(57)【要約】      （修正有）【課題】撮像対象の撮像画像上の指示位置のみでなく、撮像対象の大きさに関する情報も検出可能な位置検出装置を提供する。【解決手段】位置検出装置１は、撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による撮像画像上の指示位置と、撮像対象の大きさに関する情報とを特定するために、第１解像度調整部２ａ、第２解像度調整部２ｂ、エッジ勾配方向特定部３、照合効率化部４、モデルパターン格納部５、照合部６、位置特定部７、位置・大きさ出力部８、及び照合条件管理部９を備える。そして、画素位置ｘ（ｉ，ｊ）における全ての画素の１つずつについて、その照合領域と、モデルパターンとの照合を行ない、合致度が最大となる画素条件を見つけるのである。たとえば、画素位置ｘ（ｍ，ｎ）の位置で合致度が最大であれば、（ｍ，ｎ）が指示位置である。そして、その合致度が最大のものが得られた条件から指示物の大きさを分類区分にあてはめる。【選択図】図１
2010231760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による前記撮像画像上の指示位置を特定する機能を備えた位置検出装置であって、
前記画像データの解像度を調整する解像度調整手段と、
前記画像データ上の画素ごとに、該画素の画素値と複数の隣接画素の画素値とから画素ごとの勾配方向を特定する勾配方向特定手段と、
注目画素の周囲で所定の画素数を含む領域である照合領域と、あらかじめ定められたモデルパターンとの照合を行って、前記照合領域に含まれる勾配方向と、前記モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数から、前記照合領域と前記モデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出する合致度算出手段と、
前記合致度算出手段が算出した合致度が最大となる注目画素の位置から、撮像対象による前記撮像画像上の指示位置を特定する位置特定手段と、
前記解像度調整手段における解像度調整の要否または解像度調整度合いについて、２つ以上の異なる条件を管理し、前記２つ以上の各条件で照合を行うように制御する照合条件管理手段と、
前記２つ以上の各条件での照合結果に応じて、前記位置特定手段で特定された指示位置と、撮像対象の大きさに関する情報を出力する位置・大きさ出力手段とを備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による前記撮像画像上の指示位置を特定する機能を備えた位置検出装置であって、
前記画像データ上の画素ごとに、該画素の画素値と複数の隣接画素の画素値とから画素ごとの勾配方向を特定する勾配方向特定手段と、
注目画素の周囲で所定の画素数を含む領域である照合領域と、あらかじめ定められたモデルパターンとの照合を行って、前記照合領域に含まれる勾配方向と、前記モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数から、前記照合領域と前記モデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出する合致度算出手段と、
２つ以上の異なる大きさを有する照合領域に対応して、あらかじめ定められた２つ以上の異なる大きさを有するモデルパターンを格納するモデルパターン格納手段と、
前記合致度算出手段が算出した合致度が最大となる注目画素の位置から、撮像対象による前記撮像画像上の指示位置を特定する位置特定手段と、
前記合致度算出手段における照合時に用いるモデルパターンの大きさについて、２つ以上の異なる条件を管理し、前記２つ以上の各条件で照合を行うように制御する照合条件管理手段と、
前記２つ以上の各条件での照合結果に応じて、前記位置特定手段で特定された指示位置と、撮像対象の大きさに関する情報を出力する位置・大きさ出力手段とを備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項３】
撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による前記撮像画像上の指示位置を特定する機能を備えた位置検出装置であって、
前記画像データの解像度を調整する解像度調整手段と、
前記画像データ上の画素ごとに、該画素の画素値と複数の隣接画素の画素値とから画素ごとの勾配方向を特定する勾配方向特定手段と、
注目画素の周囲で所定の画素数を含む領域である照合領域と、あらかじめ定められたモデルパターンとの照合を行って、前記照合領域に含まれる勾配方向と、前記モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数から、前記照合領域と前記モデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出する合致度算出手段と、
２つ以上の異なる大きさを有する照合領域に対応して、あらかじめ定められた２つ以上の異なる大きさを有するモデルパターンを格納するモデルパターン格納手段と、
