JP6360050B2 - 手の上の特異な注目すべき点を使用した人間−コンピュータ・ジェスチャ・ベース同時相互作用のための方法及びシステム - Google Patents
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Description
(i)手の上の単一のPOIを使用した「ポインティング」ジェスチャであって、このような単一のPOIは、指の先端、手の先端、手の掌中心、等々であってもよい。
(ii)手の上の少なくとも2つのPOIを使用した「ポインティング」ジェスチャであって、一実施例では、2つのPOI位置の間の補間は、事実上、ポインタとして作用する他のPOIを提供する。補間のために使用される2つのPOIは、2つの指の先端であっても、1つの指の先端及び手の先端、好ましくは、人間工学的に指の先端とは反対側であるため、例えば親指であっても、1つの指の先端及び手の掌中心であってもよい。他の実施例では、「ポインティング」ジェスチャは、2つのPOI、例えば指先端及び掌中心の間の方向ベクトルを使用して決定される。補間の基本のために、或いは方向ベクトルを決定するために、任意の2つの適切なPOIを使用することができることは理解されよう。
(iii)少なくとも1つの単一のPOIを使用した「起動」又は「起動」ジェスチャであって、例えば掌中心を使用した「プッシュ」ジェスチャ、「つまむ」及び/又は「つかむ」のための少なくとも2つのPOIを使用した「起動」又は「起動」ジェスチャ、或いは「スナップ」ジェスチャのための移動POI及び静的POIを使用した「起動」又は「起動」ジェスチャ。
(iv)例えばポインティングのための掌中心及び「スナップ」ジェスチャで起動するための1つの指の先端、又は「つまむ」及び/又は「つかむ」ジェスチャのための2つの指の先端を使用した少なくとも2つのPOIを使用した同時「ポインティング」及び「起動」。
(v)例えば2つの指の先端と共に掌中心を使用した、1つの指の先端及び1つの手の先端と共に掌中心を使用した、2つの指の先端及び補間されたPOIを使用した、或いは2つの指の先端及び掌中心を補間されたPOIと共に使用した少なくとも3つのPOIを使用した同時ポインティング及び起動。好ましい実施例では、「ポインティング」ポインタの位置は、2つのPOIから補間され、「ポインティング」ジェスチャ以外のジェスチャを実施するためにそれらが同時に使用されると、これらの2つのPOIの回転及び個々の運動に対して不変にされる。
Claims (21)
- 三次元手ジェスチャ認識システムに基づく自然な人間−コンピュータ相互作用を提供するための方法であって、
a)少なくとも一人のユーザの少なくとも1つの手を含むシーンを画像化するステップであって、画像化されたシーンはシーン内の対象物とカメラの距離である深度情報を含むステップと、
b)前記少なくとも1つの手に関連付けられた少なくとも3つの注目すべき点を決定するために、前記画像化されたシーンを前記深度情報を使用して処理するステップと、
c)時間に対する個々の注目すべき点の追跡された運動を提供するために、前記少なくとも3つの注目すべき点を追跡するステップと、
d)個々の注目すべき点の前記追跡された運動を解析するステップと、
e)前記追跡された前記少なくとも3つの注目すべき点の運動の解析から、2つの注目すべき点に基づく起動ジェスチャと単一の注目すべき点に基づくポインティング・ジェスチャの同時実行を決定するステップと、
f)前記決定された同時の起動ジェスチャとポインティング・ジェスチャの実行を人間−コンピュータ相互作用のために使用するステップと
を含み、
前記注目すべき点は、指の先端、手の先端、掌中心、手の質量中心のうちの1つ、及び前記指の先端、前記手の先端、前記掌中心及び前記手の質量中心のうちの少なくとも2つの組合せの派生物を含み、
