為可進行更確實之資訊的提供。於此情況，進而，藉由加上以下之判斷條件：與被置放於資訊輸入區域或確定輸入區域處之腳相反側的腳(亦即是軸心足)係被置放於資訊輸入區域或確定輸入區域以外之後方部份，而穩定地不移動，成為可進行更確實之資訊的提供。此時，藉由以手握住棒條，在能夠使身體更穩定之同時，可作為辨識操作區域的基準。

如此這般，相較於第1實施形態一般之僅以A、B之輸入為目的的運動輔助裝置，當亦使用於其他目的中的狀況時，由於操作者並不是僅使用位於地板墊片前部之區域，而係大多在地板墊片之表面全體作移動，故而，正確指示位於前部之A、B的區域一事，係成為更加困難。故而，當將如同本實施形態一般之地板墊片作為各種資訊輸入機器而使用的情況時，本案發明的方法係更為有效。

(第4實施形態)

本實施形態，係以與上述第2實施形態及第3實施形態基本上相同的構造來安裝，但是，在依據所接收之訊號來判定操作者欲輸出何種資訊的處理中之一部份係為相異。亦即是，在本實施形態的運動輔助裝置或方法中，係對於從接收代表A、B等之資訊種類別的訊號起直到接收代表資訊確定之訊號為止的時間作限制，當超過了一定之間隔而接收時，則將該訊號設為無效。具體來說，係亦可使用在本技術領域所週知之任一方法，但是，作為其中一例，在接收初始的訊號(圖9中的步驟S401)，並判定為代表資訊種類別的訊號(同圖之步驟S402)後，啟動計時器，並當在一定時間(例如，3～5秒以內)未接收到下個訊號的情況時，使本處理結束。於此情況，就算是在計時器結束之前接收訊號，當於步驟S404中所接收之訊號並非代表資訊確定的訊號時，係結束處理，但是，代替此，亦可設為進而等待訊號直到計時器結束為止。

在本實施形態中，在對操作者欲輸出何種資訊一事作判定的處理(圖9中的步驟S402～S404)中，藉由僅在一定之間隔內而接收了複數訊號的情況時，進行資訊輸入，配合上述之各實施形態，而可更進一步排除錯誤輸入。

(第5實施形態)

本實施形態，係藉由與上述第2實施形態乃至第4實施形態基本上相同之構造來安裝，但是，在使地板墊片圖案動態變化之點係為相異。亦即，於本實施形態的運動輔助裝置或方法中，A、B或ENTER等的地板墊片圖案，係藉由印刷於地板墊片等處而固定性顯示，但是，在本實施形態中，係因應於使用之情況而使地板墊片圖案變化，而能夠進行更有效的資訊輸入。地板墊片圖案，係可藉由各種方法來作變化(換句話說，作顯示)，但是，在本實施形態中，係使用藉由從地板墊片上部投影圖案來顯示地板墊片圖案的方法。以下，對此方法作更具體之說明。

圖12，係為用以說明本實施形態之圖案投影方法的圖。若是將後述之身為用以投影圖案之投影手段的LED聚光燈或液晶投影機等，安裝於棒條支持部103等處，並投影至地板墊片上，則投影燈1202係可於地板墊片上形成地板墊片圖案。若是如圖12中所示一般地於棒條支持部103處設置投影用單元，並設為傾斜投影，則由於係不會被操作者的腳1201所阻礙，因此係可迴避由於影子而使得地板墊片圖案無法被正常投影之事態。

圖13A及圖13B，係為揭示在本實施形態中所使用之投影單元的其中一例之圖。圖13A，係揭示彩色LED聚光燈之例，圖13B，係揭示液晶投影機之例。在本實施形態中，作為投影單元，係使用圖13A及圖13B中所示一般之機器，但是，可使用在本技術領域中所週知之各種投影單元，進而，除了投影單元之外，亦可使用可使圖案動態變化之各種機器、構件。該等投影單元，係如上述一般，必須以使操作者的腳之影子不會出現的方式而設置於裝置處。在本實施形態中，係於圖14A乃至圖14C中揭示將投影單元設置於裝置處的情況之例。圖14A，係於棒條支持部之一部份處水平地設置投影單元1401者，圖14B，係採用從兩端而傾斜投影之投影單元1402者，圖14C，係採用從橫方向投影之投影單元1403者。