前記合致度算出手段が算出した合致度が最大となる注目画素の位置から、撮像対象による前記撮像画像上の指示位置を特定する位置特定手段と、
前記解像度調整手段における解像度調整の要否または解像度調整度合いと、前記合致度算出手段における照合時に用いるモデルパターンの大きさとについて、２つ以上の異なる組み合わせ条件を管理し、前記２つ以上の各組み合わせ条件で照合を行うように制御する照合条件管理手段と、
前記２つ以上の各組み合わせ条件での照合結果に応じて、前記位置特定手段で特定された指示位置と、撮像対象の大きさに関する情報を出力する位置・大きさ出力手段とを備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項４】
前記合致度算出手段が、前記モデルパターン格納手段に格納された２つ以上の異なる大きさを有するモデルパターンごとに算出した合致度に基づいて、撮像対象の大きさを判定する大きさ判定手段を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記大きさ判定手段は、前記モデルパターンごとに算出された合致度を用いて、モデルパターンごとの寄与率を算出し、前記モデルパターンごとの寄与率を所定の閾値で判定することにより、撮像対象の大きさを判定することを特徴とする請求項４に記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記大きさ判定手段は、前記モデルパターンごとに算出された合致度を用いて、モデルパターンごとの寄与率を算出し、前記モデルパターンごとの寄与率と、所定の重み係数とを用いて大きさを示す情報を算出することにより、撮像対象の大きさを判定することを特徴とする請求項４に記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記照合領域を、複数の同一画素数の分割領域に分割すると共に、該分割領域ごとに、該分割領域に含まれる画素ごとの勾配方向の情報を、前記分割領域に含まれる勾配方向の情報に置き換えることで、前記照合領域と前記モデルパターンとの照合の効率化を図るための照合効率化手段を備え、
前記合致度算出手段は、
前記照合効率化手段によって照合の効率化が行われた照合領域と前記モデルパターンとの照合を行って、前記照合領域内のそれぞれの分割領域に含まれる勾配方向と、前記モデルパターンにおける勾配方向との一致数を、前記合致度として算出し、
前記照合条件管理手段は、前記照合効率化の要否を含めて、２つ以上の異なる組み合わせ条件を管理することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の位置検出装置。
【請求項８】
撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による前記撮像画像上の指示位置を特定し、前記指示位置に応じた処理を実行する情報処理装置であって、
前記撮像対象の大きさに応じて異なる処理を実行する、１つまたは２つ以上の処理手段と、
前記画像データを用いて特定される、前記撮像対象の大きさに関する情報に基づいて、前記処理手段の処理内容を切り替える処理切替手段とを備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項９】
前記画像データの解像度を調整する解像度調整手段と、
前記画像データ上の画素ごとに、該画素の画素値と複数の隣接画素の画素値とから画素ごとの勾配方向を特定する勾配方向特定手段と、
注目画素の周囲で所定の画素数を含む領域である照合領域と、あらかじめ定められたモデルパターンとの照合を行って、前記照合領域に含まれる勾配方向と、前記モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数から、前記照合領域と前記モデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出する合致度算出手段と、
２つ以上の異なる大きさを有する照合領域に対応して、あらかじめ定められた２つ以上の異なる大きさを有するモデルパターンを格納するモデルパターン格納手段と、
前記合致度算出手段が算出した合致度が最大となる注目画素の位置から、撮像対象による前記撮像画像上の指示位置を特定する位置特定手段と、
前記解像度調整手段における解像度調整の要否または解像度調整度合いと、前記合致度算出手段における照合時に用いるモデルパターンの大きさとについて、２つ以上の異なる組み合わせ条件を管理し、前記２つ以上の各組み合わせ条件で照合を行うように制御する照合条件管理手段とを備え、
前記処理切替手段は、前記２つ以上の各組み合わせ条件での照合結果に応じて出力される、前記撮像対象の大きさに関する情報に基づいて、前記処理手段の処理内容を切り替えることを特徴とする請求項８に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による前記撮像画像上の指示位置を特定する機能を備えた位置検出をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記画像データの解像度を調整する解像度調整ステップと、
