WO2016017096A1 - 情報処理装置、情報処理方法及びプログラム - Google Patents

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WO2016017096A1
WO2016017096A1 PCT/JP2015/003560 JP2015003560W WO2016017096A1 WO 2016017096 A1 WO2016017096 A1 WO 2016017096A1 JP 2015003560 W JP2015003560 W JP 2015003560W WO 2016017096 A1 WO2016017096 A1 WO 2016017096A1
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contact
target object
information processing
image
processing apparatus
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PCT/JP2015/003560
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辰吾 鶴見
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ソニー株式会社
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    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
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    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0425—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means using a single imaging device like a video camera for tracking the absolute position of a single or a plurality of objects with respect to an imaged reference surface, e.g. video camera imaging a display or a projection screen, a table or a wall surface, on which a computer generated image is displayed or projected
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
    • G06T7/73—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/90—Determination of colour characteristics

Definitions

  • the present technology relates to an information processing apparatus capable of detecting contact, an information processing method, and a program.
  • a stereo camera, a 3D sensor, or the like is used for contact of the operating body with the target object.
  • the UI recognizes the target object and the operating body, and detects the position of the operating body and the planar shape of the target object based on the three-dimensional information acquired from a stereo camera, a 3D sensor, or the like.
  • the UI can determine that a contact has occurred when the distance between the target object and the operating tool is a certain value or less.
  • the above-described method requires detection means such as a stereo camera and a 3D sensor for contact detection, and there are problems such as an increase in device size, an increase in power consumption, and an increase in cost. Further, due to the characteristics of stereo cameras and 3D sensors, it is difficult to use under sunlight. Furthermore, even when the operating body approaches the target object and is not in contact with the target object, it is determined that the operation body is in contact, and an input unintended by the user may be made.
  • an object of the present technology is to provide an information processing apparatus, an information processing method, and a program capable of performing contact detection with high accuracy from an image captured by a normal camera.
  • an information processing apparatus includes a contact determination unit.
  • the contact determination unit determines contact of the operating body with respect to the target object based on a color change in an image including the target object and the operating body.
  • color is synonymous with pixel value and includes brightness.
  • the information processing apparatus An object recognition processing unit for recognizing an operation tool included in the image,
  • the contact determination unit may determine contact of the operating body with the target object based on a change in color of the operating body.
  • the contact determination unit can detect a contact by using a change in the color of the recognized operation body. It is.
  • the object recognition processing unit may recognize the operation body using an object detection dictionary.
  • the object recognition processing unit can recognize the operating body by comparing the image with an object detection dictionary in which information on an object that can be the operating body is stored.
  • the object recognition processing unit may recognize an object that has entered the image as an operating body.
  • the object recognition processing unit can recognize an object as an operating object when a new object enters the image (imaging range of the camera).
  • the contact determination unit may determine contact of the operating body with the target object based on a predetermined color change.
  • the contact determination unit can detect the contact using the change in the color. Is possible.
  • the predetermined color may be a color corresponding to the blood color of the fingertip.
  • the blood color of the fingertip changes when the finger contacts any object. For this reason, the contact determination unit can determine contact with the target object when the operation body is a finger by using a color change corresponding to the blood color of the fingertip.
  • the contact determination unit may determine contact of the operating body with respect to the target object based on a change in color of the operating body.
  • the contact determination unit determines contact based on a change in the color of the operating body Is possible.
  • the contact determination unit may determine contact of the operating body with the target object based on a change in the color of the target object.
  • the contact determination unit may determine contact using the change in the color of the target object.
  • the contact determination unit may determine contact of the operating body with the target object based on a change in color of the target object due to a shadow of the operating body.
  • the contact determination unit may determine contact by using a change in the color of the target object due to the shadow of the operating body. For example, when the operating body approaches the target object, the shadow becomes darker, and it is possible to determine the contact using the shadow.
  • the contact determination unit can determine the contact strength (pressing force) using the color change.
  • the contact determination unit may further determine a contact direction of the operating body with respect to the target object based on a color change in the image.
  • the contact determination unit can determine the contact direction (pressing direction) using the color change.
  • the information processing apparatus may further include an input control unit that controls an operation input based on a determination result of the contact determination unit.
  • the input control unit can accept an operation input according to the contact position and the number of contacts and supply it to the OS or the like when the contact determination unit determines that the operation object and the target object are in contact with each other.
  • the information processing apparatus further includes an image output unit that generates an operation target image to be superimposed on the target object,
  • the input control unit may control an operation input based on a contact position between the operation body and the operation target object in the operation target image.
  • the image output unit generates an operation target image that is displayed on an HMD (Head Mounted Display), a projector, or the like and superimposed on the target object.
  • the input control unit calculates the positional relationship between the operation target image and the contact position based on the contact position in the operation target image and the superimposed position of the operation target image on the target object, and the contents of the operation target image superimposed on the contact position An operation input corresponding to (icon etc.) can be accepted.
  • An object recognition processing unit for recognizing an operation tool included in the image may control the operation input based on the shape of the operating body recognized by the object recognition processing unit and the determination result of the contact determination unit.
  • the object recognition processing unit recognizes the shape of the operating body (for example, the shape of a finger during a pinch operation) and supplies it to the input control unit, whereby the input control unit receives an operation input corresponding to the shape of the operating body It can be.
  • An object recognition processing unit for recognizing a target object included in the image;
  • the contact determination unit determines contact of the operating body with the target object based on a color change in the image when the target object is a rigid body, and normals when the target object is not a rigid body. You may determine the contact of the said operating body with respect to the said target object based on the direction of the normal line with respect to the surface of the said target object acquired by the direction detection sensor.
  • the normal direction on the object surface (direction perpendicular to the object surface) can be detected by a normal direction detection sensor, and contact can be determined using deformation of the target object due to contact.
  • the contact determination unit determines contact of the operating body with respect to the target object based on a color change in the image when a distance between the target object acquired by the depth sensor and the operating body is a predetermined value or less. Also good.
  • the depth sensor can measure the distance between the sensor and the object using an infrared projection pattern or the like.
  • the contact determination unit determines the contact based on the color change in the image when the distance between the target object and the operation body is equal to or less than the predetermined value, the contact determination is performed only when the contact possibility is high. Is possible.
  • a program provides information as a contact determination unit that determines contact of the operating body with the target object based on a color change in an image including the target object and the operating body. Operate the processor.
  • the contact determination unit performs contact of the operation body with the target object based on a color change in an image including the target object and the operation body. judge.
  • the present technology provides an information processing apparatus, an information processing method, and a program capable of performing contact detection with high accuracy from an image captured by a general camera.
  • the effects described here are not necessarily limited, and may be any of the effects described in the present disclosure.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a functional configuration of the information processing apparatus 100 according to the first embodiment of the present technology.
  • the information processing apparatus 100 includes a voice input unit 101, a voice recognition processing unit 102, an image input unit 103, an object recognition processing unit 104, a contact determination unit 105, an input control unit 106, and an image output unit 107.
  • a voice input unit 101 a voice recognition processing unit 102
  • an image input unit 103 an object recognition processing unit 104
  • a contact determination unit 105 an input control unit 106
  • an image output unit 107 an image output unit 107.
  • the information processing apparatus 100 can be connected to the eyewear 10. Further, the information processing apparatus 100 may be mounted on the eyewear 10.
  • the eyewear 10 includes a display 11, a camera 12, and a microphone (not shown).
  • the display 11 can be a transmissive HMD (Head-Mounted Display), and the camera 12 can be a general image (moving image) imaging camera.
  • HMD Head-Mounted Display
  • the voice input unit 101 is connected to the microphone of the eyewear 10 and receives the voice signal of the voice collected by the microphone.
  • the voice input unit 101 outputs the acquired voice signal to the voice recognition processing unit 102.
  • the voice recognition processing unit 102 performs voice recognition processing on the voice signal supplied from the voice input unit 101 to recognize the operation voice by the user. If the operation voice is recognized, the voice recognition processing unit 102 supplies the recognition result to the input control unit 106.
  • the image input unit 103 is connected to the camera 12, and an image (moving image) captured by the camera 12 is input.
  • the image input unit 103 supplies the acquired image (hereinafter, acquired image) to the object recognition processing unit 104.
  • the object recognition processing unit 104 collates the acquired image supplied from the image input unit 103 with the information stored in the object detection dictionary D to recognize the object.
  • the object recognition processing unit 104 can recognize an object such as an operation body or a target object described later.
  • the object recognition processing unit 104 supplies the acquired image and the object recognition result to the contact determination unit 105.
  • the object detection dictionary D may be stored in the information processing apparatus 100, or the object recognition processing unit 104 may acquire it from a network or the like.
  • the contact determination unit 105 performs contact determination on the acquired image supplied from the object recognition processing unit 104 using the object recognition result and the contact determination threshold T. Details of this processing will be described later.
  • the contact determination unit 105 supplies the determination result to the input control unit 106.
  • the contact determination threshold value T may be stored in the information processing apparatus 100, or the contact determination unit 105 may acquire it from a network or the like.
  • the input control unit 106 controls the operation input by the user based on the recognition result by the voice recognition processing unit 102 or the determination result by the contact determination unit 105. Specifically, the input control unit 106 accepts operation inputs such as touch, multi-touch, dragging, and pinching from the contact position, pressing force, pressing direction, movement of the operation body after contact, and the like with respect to the target object. The input control unit 106 supplies the received operation input to the OS or the like of the information processing apparatus 100.
  • the image output unit 107 generates an image (moving image) displayed on the display 11.
  • the image output unit 107 can generate an operation image including icons and operation buttons.
  • the display 11 is a transmissive HMD, and the user visually recognizes a field of view in which an image displayed on the display 11 and a real object are superimposed.
  • FIG. 2 schematically shows the user's field of view through the display 11.
  • the user's field of view includes the user's palm H, the user's finger Y, and the operation image G displayed on the display 11.
  • the operation image G includes an icon P.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a state in which the operation image G is superimposed on the magazine Z. As shown in the figure, when the user touches the place where the icon P on the magazine Z is superimposed with the finger Y, the information processing apparatus 100 accepts the selection of the icon P. The user can also indicate the icon P with something other than a finger such as a stylus.
  • an object finger Y or stylus that touches the target object and points to the object P (an object such as a finger Y or a stylus) is projected as an operation object G projected by the user and designated by the user (palm H or magazine Z) And That is, the information processing apparatus 100 detects contact of the operating body with respect to the target object, and accepts an operation input according to the contact.
  • FIG. 4 shows a state where the camera 12 is provided independently of the eyewear 10.
  • the operation image G is displayed on the display 11 and superimposed on the magazine Z.
  • the camera 12 is provided at a position different from the eyewear 10 (for example, above the magazine Z) and is connected to the image input unit 103.
  • the information processing apparatus 100 may be connected to an image projection apparatus different from the eyewear 10.
  • the projector may be connected to a projector including a camera that can project an image on a desk or a wall surface and can capture an image of the projection surface.
  • the image output unit 107 is connected to the image projection mechanism of the projector, and projects an image on a target object (desk or wall).
  • the image input unit 103 is connected to a camera and acquires an image including a target object and a projection image.
  • the information processing apparatus 100 can display or project an image on a target object, and can be connected to a device including a camera that can capture the target object. is there.