前記方法は、前記手のすべての正規直交ピクセルが突出しているベクトルのヒストグラム中の所定の範囲に対応する空間における位置を決定することによって手の先端の位置を決定するステップをさらに含み、前記ベクトルが、その方向が手3D点クラウド上で実施されるPCA解析の主方向に相関され、また、その原点が前記手の掌中心と相関関係の位置に配置されることを特徴とする、方法。 - 三次元手ジェスチャ認識システムに基づく自然な人間−コンピュータ相互作用を提供するための方法であって、
a)少なくとも一人のユーザの少なくとも1つの手を含むシーンを画像化するステップであって、画像化されたシーンはシーン内の対象物とカメラの距離である深度情報を含むステップと、
b)前記少なくとも1つの手に関連付けられた少なくとも3つの注目すべき点を決定するために、前記画像化されたシーンを前記深度情報を使用して処理するステップと、
c)時間に対する個々の注目すべき点の追跡された運動を提供するために、前記少なくとも3つの注目すべき点を追跡するステップと、
d)個々の注目すべき点の前記追跡された運動を解析するステップと、
e)前記追跡された前記少なくとも3つの注目すべき点の運動の解析から、2つの注目すべき点に基づく起動ジェスチャと単一の注目すべき点に基づくポインティング・ジェスチャの同時実行を決定するステップと、
f)前記決定された同時の起動ジェスチャとポインティング・ジェスチャの実行を人間−コンピュータ相互作用のために使用するステップと
を含み、
前記注目すべき点は、指の先端、手の先端、掌中心、手の質量中心のうちの1つ、及び前記指の先端、前記手の先端、前記掌中心及び前記手の質量中心のうちの少なくとも2つの組合せの派生物を含み、
前記方法は、応答マップを計算することによって複数の手の先端又は末端を決定するステップをさらに含み、前記応答マップのピクセルの値は、該ピクセルと該ピクセルに隣接する複数のピクセルのそれぞれとの深度の違いを計算し、計算した複数の深度の違いのなかの3番目に小さな値として決定され、個々の隣接するピクセルが、一組の所定の方向における所定の距離に位置し、また、該ピクセルとは異なる所定の値より大きい深度値を有する、方法。 - 距離マップ及びPCA解析のうちの1つを使用して前記掌中心の位置を決定するステップをさらに含む、請求項1または2に記載の方法。
- 前記ポインティング・ジェスチャが、2つの指先、1つ掌中心、補間された注目すべき点のうちの1つを使用して決定される、請求項1から3までのいずれか一項に記載の方法。
- 前記ポインティング・ジェスチャが、2つの注目すべき点から補間された注目すべき点を使用する、請求項4に記載の方法。
- 前記ポインティング・ジェスチャが、前記起動ジェスチャを提供する2つの指の先端間の補間された注目すべき点を使用する、請求項5に記載の方法。
- 前記ポインティング・ジェスチャが、掌中心に相当する注目すべき点を使用する、請求項4に記載の方法。
- 前記起動ジェスチャが、2つの指の先端、および1つの指の先端と1つの手の先端のうちのいずれかによって実施される、請求項7に記載の方法。
- 起動ジェスチャの実行のための前記2つの注目すべき点が、2つの指の先端、1つの指の先端と手の先端、および1つの指の先端と掌中心のうちのいずれかを含む、請求項1から8までのいずれか一項に記載の方法。
- 前記ポインティング・ジェスチャが、回転に対して不変である、請求項1から9までのいずれか一項に記載の方法。
- ジェスチャの実行に応答して、ユーザに前後関係のフィードバックを提供するステップをさらに含む、請求項1から10までのいずれか一項に記載の方法。
- フィードバック情報の提供を可能にする前記システムが、仮想要素を含むグラフィカル・ユーザ・インタフェースであって、前記仮想要素が、それらが相互作用する少なくとも1つのポインタをレンダリングすることができる、請求項11に記載の方法。
- 前記システムと、少なくとも1つのポインタによって表現されるユーザの手の前記複数の注目すべき点との間の相互作用が、接触、絞る、つまむ、つかむ、回転、プッシュ、落下、クリック及びそれらの派生的ジェスチャのうちの少なくとも1つを含む仮想対象の操作を含む自然な相互作用である、請求項12に記載の方法。