前記画像データ上の画素ごとに、該画素の画素値と複数の隣接画素の画素値とから画素ごとの勾配方向を特定する勾配方向特定ステップと、
注目画素の周囲で所定の画素数を含む領域である照合領域と、あらかじめ定められたモデルパターンとの照合を行って、前記照合領域に含まれる勾配方向と、前記モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数から、前記照合領域と前記モデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出する合致度算出ステップと、
前記合致度算出ステップで算出した合致度が最大となる注目画素の位置から、撮像対象による前記撮像画像上の指示位置を特定する位置特定ステップと、
前記解像度調整ステップにおける解像度調整の要否または解像度調整度合いについて、２つ以上の異なる条件を管理し、前記２つ以上の各条件で照合を行うように制御する照合条件管理ステップと、
前記２つ以上の各条件での照合結果に応じて、前記位置特定ステップで特定された指示位置と、撮像対象の大きさに関する情報を出力する位置・大きさ出力ステップとを備えることを特徴とする位置検出プログラム。
【請求項１１】
撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による前記撮像画像上の指示位置を特定する機能を備えた位置検出をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記画像データ上の画素ごとに、該画素の画素値と複数の隣接画素の画素値とから画素ごとの勾配方向を特定する勾配方向特定ステップと、
注目画素の周囲で所定の画素数を含む領域である照合領域と、あらかじめ定められたモデルパターンとの照合を行って、前記照合領域に含まれる勾配方向と、前記モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数から、前記照合領域と前記モデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出する合致度算出ステップと、
前記合致度算出ステップで算出した合致度が最大となる注目画素の位置から、撮像対象による前記撮像画像上の指示位置を特定する位置特定ステップと、
前記合致度算出ステップにおける照合時に用いるモデルパターンの大きさについて、２つ以上の異なる条件を管理し、前記２つ以上の各条件で照合を行うように制御する照合条件管理ステップと、
前記２つ以上の各条件での照合結果に応じて、前記位置特定ステップで特定された指示位置と、撮像対象の大きさに関する情報を出力する位置・大きさ出力ステップとを備えることを特徴とする位置検出プログラム。
【請求項１２】
撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による前記撮像画像上の指示位置を特定する機能を備えた位置検出をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記画像データの解像度を調整する解像度調整ステップと、
前記画像データ上の画素ごとに、該画素の画素値と複数の隣接画素の画素値とから画素ごとの勾配方向を特定する勾配方向特定ステップと、
注目画素の周囲で所定の画素数を含む領域である照合領域と、あらかじめ定められたモデルパターンとの照合を行って、前記照合領域に含まれる勾配方向と、前記モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数から、前記照合領域と前記モデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出する合致度算出ステップと、
前記合致度算出ステップで算出した合致度が最大となる注目画素の位置から、撮像対象による前記撮像画像上の指示位置を特定する位置特定ステップと、
前記解像度調整ステップにおける解像度調整の要否または解像度調整度合いと、前記合致度算出ステップにおける照合時に用いるモデルパターンの大きさとについて、２つ以上の異なる組み合わせ条件を管理し、前記２つ以上の各組み合わせ条件で照合を行うように制御する照合条件管理ステップと、
前記２つ以上の各組み合わせ条件での照合結果に応じて、前記位置特定ステップで特定された指示位置と、撮像対象の大きさに関する情報を出力する位置・大きさ出力ステップとを備えることを特徴とする位置検出プログラム。
【請求項１３】
前記合致度算出ステップが、前記照合条件管理ステップで管理される、２つ以上の異なる大きさを有するモデルパターンごとに算出した合致度に基づいて、撮像対象の大きさを判定する大きさ判定ステップを備えることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の位置検出プログラム。
【請求項１４】
前記大きさ判定ステップは、前記モデルパターンごとに算出された合致度を用いて、モデルパターンごとの寄与率を算出し、前記モデルパターンごとの寄与率を所定の閾値で判定することにより、撮像対象の大きさを判定することを特徴とする請求項１３に記載の位置検出プログラム。