  • the functional configuration of the information processing apparatus 100 as described above may be connected to or built in an image projection apparatus such as eyewear or a projector, or may be mounted on a PC or a smartphone other than the image projection apparatus. . A part or all of the functional configuration may be configured on a network.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a hardware configuration of the information processing apparatus 100.
  • the configuration of the information processing apparatus 100 described above is a functional configuration realized by the cooperation of the hardware configuration illustrated in FIG. 5 and the program.
  • the information processing apparatus 100 includes a CPU 121, a memory 122, a storage 123, and an input / output IF 124 as hardware configurations. These are connected to each other by a bus 125.
  • a CPU (Central Processing Unit) 121 controls other configurations according to a program stored in the memory 122, performs data processing according to the program, and stores the processing result in the memory 122.
  • the CPU 121 can be a microprocessor.
  • the memory 122 stores programs executed by the CPU 121 and data.
  • the memory 122 can be a RAM (Random Access Memory).
  • the storage 123 stores programs and data.
  • the storage 123 may be an HDD (Hard disk drive) or an SSD (solid state drive).
  • the storage 123 stores the object detection dictionary D and the contact determination threshold value T described above.
  • the input / output IF (interface) 124 receives an input to the information processing apparatus 100 and supplies the output of the information processing apparatus 100 to the display 11 or the like.
  • the input / output IF 124 includes input devices such as a mouse and a touch panel, output devices such as the display 11, and connection interfaces such as a network.
  • the information processing apparatus 100 can accept a user operation input based on the image acquired by the image input unit 103. In this case, the input is accepted without going through the input / output IF 124.
  • the image generated by the image output unit 107 is output to the display 11 through the input / output IF 124 and displayed.
  • the hardware configuration of the information processing apparatus 100 is not limited to that shown here, and any hardware configuration that can realize the functional configuration of the information processing apparatus 100 may be used.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the information processing apparatus 100.
  • an image is captured by the camera 12, and the image input unit 103 acquires an image (acquired image).
  • the image input unit 103 supplies the acquired image to the object recognition processing unit 104.
  • the object recognition processing unit 104 recognizes the target object (St101).
  • the object recognition processing unit 104 recognizes the target object by collating the acquired image acquired from the image input unit 103 with the object detection dictionary D. Thereby, for example, if a palm or a magazine is included in the acquired image, it is recognized as a target object.
  • the image output unit 107 supplies the operation image G (see FIG. 2) to the display 11 for display (St103).
  • recognition of the target object by the object recognition processing unit 104 (St101) is executed again.
  • the object recognition processing unit 104 recognizes the operating body (St104).
  • the object recognition processing unit 104 recognizes the operating tool by collating the acquired image with the object detection dictionary D. Thereby, for example, if a finger, a stylus, or the like is included in the acquired image, it is recognized as an operating tool.
  • the object recognition processing unit 104 may recognize a plurality of operating objects.
  • the contact determination unit 105 calculates a change in the color of the operating tool (St106).
  • a color means a pixel value (RGB value), and includes brightness (color brightness).
  • the contact determination unit 105 captures a change in the color of the operating body with the passage of the imaging time.
  • the target recognition by the object recognition processing unit 104 (St101) is executed again.
  • FIG. 7 shows an example when the finger Y is recognized as the operating tool.
  • the contact determination unit 105 can calculate a change in the blood color of the fingertip (inside the nail) of the finger Y.
  • FIG. 7A shows a state where the finger Y is not in contact with the target object
  • FIG. 7B shows a state where the finger Y is in contact with the target object.
  • the gray area represents the color of the fingertip.
  • the contact determination unit 105 compares the color change of the operating tool with the contact determination threshold value T, and when the color change is a change in a predetermined pattern defined in the contact determination threshold value T (St107: Yes). Then, it is determined that the operating body has touched the target object (St108). For example, when the blood color of the fingertip shown in FIG. 7A changes as shown in FIG. 7B, the contact determination unit 105 can determine that the finger Y has touched the target object.
  • the contact determination unit 105 can perform contact determination for each operation body when a plurality of operation bodies are recognized by the object recognition processing unit 104.
  • the color change pattern (contact determination threshold value T) used for determination by the contact determination unit 105 may be determined according to some rule (for example, it is determined that contact occurs when the color of the toe becomes light as shown in FIG. 7). It may be determined by machine learning that repeats contact determination for a large number of subjects. Further, the contact determination unit 105 may accumulate the blood color tendency of the fingertip of the user who is using the information processing apparatus 100 and execute the calibration of the contact determination threshold value T.
  • the contact determination unit 105 supplies a contact position with respect to the acquired image to the input control unit 106 when determining contact with the target object by the operating body.
  • the input control unit 106 controls the operation input based on the position of the icon P displayed on the operation image G and the contact position supplied from the contact determination unit 105. For example, the input control unit 106 can select the icon P superimposed on the contact position.
  • the information processing apparatus 100 operates as described above. As described above, the information processing apparatus 100 performs contact determination using an image captured by a normal camera. That is, no contact determination means such as a 3D sensor or a stereo camera is required, and the device can be reduced in size and cost. Further, the color change of the target object does not occur unless the operating tool is in contact with the target object. That is, the information processing apparatus 100 performs the contact determination only when the operating tool is reliably in contact with the target object. In order to execute, operation input can be received with high accuracy.
  • the operating body is not limited to the finger.
  • the contact may be determined using a color change accompanying the deformation of the stylus due to the contact with the target object.
  • a stylus that changes color or emits light when touching something may be used as the operating body.
  • the contact determination unit 105 determines the contact using the color change of the operating body.
  • the present invention is not limited to this, and the contact determination unit 105 determines the contact using the color change of the target object. Also good.
  • the target object is a palm
  • the blood color of the palm changes when the operating body comes into contact with it
  • the contact determination unit 105 may determine contact using the palm.
  • Some liquid crystal displays change color when they touch the liquid crystal surface when no image is displayed.
  • the contact determination unit 105 may determine contact using the color change of the liquid crystal surface.
  • deformation compression
  • the contact determination unit 105 may determine contact using the color change caused by the deformation.
  • the contact determination unit 105 may determine contact using the shadow of the operating tool. When the operating body approaches the target object to some extent, a shadow of the operating body is generated on the target object. The contact determination unit 105 can also determine from the change in the color of the target object due to the shadow of the operation object that the operation object has contacted the target object when the shadow and the operation object come into contact.
  • the object recognition processing unit 104 collates the acquired image with the object detection dictionary D and recognizes the object (target object and operation body), the present invention is not limited to this.
  • the object may be recognized as an operating body.
  • the contact determination unit 105 can determine contact by using a change in the color of the object.
  • the camera 12 of the eyewear 10 (or other device) connected to the information processing apparatus 100 is a camera capable of polarization imaging.
  • Polarization imaging is a technique that can acquire the luminance image of the imaging range and the direction of the normal line (line perpendicular to the surface of the object) included in the imaging range.
  • the camera 12 may acquire the normal direction of the object by a method different from the polarization image, and the eyewear 10 may include a sensor capable of acquiring the normal direction separately from the camera 12.
  • FIG. 8 is a flowchart showing another operation of the information processing apparatus 100.
  • an image is captured by the camera 12, and the image input unit 103 acquires an image (acquired image).
  • the image input unit 103 supplies the acquired image to the object recognition processing unit 104.
  • the object recognition processing unit 104 recognizes the target object (St111).
  • the object recognition processing unit 104 recognizes the target object by collating the acquired image with the object detection dictionary D from the image input unit 103. Thereby, for example, if a palm or a magazine is included in the acquired image, it is recognized as a target object.
  • the image output unit 107 supplies the operation image G (see FIG. 2) to the display 11 for display (St113).
  • the target object recognition (St111) by the object recognition processing unit 104 is executed again.
  • the object recognition processing unit 104 recognizes the operating body (St114).
  • the object recognition processing unit 104 recognizes the operating tool by collating the acquired image with the object detection dictionary. Thereby, for example, if a finger, a stylus, or the like is included in the acquired image, it is recognized as an operating tool.
  • the object recognition processing unit 104 may recognize a plurality of operating objects.
  • the object recognition processing unit 104 determines whether or not the target object is a rigid body (St116).
  • “Rigid body” means an object that is not deformed by contact with another object, such as a desk. Palms and magazines are judged not to be rigid.
  • the contact determination unit 105 calculates a change in the color of the operating body (St117).
  • the contact determination unit 105 compares the color change of the operating tool with the contact determination threshold value T, and the color change is a change in a predetermined pattern defined in the contact determination threshold value T. If it is found (St118: Yes), it is determined that the operating body has come into contact with the target object (St119). When the change in the color of the operating body does not change the predetermined pattern (St118: No), the object recognition processing unit 104 recognizes the target object (St111) again.
  • the contact determination unit 105 calculates the normal direction of the target object surface around the operating body from the acquired image (St120). As described above, when the camera 12 has the polarization imaging function, the normal direction of the surface of the target object can be acquired from the acquired image. The object recognition processing unit 104 may calculate the normal direction of the surface of the target object from the output of a sensor different from the camera 12.
  • the contact determination unit 105 determines contact of the operating body with the target object based on the change in the normal direction of the surface of the target object (St121).
  • the contact determination part 105 can determine the contact of the operating body with respect to a target object based on the change of the normal direction in the surface of a target object. That is, when the normal direction on the surface of the target object changes to the direction of the operating body (St121: Yes), the contact determination unit 105 determines that the operating body has contacted the target object (St119). If the normal direction on the surface of the target object does not change to the direction of the operating body (St121: No), recognition of the target object by the object recognition processing unit 104 (St111) is executed again.
  • the contact determination unit 105 supplies a contact position with respect to the acquired image to the input control unit 106 when determining contact with the target object by the operating body.
  • the input control unit 106 controls the operation input based on the position of the icon P displayed on the operation image G and the contact position supplied from the contact determination unit 105. For example, the input control unit 106 can select the icon P superimposed on the contact position.
  • the information processing apparatus 100 can also perform the above operations. If the target object is a rigid body, the surface of the target object is not deformed even if the operating body comes into contact with the target object, and contact determination using the normal direction is impossible. Therefore, the information processing apparatus 100 determines contact using the color change of the acquired image when the target object is a rigid body, and determines contact using the normal direction if the target object is not a rigid body. Can be.
  • the eyewear 10 (or other device) connected to the information processing apparatus 100 is provided with a depth sensor capable of acquiring depth information.
  • the depth information is distance information between the object and the depth sensor.
  • FIG. 9 is a flowchart showing another operation of the information processing apparatus 100.
  • an image is captured by the camera 12, and the image input unit 103 acquires an image (acquired image).
  • the image input unit 103 supplies the acquired image to the object recognition processing unit 104.
  • the object recognition processing unit 104 recognizes the target object (St131).
  • the object recognition processing unit 104 recognizes the target object by collating the acquired image acquired from the image input unit 103 with the object detection dictionary D. Thereby, for example, if a palm or a magazine is included in the acquired image, it is recognized as a target object.
  • the image output unit 107 supplies the operation image G (see FIG. 2) to the display 11 for display (St133).
  • the target object recognition (St131) by the object recognition processing unit 104 is executed again.
  • the object recognition processing unit 104 recognizes the operating body (St134).
  • the object recognition processing unit 104 recognizes the operating tool by collating the acquired image with the object detection dictionary D. Thereby, for example, if a finger, a stylus, or the like is included in the acquired image, it is recognized as an operating tool.