- 相互作用が、少なくとも1つのポインタによって表現される少なくとも2つの注目すべき点を使用した仮想対象の操作を含む、請求項12または13に記載の方法。
- 相互作用が、2つのポインタ又は複数のグラバによって表現される少なくとも2つの制御点を使用した仮想対象の操作を含む、請求項12から14までのいずれか一項に記載の方法。
- 相互作用が、2つのポインタ又は複数のグラバ及び他のポインタによって表現される少なくとも2つの制御点を使用した仮想対象の操作を含み、前記他のポインタの位置が2つの他のポインタの間として決定される、請求項12から15までのいずれか一項に記載の方法。
- グラフィカル・ユーザ・インタフェース内の対象及び複数のポインタの表現を、ユーザによって実施されるジェスチャ及びそれらの個々の空間位置に応じて修正するステップをさらに含む、請求項12から16までのいずれか一項に記載の方法。
- 三次元手ジェスチャ認識システムであって、前記システムは少なくとも一人のユーザの少なくとも1つの手を含むシーンを画像化することが可能であり、シーン内の対象物との距離である深度情報を取得できるレンジ・センシング・カメラを含む画像化システムと、前記画像化システムに関連する相互作用コンピュータシステムを含み、前記相互作用コンピュータシステムは、
i)前記少なくとも1つの手に関連付けられた少なくとも3つの注目すべき点を決定するために、前記画像化されたシーンを前記深度情報を使用して処理するステップと、
ii)時間に対する個々の注目すべき点の追跡された運動を提供するために、前記少なくとも3つの注目すべき点を追跡するステップと、
iii)個々の注目すべき点の前記追跡された運動を解析するステップと、
iv)前記追跡された前記少なくとも3つの注目すべき点の運動の解析から、2つの注目すべき点に基づく起動ジェスチャと単一の注目すべき点に基づくポインティング・ジェスチャの同時実行を決定するステップと、
v)前記決定された起動ジェスチャとポインティング・ジェスチャの実行を人間−コンピュータ相互作用のために使用するステップと、
を含むステップを実行することができ、
前記相互作用コンピュータシステムは、前記注目すべき点は、指の先端、手の先端、掌中心、手の質量中心のうちの1つ、及び前記指の先端、前記手の先端、前記掌中心及び前記手の質量中心のうちの少なくとも2つの組合せの派生物を含み、
前記手のすべての正規直交ピクセルが突出しているベクトルのヒストグラム中の所定の範囲に対応する空間における位置を決定することによって手の先端の位置を決定するステップをさらに実行することができ、前記ベクトルが、その方向が手3D点クラウド上で実施されるPCA解析の主方向に相関され、また、その原点が前記手の掌中心と相関関係の位置に配置されることを特徴とする、三次元手ジェスチャ認識システム。 - 三次元手ジェスチャ認識システムであって、前記システムは少なくとも一人のユーザの少なくとも1つの手を含むシーンを画像化することが可能であり、シーン内の対象物との距離である深度情報を取得できるレンジ・センシング・カメラを含む画像化システムと、前記画像化システムに関連する相互作用コンピュータシステムを含み、前記相互作用コンピュータシステムは、
i)前記少なくとも1つの手に関連付けられた少なくとも3つの注目すべき点を決定するために、前記画像化されたシーンを前記深度情報を使用して処理するステップと、
ii)時間に対する個々の注目すべき点の追跡された運動を提供するために、前記少なくとも3つの注目すべき点を追跡するステップと、
iii)個々の注目すべき点の前記追跡された運動を解析するステップと、
iv)前記追跡された前記少なくとも3つの注目すべき点の運動の解析から、2つの注目すべき点に基づく起動ジェスチャと単一の注目すべき点に基づくポインティング・ジェスチャの同時実行を決定するステップと、