【請求項１５】
前記大きさ判定ステップは、前記モデルパターンごとに算出された合致度を用いて、モデルパターンごとの寄与率を算出し、前記モデルパターンごとの寄与率と、所定の重み係数とを用いて大きさを示す情報を算出することにより、撮像対象の大きさを判定することを特徴とする請求項１３に記載の位置検出プログラム。
【請求項１６】
前記照合領域を、複数の同一画素数の分割領域に分割すると共に、該分割領域ごとに、該分割領域に含まれる画素ごとの勾配方向の情報を、前記分割領域に含まれる勾配方向の情報に置き換えることで、前記照合領域と前記モデルパターンとの照合の効率化を図るための照合効率化ステップを備え、
前記合致度算出ステップは、
前記照合効率化で照合の効率化が行われた照合領域と前記モデルパターンとの照合を行って、前記照合領域内のそれぞれの分割領域に含まれる勾配方向と、前記モデルパターンにおける勾配方向との一致数を、前記合致度として算出し、
前記照合条件管理ステップは、前記照合効率化の要否を含めて、２つ以上の異なる組み合わせ条件を管理することを特徴とする請求項１０、１１又は１２に記載の位置検出プログラム。
【請求項１７】
撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による前記撮像画像上の指示位置を特定し、前記指示位置に応じた処理をコンピュータに実行させる情報処理プログラムであって、
前記撮像対象の大きさに応じて異なる処理を実行する、１つまたは２つ以上の処理ステップと、
前記画像データを用いて特定される、前記撮像対象の大きさに関する情報に基づいて、前記処理ステップの処理内容を切り替える処理切替ステップとを備えることを特徴とする情報処理プログラム。
【請求項１８】
前記画像データの解像度を調整する解像度調整ステップと、
前記画像データ上の画素ごとに、該画素の画素値と複数の隣接画素の画素値とから画素ごとの勾配方向を特定する勾配方向特定ステップと、
注目画素の周囲で所定の画素数を含む領域である照合領域と、あらかじめ定められたモデルパターンとの照合を行って、前記照合領域に含まれる勾配方向と、前記モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数から、前記照合領域と前記モデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出する合致度算出ステップと、
２つ以上の異なる大きさを有する照合領域に対応して、あらかじめ定められた２つ以上の異なる大きさを有するモデルパターンを格納するモデルパターン格納ステップと、
前記合致度算出ステップで算出した合致度が最大となる注目画素の位置から、撮像対象による前記撮像画像上の指示位置を特定する位置特定ステップと、
前記解像度調整ステップにおける解像度調整の要否または解像度調整度合いと、前記合致度算出ステップにおける照合時に用いるモデルパターンの大きさとについて、２つ以上の異なる組み合わせ条件を管理し、前記２つ以上の各組み合わせ条件で照合を行うように制御する照合条件管理ステップとを備え、
前記処理切替ステップは、前記２つ以上の各組み合わせ条件での照合結果に応じて出力される、前記撮像対象の大きさに関する情報に基づいて、前記処理ステップの処理内容を切り替えることを特徴とする請求項１７に記載の情報処理プログラム。
【請求項１９】
請求項１０から１８のいずれか１項に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項２０】
撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による前記撮像画像上の指示位置を特定する機能を備えた位置検出をコンピュータに実行させる位置検出方法であって、
前記画像データの解像度を調整する解像度調整ステップと、
前記画像データ上の画素ごとに、該画素の画素値と複数の隣接画素の画素値とから画素ごとの勾配方向を特定する勾配方向特定ステップと、
注目画素の周囲で所定の画素数を含む領域である照合領域と、あらかじめ定められたモデルパターンとの照合を行って、前記照合領域に含まれる勾配方向と、前記モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数から、前記照合領域と前記モデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出する合致度算出ステップと、
前記合致度算出ステップで算出した合致度が最大となる注目画素の位置から、撮像対象による前記撮像画像上の指示位置を特定する位置特定ステップと、
前記解像度調整ステップにおける解像度調整の要否または解像度調整度合いについて、２つ以上の異なる条件を管理し、前記２つ以上の各条件で照合を行うように制御する照合条件管理ステップと、
前記２つ以上の各条件での照合結果に応じて、前記位置特定ステップで特定された指示位置と、撮像対象の大きさに関する情報を出力する位置・大きさ出力ステップとを備えることを特徴とする位置検出方法。