  • the object recognition processing unit 104 may recognize a plurality of operating objects.
  • the contact determination unit 105 calculates the distance between the operating tool and the target object using the depth information (St136).
  • the contact determination unit 105 can acquire depth information from the depth sensor as described above.
  • the object recognition processing unit 104 recognizes the target object (St131) again.
  • the contact determination unit 105 calculates a change in the color of the operating tool (St138).
  • the target recognition by the object recognition processing unit 104 (St131) is executed again.
  • the contact determination unit 105 compares the color change of the operating tool with the contact determination threshold value T, and the color change is a change in a predetermined pattern set in the place contact determination threshold value T. When it becomes (St139: Yes), it determines with the operating body having contacted the target object (St140). When the change in the color of the operating body does not change the predetermined pattern (St139: No), the recognition of the target object (St131) by the object recognition processing unit 104 is repeated.
  • the contact determination unit 105 supplies a contact position with respect to the acquired image to the input control unit 106 when determining contact with the target object by the operating body.
  • the input control unit 106 controls the operation input based on the position of the icon P displayed on the operation image G and the contact position supplied from the contact determination unit 105. For example, the input control unit 106 can select the icon P superimposed on the contact position.
  • the information processing apparatus 100 can also perform the above operations.
  • the information processing apparatus 100 can acquire the distance between the operating tool and the target object by using the depth information, and is acquired only when the distance between the operating tool and the target object is sufficiently small and the possibility of contact is high. Contact can be determined using the change in color of the image.
  • the information processing apparatus 100 can determine not only the contact between the operating body and the target object but also the type of operation by the contact (dragging, pinching, etc.).
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating the contact and operation determination operation of the information processing apparatus 100.
  • the contact determination step (St151) is the same flow as the contact determination operation shown in FIG. Further, the same step (St151) may be the same flow as the contact determination operation combined with the use of the normal direction shown in FIG. 8, and is the same as the contact reaction operation combined with the use of the depth information shown in FIG. This flow may be used.
  • the contact determination unit 105 determines the strength and direction of contact (pressing) of the operating body with respect to the target object when determined to be contact in the contact determination step (St152: Yes) (St153). When it is not determined to be contact in the contact determination step (St152: No), the contact determination step (St151) is repeated.
  • the contact determination unit 105 can determine the strength and direction of the contact (pressing) of the operating body with respect to the target object using the color change of the operating body.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing an aspect of color change depending on the strength of contact of the operating body (finger) with the target object. As shown in the figure, when the operating body is the finger Y, when the pressing force shown in FIG. 11A is small and when the pressing force shown in FIG. Different.
  • the contact determination unit 105 can determine the strength of pressing of the operating body against the target object by comparing the color change with a blood color change pattern (contact determination threshold T) according to the pressing force. Is possible.
  • the operating body is not limited to the finger Y, and any object may be used as long as the color changes according to the pressure of the other object.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing an aspect of color change depending on the direction of contact of the operating body (finger) with the target object.
  • 12A shows a case where the pressing direction is perpendicular to the target object
  • FIG. 12B shows a case where the pressing direction is the right direction
  • FIG. 12C shows a case where the pressing direction is the left direction.
  • 12 (d) shows a case where the pressing direction is upward
  • FIG. 12 (e) shows a case where the pressing direction is downward.
  • the contact determination unit 105 can determine the pressing direction of the operating body with respect to the target object by comparing the color change with the blood color change pattern (contact determination threshold T) corresponding to the pressing direction. is there.
  • the operating body is not limited to the finger Y, and may be any one that changes in color according to the pressing direction of another object.
  • the contact determination unit 105 supplies the input control unit 106 with the contact position with respect to the acquired image, the magnitude of the pressing force with respect to the target object of the operating body, and the pressing direction.
  • the input control unit 106 determines whether or not the contact position between the operating tool and the target object has changed (St154). When the contact position has changed (St154: Yes), the input control unit 106 determines whether or not the number of operating bodies is two (St155). When the contact position has not changed (St155: No), the contact determination step (St151) is executed again.
  • the input control unit 106 determines that the operation by the operating body is a pinch. Further, when the number of operation objects is not two, the input control unit 106 determines that the operation by the operation object is a drag. Note that, when the number of operating bodies is two, the input control unit 106 may determine that the operation is a drag (multi-touch drag) by a plurality of operating bodies if the moving direction of the contact location is substantially parallel. . Further, when the operation by the operating body is a pinch, the input control unit 106 may determine that the operation is a pinch-in or a pinch-out according to the moving direction of the contact location.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating the shape of a finger as an operation body.
  • the object recognition processing unit 104 supplies information to the input control unit 106 when a specific shape (such as finger orientation) of the operating tool is registered in the object recognition dictionary D in advance.
  • the input control unit 106 can use the shape of the operating tool for determining the type of operation. For example, in the example illustrated in FIG.
  • the object recognition processing unit 104 can recognize that the shape of the finger is a pinch operation shape (a U shape with the thumb and forefinger), and the input control unit 106 has a finger shape of Only when the shape is a pinch operation, it is possible to determine that the operation is a pinch operation.
  • a pinch operation shape a U shape with the thumb and forefinger
  • the input control unit 106 controls the operation input according to the type of operation by the operating body. At this time, the input control unit 106 may change the degree of the effect of the drag (the moving speed of the cursor, the scrolling speed, etc.) according to the magnitude of the pressing force on the target object of the operating body. Further, the input control unit 106 may control the direction of the operation input according to the direction of the pressing force of the operating body with respect to the target object even when the contact position between the operating body and the target object has not moved. In this case, the user can perform an operation input as if operating a pointing stick without moving the contact position of the operating tool.
  • FIG. 14 is an example of a music playback application UI based on the above-described operation of the information processing apparatus 100. As shown in the figure, the information processing apparatus 100 can select the playback volume and the music to be played, depending on the direction and intensity of pressing the target object by the operating tool.
  • FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a functional configuration of an information processing device 200 according to the second embodiment of the present technology.
  • the information processing apparatus 200 includes a voice input unit 201, a voice recognition processing unit 202, an image input unit 203, a contact determination unit 204, an input control unit 205, and an image output unit 206.
  • the information processing apparatus 200 according to the present embodiment does not have an object recognition processing unit.
  • the information processing apparatus 200 can be connected to the eyewear 10. Since the configuration of the eyewear 10 is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the audio input unit 201 is connected to the microphone of the eyewear 10 and receives an audio signal of the sound collected by the microphone.
  • the voice input unit 201 outputs the acquired voice signal to the voice recognition processing unit 202.
  • the voice recognition processing unit 202 performs voice recognition processing on the voice signal supplied from the voice input unit 201 and recognizes the operation voice by the user. If the operation voice is recognized, the voice recognition processing unit 202 supplies the voice recognition result to the input control unit 205.
  • the image input unit 203 is connected to the camera 12 and an image (moving image) captured by the camera 12 is input.
  • the image input unit 203 supplies the acquired image (hereinafter, acquired image) to the contact determination unit 204.
  • the contact determination unit 204 performs contact determination on the acquired image supplied from the image input unit 203 using the contact determination threshold T. Details of this processing will be described later.
  • the contact determination unit 204 supplies the determination result to the input control unit 205.
  • the contact determination threshold value T may be stored in the information processing apparatus 200, or the contact determination unit 204 may acquire it from a network or the like.
  • the input control unit 205 controls the operation input by the user based on the recognition result by the voice recognition processing unit 202 or the determination result by the contact determination unit 204. Specifically, the input control unit 205 accepts operation inputs such as touch, multi-touch, dragging, and pinching from the contact position, pressing force, pressing direction, movement of the operating body after contact, and the like with respect to the target object. The input control unit 205 supplies the received operation input to the OS or the like of the information processing apparatus 200.
  • the image output unit 206 generates an image (moving image) displayed on the display 11.
  • the image output unit 206 can generate an operation image including icons and operation buttons.
  • the user visually recognizes the field of view (see FIGS. 2 and 3) in which the image displayed on the display 11 and the real object are superimposed.
  • the information processing apparatus 200 is capable of displaying or projecting an image on a target object and connected to an apparatus including a camera capable of capturing the target object. Is possible.
  • the functional configuration of the information processing apparatus 200 as described above may be connected to or built in an image projection apparatus such as an eyewear or a projector, or may be mounted on a PC or smartphone other than the image projection apparatus. . A part or all of the functional configuration may be configured on a network.
  • the functional configuration of the information processing apparatus 200 described above can be realized by the hardware configuration shown in the first embodiment.
  • FIG. 16 is a flowchart showing the operation of the information processing apparatus 200.
  • an image is captured by the camera 12, and the image input unit 203 acquires an image (acquired image).
  • the image input unit 203 supplies the acquired image to the contact determination unit 204.
  • the image output unit 206 supplies the operation image G (see FIG. 2) to the display 11 for display (St201). Unlike the first embodiment, the target object recognition process is not executed, but the user can project the operation image G onto the target object by pointing the display 11 toward the target object (desktop, wall surface, or the like). Is possible.
  • the contact determination unit 204 calculates a change in the color of the operating tool (St202).
  • the contact determination unit 204 can calculate a change in a predetermined color (hereinafter referred to as a determination target color).
  • the determination target color is a color corresponding to the blood color of a finger, for example.
  • the color of the stylus that is assumed to be used may be used as the determination target color.
  • the contact determination unit 204 can specify the color for which the change is to be calculated without performing the operation body recognition process.
  • the determination target color can be a color having a certain width (pixel value range). Also, a plurality of colors may be set as the determination target colors.
  • the contact determination unit 204 compares the change in the color of the operating body (determination target color) with the contact determination threshold value T, and the change in color is a change in a predetermined pattern set in the place contact determination threshold value T. In the case (St203: Yes), it is determined that the operating body has touched the target object (St204).
  • the contact determination unit 204 can determine contact for each operation object by regarding that there are a plurality of operation objects when there are a plurality of determination target color regions.
  • the color change pattern (contact determination threshold T) used by the contact determination unit 204 for determination may be determined according to some rule, or may be determined by machine learning that repeats contact determination for a large number of subjects. Further, the contact determination unit 204 may accumulate the blood color tendency of the fingertip of the user who is using the information processing apparatus 200 and execute the calibration of the contact determination threshold value T.
  • the contact determination unit 204 supplies a contact position with respect to the acquired image to the input control unit 205 when determining contact with the target object by the operating tool.
  • the input control unit 205 controls the operation input based on the contact determination result supplied from the contact determination unit 204.
  • the information processing apparatus 200 operates as described above. As described above, the information processing apparatus 200 performs contact determination using an image captured by a normal camera. That is, no contact determination means such as a 3D sensor or a stereo camera is required, and the device can be reduced in size and cost. Further, the color change of the target object does not occur unless the operating tool is in contact with the target object. That is, the information processing apparatus 200 performs the contact determination only when the operating tool is reliably in contact with the target object. In order to execute, operation input can be received with high accuracy.
  • the operating body is not limited to the finger.
  • the contact may be determined using a color change accompanying the deformation of the stylus due to the contact with the target object.
  • a stylus that changes color or emits light when touching something may be used as the operating body.
  • the contact determination unit 204 determines contact using the color change of the operating tool.
  • the present invention is not limited to this, and the contact determination unit 204 determines contact using the color change of the target object. Also good.