在圖14A乃至圖14C中所示之投影單元1401、1402、1403的任一的設置場所，皆係位於裝置的前方部，故而操作者的腳係難以形成影子。在本實施形態中，係區分顏色而投影L、R、ENTER等，但是，藉由投影單元係可形成各種圖案，此事係只要是同業者即可易於理解，又，為了將投影單元以此種形態來作使用所需要之設定及調整、例如對於因為安裝位置所產生之歪斜的調整等，係可藉由在本技術領域中所週知之方法來進行，故在此並不作詳細說明。又，在本實施形態中，主要係針對身體之移動被作限制的區域來投影圖案，但是，係並不被限定於此，亦可使用投影單元來對地板墊片整體投影圖案。又，在本實施形態中，由於圖案係以光的投影來進行，故在強烈外光射入時，會有圖案較難辨識之虞，因此，安裝如圖12中所示一般之遮蔽用的丙烯酸板1203等亦有效。

本實施形態的投影單元，亦可連接於電腦110，而可從電腦110送訊各種圖案，並投影至地板墊片上。圖15A乃至圖15F，係揭示如此這般地被投影之地板墊片圖案的其中一例之圖。在本實施形態中，同樣的，作為裝置的使用狀況，操作者係一邊觀看如圖7中所示一般之監視器，一邊在本實施形態的裝置上進行遊戲或進行練習，並成為能夠因應於放映在監視器上內容、現在所進行之內容物(contents)的內容，而將各種圖案顯示於地板墊片上並作選擇。

由於係如此這般地使地板墊片圖案變化，故而，基本上，地板墊片的表面，係為如圖15A中所示一般地以使圖案之投影成為可能的方式來貼上例如素色且反射率較高之在本技術領域中可使用之任意的素材。使用以上所說明之地板墊片，而投影各種圖案並形成地板墊片圖案，但是，圖15B係使用身為最標準的圖案之L、R。在圖15C中，係在被顯示於監視器中者係為某種之視訊等的情況時，操作者可選擇播放或快轉等的操作。圖15D，係同樣的成為可支持上下左右，圖15E、圖15F則係為供以兩人使用的圖案。在此，雖係顯示有兩個足跡，但是，此係為在兩人使用時用以作明確顯示者，雖然並非為必須者(例如，亦可於監視器進行將該狀況作展示之顯示)，然而，如上述一般，於輸入區域以外處，亦可使用將圖案作投影之投影單元，來形成此種圖案。

圖16，係揭示本實施形態的可變地板墊片圖案之應用例的圖。此範例，係為比較正統的應用例，但是，係為當輸入圖案在初始狀態為L、R的情況時，於監視器701上顯示於A、B切換輸入圖案的要旨，且亦使地板墊片圖案配合其而作變化者。如圖16中所示一般，電腦110係一邊在監視器701中顯示選項A、B，一邊對投影單元發出指示，而投影所謂A、B之新的地板墊片圖案。操作者若是一邊觀看監視器701一邊以腳踩踏A或B，則該資訊係如同上述實施形態1中所說明一般，對電腦110輸入在被腳踩踏之區域處所顯示之資訊。

圖18以及圖19，係揭示本實施形態的可變地板墊片圖案之其他應用例的圖。若是參考圖18，則於監視器701上係被顯示有一種遊戲，在初始時係為L、R的輸入圖案，在監視器701上，區域的顯示係變得較詳細，並以箭頭顯示上下左右，而地板墊片圖案亦配合其而作變化。圖19亦同樣的，將練習的指示顯示於監視器701上，若是選擇L或R之任一，則分別照亮左邊或右邊的操作者之腳附近。