【請求項２１】
撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による前記撮像画像上の指示位置を特定する機能を備えた位置検出をコンピュータに実行させる位置検出方法であって、
前記画像データ上の画素ごとに、該画素の画素値と複数の隣接画素の画素値とから画素ごとの勾配方向を特定する勾配方向特定ステップと、
注目画素の周囲で所定の画素数を含む領域である照合領域と、あらかじめ定められたモデルパターンとの照合を行って、前記照合領域に含まれる勾配方向と、前記モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数から、前記照合領域と前記モデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出する合致度算出ステップと、
２つ以上の異なる大きさを有する照合領域に対応して、あらかじめ定められた２つ以上の異なる大きさを有するモデルパターンを格納するモデルパターン格納ステップと、
前記合致度算出ステップで算出した合致度が最大となる注目画素の位置から、撮像対象による前記撮像画像上の指示位置を特定する位置特定ステップと、
前記合致度算出ステップにおける照合時に用いるモデルパターンの大きさについて、２つ以上の異なる条件を管理し、前記２つ以上の各条件で照合を行うように制御する照合条件管理ステップと、
前記２つ以上の各条件での照合結果に応じて、前記位置特定ステップで特定された指示位置と、撮像対象の大きさに関する情報を出力する位置・大きさ出力ステップとを備えることを特徴とする位置検出方法。
【請求項２２】
撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による前記撮像画像上の指示位置を特定する機能を備えた位置検出方法であって、
前記画像データの解像度を調整する解像度調整ステップと、
前記画像データ上の画素ごとに、該画素の画素値と複数の隣接画素の画素値とから画素ごとの勾配方向を特定する勾配方向特定ステップと、
注目画素の周囲で所定の画素数を含む領域である照合領域と、あらかじめ定められたモデルパターンとの照合を行って、前記照合領域に含まれる勾配方向と、前記モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数から、前記照合領域と前記モデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出する合致度算出ステップと、
２つ以上の異なる大きさを有する照合領域に対応して、あらかじめ定められた２つ以上の異なる大きさを有するモデルパターンを格納するモデルパターン格納ステップと、
前記合致度算出ステップで算出した合致度が最大となる注目画素の位置から、撮像対象による前記撮像画像上の指示位置を特定する位置特定ステップと、
前記解像度調整ステップにおける解像度調整の要否または解像度調整度合いと、前記合致度算出ステップにおける照合時に用いるモデルパターンの大きさとについて、２つ以上の異なる組み合わせ条件を管理し、前記２つ以上の各組み合わせ条件で照合を行うように制御する照合条件管理ステップと、
前記２つ以上の各組み合わせ条件での照合結果に応じて、前記位置特定ステップで特定された指示位置と、撮像対象の大きさに関する情報を出力する位置・大きさ出力ステップとを備えることを特徴とする位置検出方法。
【請求項２３】
前記合致度算出ステップが、前記照合条件管理ステップで管理される、２つ以上の異なる大きさを有するモデルパターンごとに算出した合致度に基づいて、撮像対象の大きさを判定する大きさ判定ステップを備えることを特徴とする請求項２１又は２２に記載の位置検出プログラム。
【請求項２４】
前記大きさ判定ステップは、前記モデルパターンごとに算出された合致度を用いて、モデルパターンごとの寄与率を算出し、前記モデルパターンごとの寄与率を所定の閾値で判定することにより、撮像対象の大きさを判定することを特徴とする請求項２３に記載の位置検出プログラム。
【請求項２５】
前記大きさ判定ステップは、前記モデルパターンごとに算出された合致度を用いて、モデルパターンごとの寄与率を算出し、前記モデルパターンごとの寄与率と、所定の重み係数とを用いて大きさを示す情報を算出することにより、撮像対象の大きさを判定することを特徴とする請求項２３に記載の位置検出プログラム。
【請求項２６】
撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による前記撮像画像上の指示位置を特定し、前記指示位置に応じた処理をコンピュータに実行させる情報処理方法であって、
前記撮像対象の大きさに応じて異なる処理を実行する、１つまたは２つ以上の処理ステップと、