  • the contact determination unit 204 may determine contact using the blood color of the palm or the color change of the liquid crystal display.
  • the contact determination unit 204 may determine contact using a color change caused by deformation of the target object.
  • the contact determination unit 204 may determine the contact using the color of the shadow of the operating body as a determination target color and using the change in the color. For example, the contact determination unit 204 can determine contact by using a color (shadow) darker than the surrounding as a determination target color.
  • the information processing apparatus 200 operates as described above. Note that the information processing apparatus 200 may determine contact (see FIG. 9) using the color change and the depth information, as in the first embodiment. Further, the information processing apparatus 200 may determine the type of operation by the contact (see FIG. 10) after determining the contact.
  • An information processing apparatus comprising: a contact determination unit that determines contact of the operation object with respect to the target object based on a color change in an image including the target object and the operation object.
  • the object recognition processing unit recognizes the operation body using an object detection dictionary.
  • the object recognition processing unit recognizes an object that has entered the image as an operating body.
  • the information processing apparatus according to any one of (1) to (5) above, The information processing apparatus, wherein the predetermined color is a color corresponding to a blood color of a fingertip.
  • the said contact determination part determines the contact of the said operation body with respect to the said target object based on the change of the color of the said target object by the shadow of the said operation body.
  • the contact determination unit further determines the contact strength of the operating body with respect to the target object based on a color change in the image.
  • the contact determination unit further determines a contact direction of the operating body with respect to the target object based on a color change in the image.
  • An information processing apparatus further comprising: an input control unit that controls an operation input based on a determination result of the contact determination unit.
  • the information processing apparatus according to any one of (1) to (13) above, An object recognition processing unit for recognizing an operation tool included in the image, The input control unit controls an operation input based on the shape of the operation body recognized by the object recognition processing unit and the determination result of the contact determination unit.
  • the information processing apparatus according to any one of (1) to (14) above, An object recognition processing unit for recognizing a target object included in the image; The contact determination unit determines contact of the operating body with the target object based on a color change in the image when the target object is a rigid body, and normals when the target object is not a rigid body. An information processing apparatus that determines contact of the operating body with the target object based on a direction of a normal to the surface of the target object acquired by a direction detection sensor.
  • the contact determination unit determines contact of the operation body with the target object based on a color change in the image when a distance between the target object and the operation body acquired by a depth sensor is equal to or less than a predetermined value. Processing equipment.
  • a program that causes an information processing apparatus to operate as a contact determination unit that determines contact of the operation object with respect to the target object based on a color change in an image including the target object and the operation object.

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Abstract

【課題】通常のカメラによって撮像された画像から高精度に接触検出を行うことが可能な情報処理装置、情報処理方法及びプログラムを提供すること 【解決手段】本技術に係る情報処理装置は、接触判定部を具備する。接触判定部は、対象物体と操作体を含む画像における色の変化に基づいて、対象物体に対する操作体の接触を判定する。

Description

情報処理装置、情報処理方法及びプログラム
　本技術は、接触検出が可能な情報処理装置、情報処理方法及びプログラムに関する。
　近年、情報処理機器の利用形態の多様化に伴い、新たなＵＩ（ユーザーインターフェース）が検討されている。例えば、ヘッドマウントディスプレイにアイコンを表示して対象物体（手のひらや机等）に投影し、操作体（指やスタイラス等）で投影されたアイコンにタッチすると、アイコンの選択が入力される技術が開発されている。
　対象物体に対する操作体の接触は、ステレオカメラや３Ｄセンサ等が用いられる。ＵＩは、対象物体と操作体を認識し、ステレオカメラや３Ｄセンサ等から取得した三次元情報に基づいて操作体の位置と対象物体の平面形状を検出する。ＵＩは対象物体と操作体の距離が一定値以下になると、接触と判定することができる。
特開２０１１－７０４９１号公報
　しかしながら、上記のような手法では、接触検出のためにステレオカメラや３Ｄセンサ等の検出手段が必要であり、デバイスの大型化や電力消費の増加、コストの増加といった問題がある。また、ステレオカメラや３Ｄセンサの特性上、太陽光下では利用が困難である。さらに、操作体が対象物体に接近し、接触していない場合も接触と判定され、ユーザの意図しない入力がなされてしまうおそれがある。
　以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、通常のカメラによって撮像された画像から高精度に接触検出を行うことが可能な情報処理装置、情報処理方法及びプログラムを提供することにある。
　上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る情報処理装置は、接触判定部を具備する。
　上記接触判定部は、対象物体と操作体を含む画像における色の変化に基づいて、上記対象物体に対する上記操作体の接触を判定する。
　この構成によれば、対象物体と操作体の接触の検出に色の変化を利用するため、一般的なカメラによって撮像された画像から接触検出を行うことが可能である。なお、色は画素値と同義であり、明るさを含む。
　上記情報処理装置は、
　上記画像に含まれる操作体を認識する物体認識処理部をさらに具備し、
　上記接触判定部は、上記操作体の色の変化に基づいて、上記対象物体に対する上記操作体の接触を判定してもよい。
　この構成によれば、物体認識処理部によって操作体（例えば指やスタイラス）が認識されるため、接触判定部は認識された操作体の色の変化を利用して、接触を検出することが可能である。
　上記物体認識処理部は、物体検出辞書を利用して上記操作体を認識してもよい。
　物体認識処理部は、操作体となり得る物体の情報が格納された物体検出辞書と画像を照合することにより、操作体を認識することが可能である。
　上記物体認識処理部は、上記画像に進入した物体を操作体として認識してもよい。
　物体認識処理部は、画像内（カメラの撮像範囲）に新たに物体が進入した場合に、当該物体を操作体として認識することが可能である。