v)前記決定された起動ジェスチャとポインティング・ジェスチャの実行を人間−コンピュータ相互作用のために使用するステップと、
を含むステップを実行することができ、
前記注目すべき点は、指の先端、手の先端、掌中心、手の質量中心のうちの1つ、及び前記指の先端、前記手の先端、前記掌中心及び前記手の質量中心のうちの少なくとも2つの組合せの派生物を含み、
前記相互作用コンピュータシステムは、応答マップを計算することによって複数の手の先端又は末端を決定するステップをさらに実行することができ、前記応答マップのピクセルの値は、該ピクセルと該ピクセルに隣接する複数のピクセルのそれぞれとの深度の違いを計算し、計算した複数の深度の違いのなかの3番目に小さな値として決定され、個々の隣接するピクセルが、一組の所定の方向における所定の距離に位置し、また、該ピクセルとは異なる所定の値より大きい深度値を有する、三次元手ジェスチャ認識システム。 - 三次元手ジェスチャ認識システムであって、
シーンの錐台の少なくとも一人のユーザの少なくとも1つの手を含む少なくとも1枚の画像を供給するように動作し、画像化されたシーンはシーン内の対象物とカメラの距離である深度情報を含む三次元画像化システムと、
前記三次元画像化システムに関連するプロセッサであって、前記少なくとも1枚の画像に対して、
前記少なくとも1つの手に関係する少なくとも3つの注目すべき点を前記深度情報を使用して識別し、
時間に対して前記少なくとも3つの注目すべき点の各々の追跡した動きを生成し、
前記追跡した動きの分析を行い、
2つの注目すべき点に基づく起動ジェスチャと単一の注目すべき点に基づくポインティング・ジェスチャの同時実行を識別する、
処理を行うプロセッサ、
を含み、
前記注目すべき点は、指の先端、手の先端、掌中心、手の質量中心のうちの1つ、及び前記指の先端、前記手の先端、前記掌中心及び前記手の質量中心のうちの少なくとも2つの組合せの派生物を含み、
前記プロセッサは、前記手のすべての正規直交ピクセルが突出しているベクトルのヒストグラム中の所定の範囲に対応する空間における位置を決定することによって手の先端の位置を決定する処理をさらに行い、前記ベクトルが、その方向が手3D点クラウド上で実施されるPCA解析の主方向に相関され、また、その原点が前記手の掌中心と相関関係の位置に配置されることを特徴とする、三次元手ジェスチャ認識システム。 - 三次元手ジェスチャ認識システムであって、
シーンの錐台の少なくとも一人のユーザの少なくとも1つの手を含む少なくとも1枚の画像を供給するように動作し、画像化されたシーンはシーン内の対象物とカメラの距離である深度情報を含む三次元画像化システムと、
前記三次元画像化システムに関連するプロセッサであって、前記少なくとも1枚の画像に対して、
前記少なくとも1つの手に関係する少なくとも3つの注目すべき点を前記深度情報を使用して識別し、
時間に対して前記少なくとも3つの注目すべき点の各々の追跡した動きを生成し、
前記追跡した動きの分析を行い、
2つの注目すべき点に基づく起動ジェスチャと単一の注目すべき点に基づくポインティング・ジェスチャの同時実行を識別する、
処理を行うプロセッサ、
を含み、
前記注目すべき点は、指の先端、手の先端、掌中心、手の質量中心のうちの1つ、及び前記指の先端、前記手の先端、前記掌中心及び前記手の質量中心のうちの少なくとも2つの組合せの派生物を含み、
前記プロセッサは、応答マップを計算することによって複数の手の先端又は末端を決定する処理をさらに行い、前記応答マップのピクセルの値は、該ピクセルと該ピクセルに隣接する複数のピクセルのそれぞれとの深度の違いを計算し、計算した複数の深度の違いのなかの3番目に小さな値として決定され、個々の隣接するピクセルが、一組の所定の方向における所定の距離に位置し、また、該ピクセルとは異なる所定の値より大きい深度値を有する、三次元手ジェスチャ認識システム。
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