以上，藉由本實施形態，使地板墊片圖案配合內容物而進行各種變化，藉由此，可有利於產生更為刺激的內容物。

101．．．運動輔助裝置

102．．．水平棒條

103．．．棒條支持部

104．．．地板墊片

110．．．電腦

111．．．顯示器

112．．．鍵盤

201．．．視訊攝像機

202．．．CPU

203．．．介面

210．．．CPU

211．．．ROM

212．．．RAM

301．．．訊號受訊部

302．．．訊號判定部

303．．．資訊產生送訊部

501．．．畫像讀取部

502．．．畫像抽出部

503．．．畫像位置算出部

701．．．監視器

801．．．重心位置

802．．．壓力分佈

803．．．壓力分佈

1101．．．A(文字部分)

1102．．．E(文字部分)

1103．．．B(文字部分)

1104．．．邊界部分

1105．．．邊界部分

1201．．．操作者的腳

1202．．．投影燈

1203．．．丙烯酸板

1401．．．投影單元

1402．．．投影單元

1403．．．投影單元

[圖1]圖1係揭示本實施形態之附有水平棒條的運動輔助裝置之其中一例的圖。

[圖2]圖2係模式性揭示本實施形態之運動輔助裝置101與電腦110之構造的區塊圖。

[圖3]圖3係揭示在本實施形態之運動輔助裝置101的CPU202內所處理之程式的功能模組之其中一例的區塊圖。

[圖4]圖4係揭示身為本實施形態的運動輔助裝置之腳移動限制手段之其中一例的水平棒條之設定位置的圖。

[圖5]圖5係揭示在本實施形態之運動輔助裝置101的CPU202內所處理之程式的功能模組之其中一例的區塊圖。

[圖6]圖6係揭示本發明之其中一種實施形態的地板墊片之圖案之例的圖。

[圖7]圖7係用以說明以腳加壓於本發明之其中一種實施形態的地板墊片上之模樣的圖。

[圖8]圖8係用以說明本發明之其中一種實施形態的重心檢測方法的圖。

[圖9]圖9係揭示本實施形態的資訊輸入方法之處理的流程圖。

[圖10]圖10係揭示地板墊之構造的例子之圖。

[圖11]圖11係揭示於本發明之其中一種實施形態的地板墊片之水平棒條處，顯示「A」、「B」及「E」之圖案的圖。

[圖12]圖12係用以說明本實施形態之圖案投影方法的圖。

[圖13A]圖13A係揭示在本實施形態中所使用之投影單元之其中一例的圖。

[圖13B]圖13B係揭示在本實施形態所使用之投影單元之其中一例的圖。

[圖14A]圖14A係揭示在棒條支持部之一部份處，於水平而將投影單元作設置的情況之圖。

[圖14B]圖14B係揭示從棒條支持部之兩端而作斜方向投影的情況之圖。

[圖14C]圖14C係揭示從棒條支持部之橫方向而作投影的情況之圖。

[圖15A]圖15A係揭示在本發明之其中一種實施形態中被投影之地板墊片圖案之其中一例的圖。

[圖15B]圖15B係揭示在本發明之其中一種實施形態中被投影之地板墊片圖案之其中一例的圖。

[圖15C]圖15C係揭示在本發明之其中一種實施形態中被投影之地板墊片圖案之其中一例的圖。

[圖15D]圖15D係揭示在本發明之其中一種實施形態中被投影之地板墊片圖案之其中一例的圖。

[圖15E]圖15E係揭示在本發明之其中一種實施形態中被投影之地板墊片圖案之其中一例的圖。

[圖15F]圖15F係揭示在本發明之其中一種實施形態中被投影之地板墊片圖案之其中一例的圖。

[圖16]圖16係揭示本發明之其中一種實施形態的可變地板墊片圖案之應用例的圖。

[圖17]圖17係揭示本發明之其中一種實施形態的可變地板墊片圖案之其他應用例的圖。

[圖18]圖18係揭示本發明之其中一種實施形態的可變地板墊片圖案之其他應用例的圖。

[圖19]圖19係揭示本發明之其中一種實施形態的可變地板墊片圖案之應用例的圖。

[圖20]圖20係用以針對本發明之其中一種實施形態的標記來作說明的圖。

[圖21]圖21係用以說明本實施形態之處理的圖。