　上記接触判定部は、所定の色の変化に基づいて、上記対象物体に対する上記操作体の接触を判定してもよい。
　操作体となり得る物体（指やスタイラス）の色を予め設定しておくことにより、操作体の物体認識がなされなくても、接触判定部は当該色の変化を利用して接触を検出することが可能である。
　上記所定の色は、指先の血色に相当する色であってもよい。
　指先の血色は、指がなんらかの物体に接触すると変化する。このため、接触判定部は指先の血色に相当する色の変化を利用することにより、操作体が指である場合に対象物体への接触を判定することが可能である。
　上記接触判定部は、上記操作体の色の変化に基づいて、上記対象物体に対する上記操作体の接触を判定してもよい。
　上記の指先の血色のように、なんらかの物体に接触すると色（明るさを含む）が変わる物体が操作体である場合において、接触判定部は操作体の色の変化に基づいて接触を判定することが可能である。
　上記接触判定部は、上記対象物体の色の変化に基づいて、上記対象物体に対する上記操作体の接触を判定してもよい。
　対象物体が、操作体の接触によって色が変わる物体である場合には、接触判定部は、対象物体の色の変化を利用して接触を判定してもよい。
　上記接触判定部は、上記操作体の影による上記対象物体の色の変化に基づいて、上記対象物体に対する上記操作体の接触を判定してもよい。
　接触判定部は、操作体の影による対象物体の色の変化を利用して接触を判定してもよい。例えば操作体が対象物体に接近すると影が濃くなるため、それを利用して接触を判定することが可能である。
　上記接触判定部は、さらに、上記画像における色の変化に基づいて、上記対象物体に対する上記操作体の接触の強さを判定してもよい。
　接触の強さによって操作体の色の変化が異なる場合、接触判定部は、色の変化を利用して、接触の強さ（押圧力）を判定することが可能である。
　上記接触判定部は、さらに、上記画像における色の変化に基づいて、上記対象物体に対する上記操作体の接触の方向を判定してもよい。
　接触の方向によって操作体の色の変化が異なる場合、接触判定部は、色の変化を利用して、接触の方向（押圧方向）を判定することが可能である。
　上記情報処理装置は、上記接触判定部の判定結果に基づいて、操作入力を制御する入力制御部をさらに具備してもよい。
　入力制御部は、接触判定部によって操作体と対象物体の接触が判定されると、接触位置や接触の数に応じて操作入力として受け付け、ＯＳ等に供給するものとすることが可能である。
　上記情報処理装置は、上記対象物体に重畳される操作対象画像を生成する画像出力部
　をさらに具備し、
　上記入力制御部は、上記操作対象画像における上記操作体と上記操作対象物体の接触位置に基づいて操作入力を制御してもよい。
　画像出力部はＨＭＤ（Head Mounted Display）やプロジェクタ等に表示され、対象物体に重畳される操作対象画像を生成する。入力制御部は、操作対象画像における接触位置と、対象物体に対する操作対象画像の重畳位置に基づいて、操作対象画像と接触位置の位置関係を算出し、接触位置に重畳された操作対象画像の内容（アイコン等）に応じた操作入力を受け付けるものとすることができる。
　上記画像に含まれる操作体を認識する物体認識処理部をさらに具備し、
　上記入力制御部は、上記物体認識処理部によって認識された操作体の形状と、上記接触判定部の判定結果に基づいて、操作入力を制御してもよい。
　物体認識処理部が操作体の形状（例えばピンチ操作の際の指の形状）を認識し、入力制御部に供給することにより、入力制御部は、操作体の形状に応じた操作入力を受け付けるものとすることができる。
　上記画像に含まれる対象物体を認識する物体認識処理部をさらに具備し、
　上記接触判定部は、上記対象物体が剛体である場合には上記画像における色の変化に基づいて上記対象物体に対する上記操作体の接触を判定し、上記対象物体が剛体ではない場合には法線方向検出センサによって取得された上記対象物体の表面に対する法線の方向に基づいて上記対象物体に対する上記操作体の接触を判定してもよい。
　物体表面における法線方向（物体表面に対して垂直な方向）は法線方向検出センサによって検出することが可能であり、接触による対象物体の変形を利用して接触を判定することが可能であるが、対象物体が剛体（変形を生じない物体）である場合には利用することができない。一方、画像の色の変化を利用して接触を判定することは対象物体が剛体であっても可能である。
　上記接触判定部は、デプスセンサによって取得された上記対象物体と上記操作体の距離が所定値以下の場合に、上記画像における色の変化に基づいて上記対象物体に対する上記操作体の接触を判定してもよい。
　デプスセンサは赤外線の投影パターン等を利用してセンサと物体の距離を測定することが可能である。接触判定部が対象物体と操作体の距離が所定値以下の場合に、画像における色の変化に基づいて接触を判定することにより、接触の可能性が高い場合にのみ、接触の判定を行うことが可能である。
　上記目的を達成するため、本技術の一形態に係るプログラムは、対象物体と操作体を含む画像における色の変化に基づいて、上記対象物体に対する上記操作体の接触を判定する接触判定部として情報処理装置を動作させる。
　上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る情報処理方法は、接触判定部が、対象物体と操作体を含む画像における色の変化に基づいて、上記対象物体に対する上記操作体の接触を判定する。
　以上のように、本技術によれば、一般的なカメラによって撮像された画像から高精度に接触検出を行うことが可能な情報処理装置、情報処理方法及びプログラムを提供することにある。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本技術の第１の実施形態に係る情報処理装置の構成を示す模式図である。 対象物体に重畳された、同情報処理装置の画像出力部によって生成された操作用画像を示す模式図である。 対象物体に重畳された、同情報処理装置の画像出力部によって生成された操作用画像を示す模式図である。 対象物体に重畳された、同情報処理装置の画像出力部によって生成された操作用画像を示す模式図である。 同情報処理装置のハードウェア構成を示す模式図である。 同情報処理装置の動作を示すフローチャートである。 接触による操作体の色の変化の態様を示す模式図である。 同情報処理装置の動作を示すフローチャートである。 同情報処理装置の動作を示すフローチャートである。 同情報処理装置の動作を示すフローチャートである。 接触の強さによる、操作体の色の変化の態様を示す模式図である。 接触の方向による、操作体の色の変化の態様を示す模式図である。 操作体の形状を示す模式図である。 操作体による操作入力の態様を示す模式図である。 本技術の第２の実施形態に係る情報処理装置の構成を示す模式図である。 同情報処理装置の動作を示すフローチャートである。
　［第１の実施形態］
　本技術の第１の実施形態に係る情報処理装置について説明する。
　（情報処理装置の構成）
　図１は、本技術の第１の実施形態に係る情報処理装置１００の機能的構成を示す模式図である。同図に示すように、情報処理装置１００は、音声入力部１０１、音声認識処理部１０２、画像入力部１０３、物体認識処理部１０４、接触判定部１０５、入力制御部１０６及び画像出力部１０７を備える。
　同図に示すように、情報処理装置１００は、アイウェア１０に接続されているものとすることができる。また、情報処理装置１００は、アイウェア１０に搭載されていてもよい。アイウェア１０は、ディスプレイ１１、カメラ１２及び図示しないマイクロフォンを備える。ディスプレイ１１は透過型のＨＭＤ（Head Mounted Display）とすることができ、カメラ１２は一般的な画像（動画）撮像用のカメラとすることができる。
　音声入力部１０１はアイウェア１０のマイクロフォンに接続され、マイクロフォンによって集音された音声の音声信号が入力される。音声入力部１０１は、取得した音声信号を音声認識処理部１０２に出力する。
　音声認識処理部１０２は、音声入力部１０１から供給された音声信号に対して音声認識処理を施し、ユーザによる操作音声を認識する。音声認識処理部１０２は、操作音声が認識されれば、認識結果を入力制御部１０６に供給する。
　画像入力部１０３はカメラ１２に接続され、カメラ１２によって撮像された画像（動画）が入力される。画像入力部１０３は、取得した画像（以下、取得画像）を物体認識処理部１０４に供給する。
　物体認識処理部１０４は、画像入力部１０３から供給された取得画像と、物体検出辞書Ｄに格納されている情報を照合し、物体を認識する。物体認識処理部１０４は、後述する操作体や対象物体等の物体を認識するものとすることができる。物体認識処理部１０４は取得画像及び物体認識結果を接触判定部１０５に供給する。物体検出辞書Ｄは情報処理装置１００に格納されていてもよく、物体認識処理部１０４がネットワーク等から取得してもよい。
　接触判定部１０５は、物体認識処理部１０４から供給された取得画像に対して、物体認識結果及び接触判定閾値Ｔを利用して、接触判定を行う。この処理の詳細については後述する。接触判定部１０５は、判定結果を入力制御部１０６に供給する。接触判定閾値Ｔは、情報処理装置１００に格納されていてもよく、接触判定部１０５がネットワーク等から取得してもよい。
　入力制御部１０６は、音声認識処理部１０２による認識結果又は接触判定部１０５による判定結果に基づいて、ユーザによる操作入力を制御する。具体的には入力制御部１０６は、対象物体に対する操作体の接触位置や押圧力、押圧方向、接触後の操作体の移動等からタッチやマルチタッチ、ドラッグ、ピンチ等の操作入力として受け付ける。入力制御部１０６は、受け付けた操作入力を情報処理装置１００のＯＳ等に供給する。
　画像出力部１０７は、ディスプレイ１１に表示される画像（動画）を生成する。画像出力部１０７は、アイコンや操作ボタンを含む操作用画像を生成するものとすることができる。上記のようにディスプレイ１１は透過型のＨＭＤであり、ユーザはディスプレイ１１に表示された映像と現実の物体が重畳された視界を視認する。
　図２に、ディスプレイ１１を介したユーザの視界を模式的に示す。ユーザの視界には、ユーザの手のひらＨとユーザの指Ｙ、ディスプレイ１１に表示された操作用画像Ｇが含まれている。操作用画像ＧにはアイコンＰが含まれている。ユーザが、指Ｙによって手のひらＨのアイコンＰが重畳されている箇所をタッチすると、情報処理装置１００によってアイコンＰの選択が受け付けられる。
　操作用画像Ｇが重畳されるのは手のひらに限られない。図３は、操作用画像Ｇが雑誌Ｚに重畳されている様子を示す模式図である。同図に示すように、ユーザが指Ｙによって雑誌Ｚ上のアイコンＰが重畳されている箇所をタッチすると、情報処理装置１００によってアイコンＰの選択が受け付けられる。また、ユーザは、スタイラス等の指以外のものによってアイコンＰを指示することも可能である。以下、操作用画像Ｇが投影され、ユーザによって指示される物体（手のひらＨや雑誌Ｚ等）を対象物体とし、対象物体に接触し、アイコンＰを指示する物体（指Ｙやスタイラス）を操作体とする。即ち、情報処理装置１００は、対象物体に対する操作体の接触を検出し、その接触に応じて操作入力を受け付ける。
　アイウェア１０の構成は上記のものに限られない。図４は、カメラ１２がアイウェア１０とは独立して設けられている状態を示す。操作用画像Ｇはディスプレイ１１に表示され、雑誌Ｚに重畳されている。カメラ１２は、アイウェア１０とは別の位置（例えば雑誌Ｚの上方）に設けられ、画像入力部１０３に接続されている。
　また、情報処理装置１００はアイウェア１０とは異なる画像投影装置に接続されていてもよい。例えば、机上や壁面に映像を投影することが可能であり、かつ投影面を撮像することが可能なカメラを備えるプロジェクタに接続されていてもよい。この場合、画像出力部１０７は、プロジェクタの画像投影機構に接続され、対象物体（机や壁）に映像を投影する。画像入力部１０３はカメラに接続され、対象物体及び投影画像を含む画像を取得する。この他にも情報処理装置１００は、対象物体に映像を表示又は投影することが可能であって、対象物体を撮像することが可能なカメラを備える装置に接続されるものとすることが可能である。
　上述のような情報処理装置１００の機能的構成はアイウェアやプロジェクタ等の画像投影装置に接続又は内蔵されていてもよく、画像投影装置とは別のＰＣやスマートフォン等に搭載されていてもよい。また機能的構成の一部又は全部は、ネットワーク上に構成されていてもよい。
　図５は、情報処理装置１００のハードウェア構成を示す模式図である。上述した情報処理装置１００の構成は、図５に示すハードウェア構成とプログラムの共働によって実現される機能的構成である。
　図５に示すように、情報処理装置１００はハードウェア構成として、ＣＰＵ１２１、メモリ１２２、ストレージ１２３及び入出力ＩＦ１２４を有する。これらはバス１２５によって互いに接続されている。
　ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２１は、メモリ１２２に格納されたプログラムに従って他の構成を制御すると共に、プログラムに従ってデータ処理を行い、処理結果をメモリ１２２に格納する。ＣＰＵ１２１はマイクロプロセッサであるものとすることができる。
　メモリ１２２はＣＰＵ１２１によって実行されるプログラム及びデータを格納する。メモリ１２２はＲＡＭ（Random Access Memory）であるものとすることができる。
　ストレージ１２３は、プログラムやデータを格納する。ストレージ１２３はＨＤＤ（Hard disk drive）やＳＳＤ（solid state drive）であるものとすることができる。ストレージ１２３は、上述した物体検出辞書Ｄや接触判定閾値Ｔを記憶する。
　入出力ＩＦ（インターフェース）１２４は情報処理装置１００に対する入力を受け付け、また情報処理装置１００の出力をディスプレイ１１等に供給する。入出力ＩＦ１２４は、マウスやタッチパネル等の入力機器やディスプレイ１１等の出力機器、ネットワーク等の接続インターフェースを含む。上述のように情報処理装置１００は、画像入力部１０３が取得した画像に基づいてユーザの操作入力を受け付けることが可能であり、この場合入出力ＩＦ１２４を介することなく、入力が受け付けられる。画像出力部１０７によって生成された画像は、入出力ＩＦ１２４を解してディスプレイ１１に出力され、表示される。
　情報処理装置１００のハードウェア構成はここに示すものに限られず、上記情報処理装置１００の機能的構成を実現できるものであればよい。
　（情報処理装置の接触判定動作）
　情報処理装置１００の動作について説明する。図６は情報処理装置１００の動作を示すフローチャートである。上記のようにカメラ１２によって画像が撮像され、画像入力部１０３は画像（取得画像）を取得する。画像入力部１０３は取得画像を物体認識処理部１０４に供給する。
　物体認識処理部１０４は、対象物体を認識する（Ｓｔ１０１）。物体認識処理部１０４は、画像入力部１０３から取得した取得画像と物体検出辞書Ｄを照合することによって対象物体を認識する。これにより、例えば取得画像に手のひらや雑誌等が含まれていれば、対象物体として認識される。
　取得画像において対象物体が検出された場合（Ｓｔ１０２：Ｙｅｓ）、画像出力部１０７は、操作用画像Ｇ（図２参照）をディスプレイ１１に供給し、表示させる（Ｓｔ１０３）。取得画像において対象物体が検出されない場合（Ｓｔ１０２：Ｎｏ）、物体認識処理部１０４による対象物体の認識（Ｓｔ１０１）が再び実行される。
　続いて、物体認識処理部１０４は、操作体を認識する（Ｓｔ１０４）。物体認識処理部１０４は、取得画像と物体検出辞書Ｄを照合することによって操作体を認識する。これにより、例えば取得画像に指やスタイラス等が含まれていれば、操作体として認識される。なお、物体認識処理部１０４は、複数の操作体を認識してもよい。
　取得画像において操作体が検出された場合（Ｓｔ１０５：Ｙｅｓ）、接触判定部１０５は、操作体の色の変化を算出する（Ｓｔ１０６）。色は画素値（ＲＧＢ値）を意味し、明るさ（色の明暗）を含む。接触判定部１０５は操作体の色の、撮像時刻の経過に伴う変化を捉える。取得画像において操作体が検出されない場合（Ｓｔ１０５：Ｎｏ）、物体認識処理部１０４による対象物体の認識（Ｓｔ１０１）が再び実行される。
　図７は、操作体として指Ｙが認識された場合の例である。接触判定部１０５は、指Ｙの指先（爪の内側）の血色を変化を算出するものとすることができる。図７（ａ）は指Ｙが対象物体に接触していない状態を表し、図７（ｂ）は指Ｙが対象物体に接触している状態を表す。これらの図において灰色の領域は、指先の血色を表す。指Ｙが対象物体に接触すると、図７（ａ）から図７（ｂ）のように指先の血色が変化する。
　接触判定部１０５は、操作体の色の変化と接触判定閾値Ｔとを比較し、色の変化が、接触判定閾値Ｔに定められている所定のパターンの変化となった場合（Ｓｔ１０７：Ｙｅｓ）、操作体が対象物体に接触したと判定する（Ｓｔ１０８）。例えば、接触判定部１０５は、図７（ａ）に示す指先の血色が図７（ｂ）に示すように変化した場合、指Ｙが対象物体に接触したと判定することができる。接触判定部１０５は、物体認識処理部１０４によって複数の操作体が認識されている場合には操作体毎に、接触の判定を行うことができる。
　接触判定部１０５が判定に利用する色の変化のパターン（接触判定閾値Ｔ）は、何らかのルール（例えば図７のように爪先の血色が薄くなったら接触と判定する等）に従って定められてもよく、多数の被験者について接触判定を繰り返す機械学習によって定められてもよい。また、接触判定部１０５は、情報処理装置１００を使用中のユーザの指先の血色の傾向を蓄積し、接触判定閾値Ｔのキャリブレーションを実行してもよい。
　対象物体の色の変化が、所定のパターンの変化とならない場合（Ｓｔ１０７：Ｎｏ）、物体認識処理部１０４による対象物体の認識（Ｓｔ１０１）が再び実行される。
　接触判定部１０５は、操作体による対象物体への接触を判定した場合、取得画像に対する接触位置を入力制御部１０６に供給する。入力制御部１０６は、操作用画像Ｇに表示されたアイコンＰの位置と、接触判定部１０５から供給された接触位置に基づいて、操作入力を制御する。入力制御部１０６は、例えば、接触位置に重畳されているアイコンＰが選択されたものとすることができる。
　情報処理装置１００は以上のような動作を行う。上記のように、情報処理装置１００は通常のカメラによって撮像された画像を利用して接触判定を行う。即ち、３Ｄセンサやステレオカメラ等の接触判定手段が不要であり、デバイスの小型化、低コスト化が可能である。また、対象物体の色の変化は、操作体が対象物体に接触していなければ発生せず、即ち、情報処理装置１００は、操作体が対象物体に確実に接触している場合のみ接触判定を実行するため、高精度に操作入力を受け付けるものとすることができる。
　なお、上記説明では、指が操作体である場合について説明したが、操作体は指に限られない。例えば、スタイラスが操作体である場合には、対象物体への接触によるスタイラスの変形に伴う色の変化を利用して接触を判定してもよい。また、何かに接触すると色が変わる、あるいは光を発するようなスタイラスを操作体としてもよい。
　また、上記説明では、接触判定部１０５は操作体の色の変化を利用して接触を判定するものとしたが、これに限られず、対象物体の色の変化を利用して接触を判定してもよい。例えば、対象物体が手のひらである場合、操作体が接触すると手のひらの血色が変化するため、接触判定部１０５はそれを利用して接触を判定してもよい。また、液晶ディスプレイには、画像が表示されていないときに、液晶面に触れると色が変わるものがある。接触判定部１０５はこの液晶面の色の変化を利用して接触を判定してもよい。さらに、対象物体が柔らかいものである場合、操作体が接触すると変形（陥没）が生じる。接触判定部１０５はこの変形による色の変化を利用して接触を判定してもよい。
　さらに、接触判定部１０５は、操作体の影を利用して接触を判定してもよい。操作体が対象物体にある程度接近すると、操作体の影が対象物体上に生じる。接触判定部１０５は、操作体の影による対象物体の色の変化から、影と操作体が接触したときに、操作体が対象物体に接触したものと判定することも可能である。
　また、物体認識処理部１０４は、取得画像を物体検出辞書Ｄと照合し、物体（対象物体及び操作体）を認識するものとしたが、これに限られない。例えば、取得画像が一定時間にわたって一様であるときに、何らかの物体が取得画像（即ち、カメラの撮像範囲）中に進入した場合、当該物体が操作体であると認識してもよい。接触判定部１０５は、その物体の色の変化を利用して接触を判定することが可能である。
　（法線方向の利用と組み合わせた情報処理装置の接触判定動作）
　情報処理装置１００の別の動作について説明する。なお、情報処理装置１００と接続されるアイウェア１０（又は他の装置）のカメラ１２は偏光イメージングが可能なカメラであるものとする。偏光イメージングは、撮像範囲の輝度画像と、撮像範囲に含まれる法線（物体に表面に垂直な線）の方向を取得できる技術である。また、カメラ１２は偏光イメージとは異なる方法によって物体の法線方向を取得してもよく、アイウェア１０はカメラ１２とは別に法線方向の取得が可能なセンサを備えていてもよい。
　図８は情報処理装置１００の別の動作を示すフローチャートである。上記のようにカメラ１２によって画像が撮像され、画像入力部１０３が画像（取得画像）を取得する。画像入力部１０３は取得画像を物体認識処理部１０４に供給する。
　物体認識処理部１０４は、対象物体を認識する（Ｓｔ１１１）。物体認識処理部１０４は、画像入力部１０３から取得画像と物体検出辞書Ｄを照合することによって対象物体を認識する。これにより、例えば取得画像に手のひらや雑誌等が含まれていれば、対象物体として認識される。
　取得画像において対象物体が検出された場合（Ｓｔ１１２：Ｙｅｓ）、画像出力部１０７は、操作用画像Ｇ（図２参照）をディスプレイ１１に供給し、表示させる（Ｓｔ１１３）。取得画像において対象物体が検出されない場合（Ｓｔ１１２：Ｎｏ）、物体認識処理部１０４による対象物体の認識（Ｓｔ１１１）が再び実行される。
　続いて、物体認識処理部１０４は、操作体を認識する（Ｓｔ１１４）。物体認識処理部１０４は、取得画像と物体検出辞書を照合することによって操作体を認識する。これにより、例えば取得画像に指やスタイラス等が含まれていれば、操作体として認識される。なお、物体認識処理部１０４は、複数の操作体を認識してもよい。
　続いて、物体認識処理部１０４は、対象物体が剛体であるか否かを判断する（Ｓｔ１１６）。「剛体」は、他の物体の接触によって変形が生じない物体を意味し、例えば机等である。手のひらや雑誌は剛体ではないと判断される。対象物体が剛体である場合（Ｓｔ１１６：Ｙｅｓ）、接触判定部１０５は、操作体の色の変化を算出する（Ｓｔ１１７）。
　以下、接触判定部１０５は、上述のように、操作体の色の変化と接触判定閾値Ｔとを比較し、色の変化が、接触判定閾値Ｔに定められている所定のパターンの変化となった場合（Ｓｔ１１８：Ｙｅｓ）、操作体が対象物体に接触したと判定する（Ｓｔ１１９）。操作体の色の変化が、所定のパターンの変化とならない場合（Ｓｔ１１８：Ｎｏ）、物体認識処理部１０４による対象物体の認識（Ｓｔ１１１）が再び実行される。
　物体認識処理部１０４が、対象物体が剛体ではないと判断した場合（Ｓｔ１１６：Ｎｏ）、接触判定部１０５は取得画像から、操作体周辺の対象物体表面の法線方向を算出する（Ｓｔ１２０）。上記のようにカメラ１２が偏光イメージング機能を有する場合、取得画像から対象物体の表面の法線方向が取得できる。また、物体認識処理部１０４は、カメラ１２とは別のセンサの出力から、対象物体の表面の法線方向を算出してもよい。
　接触判定部１０５は、対象物体の表面の法線方向の変化に基づいて、対象物体に対する操作体の接触を判定する（Ｓｔ１２１）。対象物体が剛体ではない場合、対象物体の表面は操作体の接触によって窪み、対象物体の表面に対する法線は操作体に向かって傾斜する。このため、接触判定部１０５は、対象物体の表面における法線方向の変化に基づいて対象物体に対する操作体の接触を判定することが可能である。即ち、接触判定部１０５は、対象物体の表面における法線方向が操作体の方向に変化したら（Ｓｔ１２１：Ｙｅｓ）、操作体が対象物体に接触したと判定する（Ｓｔ１１９）。対象物体の表面における法線方向が操作体の方向に変化しなければ（Ｓｔ１２１：Ｎｏ）、物体認識処理部１０４による対象物体の認識（Ｓｔ１１１）が再び実行される。
　接触判定部１０５は、操作体による対象物体への接触を判定した場合、取得画像に対する接触位置を入力制御部１０６に供給する。入力制御部１０６は、操作用画像Ｇに表示されたアイコンＰの位置と、接触判定部１０５から供給された接触位置に基づいて、操作入力を制御する。入力制御部１０６は、例えば、接触位置に重畳されているアイコンＰが選択されたものとすることができる。
　情報処理装置１００は以上のような動作を行うことも可能である。対象物体が剛体であれば、対象物体に操作体が接触しても対象物体の表面が変形せず、法線方向を利用した接触の判定が不可能である。このため、情報処理装置１００は対象物体が剛体である場合には取得画像の色の変化を利用して接触を判定し、対象物体が剛体でなければ、法線方向を利用して接触を判定するものとすることができる。
　（デプス情報の利用と組み合わせた情報処理装置の接触判定動作）
　情報処理装置１００の別の動作について説明する。なお、情報処理装置１００と接続されるアイウェア１０（又は他の装置）には、デプス情報の取得が可能なデプスセンサが設けられている。デプス情報は、物体とデプスセンサの間の距離情報である。
　図９は情報処理装置１００の別の動作を示すフローチャートである。上記のようにカメラ１２によって画像が撮像され、画像入力部１０３が画像（取得画像）を取得する。画像入力部１０３は取得画像を物体認識処理部１０４に供給する。
　物体認識処理部１０４は、対象物体を認識する（Ｓｔ１３１）。物体認識処理部１０４は、画像入力部１０３から取得した取得画像と物体検出辞書Ｄを照合することによって対象物体を認識する。これにより、例えば取得画像に手のひらや雑誌等が含まれていれば、対象物体として認識される。
　取得画像において対象物体が検出された場合（Ｓｔ１３２：Ｙｅｓ）、画像出力部１０７は、操作用画像Ｇ（図２参照）をディスプレイ１１に供給し、表示させる（Ｓｔ１３３）。取得画像において対象物体が検出されない場合（Ｓｔ１３２：Ｎｏ）、物体認識処理部１０４による対象物体の認識（Ｓｔ１３１）が再び実行される。
　続いて、物体認識処理部１０４は、操作体を認識する（Ｓｔ１３４）。物体認識処理部１０４は、取得画像と物体検出辞書Ｄを照合することによって操作体を認識する。これにより、例えば取得画像に指やスタイラス等が含まれていれば、操作体として認識される。なお、物体認識処理部１０４は、複数の操作体を認識してもよい。
　取得画像において操作体が検出された場合（Ｓｔ１３５：Ｙｅｓ）、接触判定部１０５は、デプス情報を利用して操作体と対象物体の間の距離を算出する（Ｓｔ１３６）。接触判定部１０５は上記のように、デプスセンサからデプス情報を取得することができる。取得画像において操作体が検出されない場合（Ｓｔ１３５：Ｎｏ）、物体認識処理部１０４による対象物体の認識（Ｓｔ１３１）が再び実行される。
　接触判定部１０５は、操作体と対象物体の距離が予め設定された所定値以下となった場合（Ｓｔ１３７：Ｙｅｓ）、操作体の色の変化を算出する（Ｓｔ１３８）。操作体と対象物体の距離が所定値より大きい場合（Ｓｔ１３７：Ｎｏ）物体認識処理部１０４による対象物体の認識（Ｓｔ１３１）が再び実行される。
　以下、接触判定部１０５は、上述のように、操作体の色の変化と接触判定閾値Ｔとを比較し、色の変化が、所接触判定閾値Ｔに定められている所定のパターンの変化となった場合（Ｓｔ１３９：Ｙｅｓ）、操作体が対象物体に接触したと判定する（Ｓｔ１４０）。操作体の色の変化が、所定のパターンの変化とならない場合（Ｓｔ１３９：Ｎｏ）、物体認識処理部１０４による対象物体の認識（Ｓｔ１３１）が繰り返される。
　接触判定部１０５は、操作体による対象物体への接触を判定した場合、取得画像に対する接触位置を入力制御部１０６に供給する。入力制御部１０６は、操作用画像Ｇに表示されたアイコンＰの位置と、接触判定部１０５から供給された接触位置に基づいて、操作入力を制御する。入力制御部１０６は、例えば、接触位置に重畳されているアイコンＰが選択されたものとすることができる。
　情報処理装置１００は以上のような動作を行うことも可能である。情報処理装置１００はデプス情報を利用することにより、操作体と対象物体の距離を取得することができ、操作体と対象物体の距離が十分小さくなり、接触の可能性が高い場合にのみ、取得画像の色の変化を利用して接触を判定することができる。
　（情報処理装置の接触及び操作の判定動作）
　情報処理装置１００は、操作体と対象物体の接触のみならず、接触による操作の種別（ドラッグやピンチ等）を判定することも可能である。図１０は、情報処理装置１００の接触及び操作判定動作を示すフローチャートである。
　接触判定ステップ（Ｓｔ１５１）は、図６に示す接触判定動作と同一のフローである。また、同ステップ（Ｓｔ１５１）は、図８に示す法線方向の利用と組み合わせた接触判定動作と同一のフローであってもよく、図９に示すデプス情報の利用と組み合わせた接触反動動作と同一のフローであってもよい。
　接触判定部１０５は、接触判定ステップで接触と判定された場合（Ｓｔ１５２：Ｙｅｓ）、対象物体に対する操作体の接触（押圧）の強さ及び方向を判定する（Ｓｔ１５３）。接触判定ステップで接触と判定されない場合（Ｓｔ１５２：Ｎｏ）、接触判定ステップ（Ｓｔ１５１）が繰り返される。
　接触判定部１０５は、操作体の色の変化を利用して、対象物体に対する操作体の接触（押圧）の強さ及び方向を判定することができる。図１１は、対象物体に対する操作体（指）の接触の強さによる色の変化の態様を示す模式図である。同図に示すように、操作体が指Ｙである場合、図１１（ａ）に示す押圧力が小さい場合と、図１１（ｂ）に示す押圧力が大きい場合では、血色の変化の程度が異なる。接触判定部１０５は、この色の変化と、押圧力に応じた血色の変化のパターン（接触判定閾値Ｔ）とを比較することにより、対象物体に対する操作体の押圧の強さを判定することが可能である。なお、操作体は指Ｙに限られず、他の物体に対する押圧力の大きさに応じて色が変化するものであればよい。
　図１２は、対象物体に対する操作体（指）の接触の方向による色の変化の態様を示す模式図である。図１２（ａ）は押圧方向が対象物体に対して垂直である場合、図１２（ｂ）は押圧方向が右方向である場合、図１２（ｃ）は押圧方向が左方向である場合、図１２（ｄ）は押圧方向が上方向である場合、図１２（ｅ）は押圧方向が下方向である場合を示す。
　これらの図に示すように、押圧方向が異なる場合、血色の変化する位置が異なる。接触判定部１０５は、この色の変化と、押圧方向に応じた血色の変化のパターン（接触判定閾値Ｔ）とを比較することにより、対象物体に対する操作体の押圧方向を判定することが可能である。なお、操作体は指Ｙに限られず、他の物体に対する押圧方向に応じて色の変化が異なるものであればよい。
　接触判定部１０５は、取得画像に対する接触位置、操作体の対象物体に対する押圧力の大きさ及び押圧方向を入力制御部１０６に供給する。入力制御部１０６は、操作体と対象物体の接触位置が変化したか否かを判定する（Ｓｔ１５４）。接触位置が変化している場合（Ｓｔ１５４：Ｙｅｓ）、入力制御部１０６は操作体の数が２つであるか否かを判定する（Ｓｔ１５５）。接触位置が変化していない場合（Ｓｔ１５５：Ｎｏ）、接触判定ステップ（Ｓｔ１５１）が再び実行される。
　入力制御部１０６は、操作体の数が２つである場合（Ｓｔ１５５：Ｙｅｓ）、操作体による操作がピンチであると判定する。また、入力制御部１０６は、操作体の数が２つでない場合、操作体による操作がドラッグであると判定する。なお、入力制御部１０６は、操作体の数が２つである場合、接触箇所の移動方向がほぼ平行であれば、複数の操作体によるドラッグ（マルチタッチドラッグ）であると判定してもよい。また、入力制御部１０６は、操作体による操作がピンチである場合、接触箇所の移動方向に応じて操作がピンチイン又はピンチアウトであると判定してもよい。
　この際、入力制御部１０６は、物体認識処理部１０４による物体認識結果を利用して、操作の種別を判定してもよい。図１３は、操作体としての指の形状を示す模式図である。物体認識処理部１０４は、操作体の特定の形状（指の向き等）が予め物体認識辞書Ｄに登録されている場合には、その情報を入力制御部１０６に供給する。入力制御部１０６は、操作体の形状を操作の種別の判定に利用することができる。例えば図１３に示す例では、物体認識処理部１０４は手指の形状がピンチ操作の形状（親指と人差し指によるＵ字形状）であると認識することができ、入力制御部１０６は、手指の形状がピンチ操作の形状である場合に限り、操作がピンチ操作であると判定するものとすることも可能である。
　入力制御部１０６は、操作体による操作の種別に応じて操作入力を制御する。この際、入力制御部１０６は、操作体の対象物体に対する押圧力の大きさに応じてドラッグによる効果の程度（カーソルの移動速度やスクロール速度等）を変更してもよい。また、入力制御部１０６は、操作体と対象物体の接触位置が移動していない場合でも、操作体の対象物体に対する押圧力の方向に応じて操作入力の方向を制御してもよい。この場合、ユーザは操作体の接触位置を移動させることなく、ポインティングスティックを操作する感覚で、操作入力を行うことが可能となる。
　図１４は、情報処理装置１００の上記動作による音楽再生アプリケーションのＵＩの例である。同図に示すように、情報処理装置１００は、操作体による対象物体の押圧の方向や強度によって、再生音量や再生する楽曲の選択を行うこと可能とする。
　［第２の実施形態］
　本技術の第２の実施形態に係る情報処理装置について説明する。
　（情報処理装置の構成）
　図１５は、本技術の第２の実施形態に係る情報処理装置２００の機能的構成を示す模式図である。同図に示すように、情報処理装置２００は、音声入力部２０１、音声認識処理部２０２、画像入力部２０３、接触判定部２０４、入力制御部２０５、画像出力部２０６を備える。本実施形態に係る情報処理装置２００は、物体認識処理部を有しない。
　同図に示すように、情報処理装置２００は、アイウェア１０に接続されているものとすることができる。アイウェア１０の構成は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
　音声入力部２０１はアイウェア１０のマイクロフォンに接続され、マイクロフォンによって集音された音声の音声信号が入力される。音声入力部２０１は、取得した音声信号を音声認識処理部２０２に出力する。
　音声認識処理部２０２は、音声入力部２０１から供給された音声信号に対して音声認識処理を施し、ユーザによる操作音声を認識する。音声認識処理部２０２は、操作音声が認識されれば、音声認識結果を入力制御部２０５に供給する。
　画像入力部２０３はカメラ１２に接続され、カメラ１２によって撮像された画像（動画）が入力される。画像入力部２０３は、取得した画像（以下、取得画像）を接触判定部２０４に供給する。
　接触判定部２０４は、画像入力部２０３から供給された取得画像に対して接触判定閾値Ｔを利用して接触判定を行う。この処理の詳細については後述する。接触判定部２０４は、判定結果を入力制御部２０５に供給する。接触判定閾値Ｔは、情報処理装置２００に格納されていてもよく、接触判定部２０４がネットワーク等から取得してもよい。
　入力制御部２０５は、音声認識処理部２０２による認識結果又は接触判定部２０４による判定結果に基づいて、ユーザによる操作入力を制御する。具体的には入力制御部２０５は、対象物体に対する操作体の接触位置や押圧力、押圧方向、接触後の操作体の移動等からタッチやマルチタッチ、ドラッグ、ピンチ等の操作入力として受け付ける。入力制御部２０５は、受け付けた操作入力を情報処理装置２００のＯＳ等に供給する。
　画像出力部２０６は、ディスプレイ１１に表示される画像（動画）を生成する。画像出力部２０６は、アイコンや操作ボタンを含む操作用画像を生成するものとすることができる。第１の実施形態と同様にユーザはディスプレイ１１に表示された映像と現実の物体が重畳された視界（図２及び図３参照）を視認する。
　情報処理装置２００はアイウェア１０の他にも、対象物体に映像を表示又は投影することが可能であって、対象物体を撮像することが可能なカメラを備える装置に接続されるものとすることが可能である。
　上述のような情報処理装置２００の機能的構成はアイウェアやプロジェクタ等の画像投影装置に接続又は内蔵されていてもよく、画像投影装置とは別のＰＣやスマートフォン等に搭載されていてもよい。また機能的構成の一部又は全部は、ネットワーク上に構成されていてもよい。
　上述した情報処理装置２００の機能的構成は、第１の実施形態に示したハードウェア構成によって実現することが可能である。
　（情報処理装置の接触判定動作）
　情報処理装置２００の動作について説明する。図１６は情報処理装置２００の動作を示すフローチャートである。上記のようにカメラ１２によって画像が撮像され、画像入力部２０３が画像（取得画像）を取得する。画像入力部２０３は取得画像を接触判定部２０４に供給する。
　画像出力部２０６は、操作用画像Ｇ（図２参照）をディスプレイ１１に供給し、表示させる（Ｓｔ２０１）。第１の実施形態とは異なり、対象物体の認識処理は実行されないが、ユーザがディスプレイ１１を対象物体（机上や壁面等）に向けることにより、操作用画像Ｇを対象物体上に投影することが可能である。
　接触判定部２０４は、操作体の色の変化を算出する（Ｓｔ２０２）。ここで、接触判定部２０４は、予め定められた色（以下、判定対象色）の変化を算出するものとすることができる。判定対象色は、例えば指の血色に相当する色である。また、利用が想定されるスタイラスの色を判定対象色としてもよい。接触判定部２０４は、判定対象色を利用することにより、操作体の認識処理がなされなくても、変化を算出すべき色を特定することができる。なお、判定対象色はある程度の幅（画素値範囲）をもった色とすることができる。また、複数の色を判定対象色としてもよい。
　接触判定部２０４は、操作体の色（判定対象色）の変化と接触判定閾値Ｔとを比較し、色の変化が、所接触判定閾値Ｔに定められている所定のパターンの変化となった場合（Ｓｔ２０３：Ｙｅｓ）、操作体が対象物体に接触したと判定する（Ｓｔ２０４）。接触判定部２０４は、判定対象色の領域が複数存在する場合には複数の操作体が存在するとみなして、操作体毎に接触の判定を行うことができる。
　接触判定部２０４が判定に利用する色の変化のパターン（接触判定閾値Ｔ）は、何らかのルールに従って定められてもよく、多数の被験者について接触判定を繰り返す機械学習によって定められてもよい。また、接触判定部２０４は、情報処理装置２００を使用中のユーザの指先の血色の傾向を蓄積し、接触判定閾値Ｔのキャリブレーションを実行してもよい。
　対象物体の色の変化が、所定のパターンの変化とならない場合（Ｓｔ２０３：Ｎｏ）、操作体の色（判定対象色）の変化の算出（Ｓｔ２０２）が再び実行される。
　接触判定部２０４は、操作体による対象物体への接触を判定した場合、取得画像に対する接触位置を入力制御部２０５に供給する。入力制御部２０５は、接触判定部２０４から供給された接触判定結果に基づいて、操作入力を制御する。
　情報処理装置２００は以上のような動作を行う。上記のように、情報処理装置２００は通常のカメラによって撮像された画像を利用して接触判定を行う。即ち、３Ｄセンサやステレオカメラ等の接触判定手段が不要であり、デバイスの小型化、低コスト化が可能である。また、対象物体の色の変化は、操作体が対象物体に接触していなければ発生せず、即ち、情報処理装置２００は、操作体が対象物体に確実に接触している場合のみ接触判定を実行するため、高精度に操作入力を受け付けるものとすることができる。
　なお、上記説明では、指が操作体である場合について説明したが、操作体は指に限られない。例えば、スタイラスが操作体である場合には、対象物体への接触によるスタイラスの変形に伴う色の変化を利用して接触を判定してもよい。また、何かに接触すると色が変わる、あるいは光を発するようなスタイラスを操作体としてもよい。
　また、上記説明では、接触判定部２０４は操作体の色の変化を利用して接触を判定するものとしたが、これに限られず、対象物体の色の変化を利用して接触を判定してもよい。例えば、接触判定部２０４は手のひらの血色や液晶ディスプレイの色の変化を利用して接触を判定してもよい。さらに、接触判定部２０４は対象物体の変形による色の変化を利用して接触を判定してもよい。
　さらに、接触判定部２０４は、操作体の影の色を判定対象色として、その色の変化を利用して接触を判定してもよい。接触判定部２０４は例えば、周囲より暗い色（影）を判定対象色として、接触を判定することができる。
　情報処理装置２００は以上のような動作を行う。なお、情報処理装置２００は、第１の実施形態と同様に、色の変化とデプス情報を利用して接触を判定（図９参照）してもよい。また、情報処理装置２００は、接触の判定後、接触による操作の種別を判定（図１０参照）してもよい。
　なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
　（１）
　対象物体と操作体を含む画像における色の変化に基づいて、上記対象物体に対する上記操作体の接触を判定する接触判定部
　を具備する情報処理装置。
　（２）
　上記（１）に記載の情報処理装置であって、
　上記画像に含まれる操作体を認識する物体認識処理部をさらに具備し、
　上記接触判定部は、上記操作体の色の変化に基づいて、上記対象物体に対する上記操作体の接触を判定する
　情報処理装置。
　（３）
　上記（１）又は（２）に記載の情報処理装置であって、
　上記物体認識処理部は、物体検出辞書を利用して上記操作体を認識する
　情報処理装置。
　（４）
　上記（１）から（３）のいずれか一つに記載の情報処理装置であって、
　上記物体認識処理部は、上記画像に進入した物体を操作体として認識する
　情報処理装置。
　（５）
　上記（１）から（４）のいずれか一つに記載の情報処理装置であって、
　上記接触判定部は、所定の色の変化に基づいて、上記対象物体に対する上記操作体の接触を判定する
　情報処理装置。
　（６）
　上記（１）から（５）のいずれか一つに記載の情報処理装置であって、
　上記所定の色は、指先の血色に相当する色である
　情報処理装置。
　（７）
　上記（１）から（６）のいずれか一つに記載の情報処理装置であって、
　上記接触判定部は、上記操作体の色の変化に基づいて、上記対象物体に対する上記操作体の接触を判定する
　情報処理装置。
　（８）
　上記（１）から（７）のいずれか一つに記載の情報処理装置であって、
　上記接触判定部は、上記対象物体の色の変化に基づいて、上記対象物体に対する上記操作体の接触を判定する
　情報処理装置。
　（９）
　上記（１）から（８）のいずれか一つに記載の情報処理装置であって、
　上記接触判定部は、上記操作体の影による上記対象物体の色の変化に基づいて、上記対象物体に対する上記操作体の接触を判定する
　情報処理装置。
　（１０）
　上記（１）から（９）のいずれか一つに記載の情報処理装置であって、
　上記接触判定部は、さらに、上記画像における色の変化に基づいて、上記対象物体に対する上記操作体の接触の強さを判定する
　情報処理装置。
　（１１）
　上記（１）から（１０）のいずれか一つに記載の情報処理装置であって、
　上記接触判定部は、さらに、上記画像における色の変化に基づいて、上記対象物体に対する上記操作体の接触の方向を判定する
　情報処理装置。
　（１２）
　上記（１）から（１１）のいずれか一つに記載の情報処理装置であって、
　上記接触判定部の判定結果に基づいて、操作入力を制御する入力制御部
　をさらに具備する情報処理装置。
　（１３）
　上記（１）から（１２）のいずれか一つに記載の情報処理装置であって、
　上記対象物体に重畳される操作対象画像を生成する画像出力部
　をさらに具備し、
　上記入力制御部は、上記操作対象画像における上記操作体と上記操作対象物体の接触位置に基づいて操作入力を制御する
　情報処理装置。
　（１４）
　上記（１）から（１３）のいずれか一つに記載の情報処理装置であって、
　上記画像に含まれる操作体を認識する物体認識処理部をさらに具備し、
　上記入力制御部は、上記物体認識処理部によって認識された操作体の形状と、上記接触判定部の判定結果に基づいて、操作入力を制御する
　情報処理装置。
　（１５）
　上記（１）から（１４）のいずれか一つに記載の情報処理装置であって、
　上記画像に含まれる対象物体を認識する物体認識処理部をさらに具備し、
　上記接触判定部は、上記対象物体が剛体である場合には上記画像における色の変化に基づいて上記対象物体に対する上記操作体の接触を判定し、上記対象物体が剛体ではない場合には法線方向検出センサによって取得された上記対象物体の表面に対する法線の方向に基づいて上記対象物体に対する上記操作体の接触を判定する
　情報処理装置。
　（１６）
　上記（１）から（１５）のいずれか一つに記載の情報処理装置であって、
　上記接触判定部は、デプスセンサによって取得された上記対象物体と上記操作体の距離が所定値以下の場合に、上記画像における色の変化に基づいて上記対象物体に対する上記操作体の接触を判定する
　情報処理装置。
　（１７）
　対象物体と操作体を含む画像における色の変化に基づいて、上記対象物体に対する上記操作体の接触を判定する接触判定部
　として情報処理装置を動作させるプログラム。
　（１８）
　接触判定部が、対象物体と操作体を含む画像における色の変化に基づいて、上記対象物体に対する上記操作体の接触を判定する
　情報処理方法。
　１００、２００…情報処理装置
　１０１、２０１…音声入力部
　１０２、２０２…音声認識処理部
　１０３、２０３…画像入力部
　１０４…物体認識処理部
　１０５、２０４…接触判定部
　１０６、２０５…入力制御部
　１０７、２０６…画像出力部

Claims (18)

  1. 　対象物体と操作体を含む画像における色の変化に基づいて、前記対象物体に対する前記操作体の接触を判定する接触判定部
    　を具備する情報処理装置。
  2. 　請求項１に記載の情報処理装置であって、
    　前記画像に含まれる操作体を認識する物体認識処理部をさらに具備し、
    　前記接触判定部は、前記操作体の色の変化に基づいて、前記対象物体に対する前記操作体の接触を判定する
    　情報処理装置。
  3. 　請求項２に記載の情報処理装置であって、
    　前記物体認識処理部は、物体検出辞書を利用して前記操作体を認識する
    　情報処理装置。
  4. 　請求項２に記載の情報処理装置であって、
    　前記物体認識処理部は、前記画像に進入した物体を操作体として認識する
    　情報処理装置。
  5. 　請求項１に記載の情報処理装置であって、
    　前記接触判定部は、所定の色の変化に基づいて、前記対象物体に対する前記操作体の接触を判定する
    　情報処理装置。
  6. 　請求項５に記載の情報処理装置であって、
    　前記所定の色は、指先の血色に相当する色である
    　情報処理装置。
  7. 　請求項１に記載の情報処理装置であって、
    　前記接触判定部は、前記操作体の色の変化に基づいて、前記対象物体に対する前記操作体の接触を判定する
    　情報処理装置。
  8. 　請求項１に記載の情報処理装置であって、
    　前記接触判定部は、前記対象物体の色の変化に基づいて、前記対象物体に対する前記操作体の接触を判定する
    　情報処理装置。
  9. 　請求項１に記載の情報処理装置であって、
    　前記接触判定部は、前記操作体の影による前記対象物体の色の変化に基づいて、前記対象物体に対する前記操作体の接触を判定する
    　情報処理装置。
  10. 　請求項１に記載の情報処理装置であって、
    　前記接触判定部は、さらに、前記画像における色の変化に基づいて、前記対象物体に対する前記操作体の接触の強さを判定する
    　情報処理装置。
  11. 　請求項１に記載の情報処理装置であって、
    　前記接触判定部は、さらに、前記画像における色の変化に基づいて、前記対象物体に対する前記操作体の接触の方向を判定する
    　情報処理装置。
  12. 　請求項１に記載の情報処理装置であって、
    　前記接触判定部の判定結果に基づいて、操作入力を制御する入力制御部
    　をさらに具備する情報処理装置。
  13. 　請求項１２に記載の情報処理装置であって、
    　前記対象物体に重畳される操作対象画像を生成する画像出力部
    　をさらに具備し、
    　前記入力制御部は、前記操作対象画像における前記操作体と前記操作対象物体の接触位置に基づいて操作入力を制御する
    　情報処理装置。
  14. 　請求項１２に記載の情報処理装置であって、
    　前記画像に含まれる操作体を認識する物体認識処理部をさらに具備し、
    　前記入力制御部は、前記物体認識処理部によって認識された操作体の形状と、前記接触判定部の判定結果に基づいて、操作入力を制御する
    　情報処理装置。
  15. 　請求項１に記載の情報処理装置であって、
    　前記画像に含まれる対象物体を認識する物体認識処理部をさらに具備し、
    　前記接触判定部は、前記対象物体が剛体である場合には前記画像における色の変化に基づいて前記対象物体に対する前記操作体の接触を判定し、前記対象物体が剛体ではない場合には法線方向検出センサによって取得された前記対象物体の表面に対する法線の方向に基づいて前記対象物体に対する前記操作体の接触を判定する
    　情報処理装置。
  16. 　請求項１に記載の情報処理装置であって、
    　前記接触判定部は、デプスセンサによって取得された前記対象物体と前記操作体の距離が所定値以下の場合に、前記画像における色の変化に基づいて前記対象物体に対する前記操作体の接触を判定する
    　情報処理装置。
  17. 　対象物体と操作体を含む画像における色の変化に基づいて、前記対象物体に対する前記操作体の接触を判定する接触判定部
    　として情報処理装置を動作させるプログラム。
  18. 　接触判定部が、対象物体と操作体を含む画像における色の変化に基づいて、前記対象物体に対する前記操作体の接触を判定する
    　情報処理方法。
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