前記画像データを用いて特定される、前記撮像対象の大きさに関する情報に基づいて、前記処理ステップの処理内容を切り替える処理切替ステップとを備えることを特徴とする情報処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮影対象による前記撮像画像上の指示位置を特定する機能を備えた位置検出装置に関するものであり、より特定的には、撮像対象の指示位置のみでなく、撮像対象の大きさに関する情報をも検出することを可能として、より柔軟な応答処理をすることができるように改良された位置検出装置、情報処理装置、位置検出プログラム、情報処理プログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、位置検出方法および情報処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）などの各種機器に、画像表示部として液晶ディスプレイを備えた画像表示装置（以下、「液晶表示装置」と呼ぶ。）が幅広く利用されていることは周知の通りである。特に、ＰＤＡでは、古くからタッチセンサーを備えることにより、直接指などを液晶ディスプレイに接触させることによって情報を入力するタッチ入力が可能となっている。また、携帯電話やその他の機器においても、タッチセンサーを備える液晶表示装置の普及が期待されている。
【０００３】
このようなタッチセンサーを備える液晶表示装置の一例として特許文献１に開示された技術がある。
【０００４】
上記従来の液晶表示装置は、主としてエッジ検出回路、接触判定回路及び座標計算回路を備えている。エッジ検出回路は、撮影された画像のエッジを検出して、エッジ画像を得るようになっている。
【０００５】
また、接触判定回路は、エッジ検出回路によって得られたエッジ画像を用いて物体が表示画面に接触したか否かを判定するようになっている。この接触判定回路は、エッジ毎にその移動方向（エッジの座標の時間変化）を調べ、互いに逆方向に移動するエッジがある場合に物体が表示画面に接触したと判定するようになっている。これは、物体が接触しない限りはエッジが互いに逆方向に移動することはないという原理を利用したものである。具体的には、逆方向への移動量が所定の閾値以上の場合に接触したと判定することで、判定の精度を高めるようになっている。
【０００６】
さらに、座標計算回路は、物体が接触したと判定されたときに、エッジの重心を物体の座標位置として計算するようになっている。これにより、物体が接触する前に座標位置を計算しないようにして、位置算出の精度の向上を図ることを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２４４４４６号公報（平成１８年９月１４日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の液晶表示装置では、タッチ・非タッチの検出と、物体の座標位置を特定することを可能としているが、物体の大きさを特定することができず、タッチする物体の種類に関わらず、検出された座標位置に基づいた画一的な応答処理しかできないという問題点がある。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、撮像対象の撮像画像上の指示位置のみでなく、撮像対象の大きさに関する情報も検出することを可能として、より柔軟な応答処理をすることができる位置検出装置、情報処理装置、位置検出プログラム、情報処理プログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、位置検出方法および情報処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る位置検出装置は、撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による上記撮像画像上の指示位置を特定する機能を備えた位置検出装置であって、上記画像データの解像度を調整する解像度調整手段と、上記画像データ上の画素ごとに、該画素の画素値と複数の隣接画素の画素値とから画素ごとの勾配方向を特定する勾配方向特定手段と、注目画素の周囲で所定の画素数を含む領域である照合領域と、あらかじめ定められたモデルパターンとの照合を行って、上記照合領域に含まれる勾配方向と、上記モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数から、上記照合領域と上記モデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出する合致度算出手段と、上記合致度算出手段が算出した合致度が最大となる注目画素の位置から、撮像対象による上記撮像画像上の指示位置を特定する位置特定手段と、上記解像度調整手段における解像度調整の要否または解像度調整度合いについて、２つ以上の異なる条件を管理し、上記２つ以上の各条件で照合を行うように制御する照合条件管理手段と、上記２つ以上の各条件での照合結果に応じて、上記位置特定手段で特定された指示位置と、撮像対象の大きさに関する情報を出力する位置・大きさ出力手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、画像データの解像度を調整して、例えば解像度調整なしの場合と、解像度１／４の画像の場合のそれぞれについて、例えば同じサイズ（例えば、７×７）のモデルパターンを用いて照合することで、どちらの照合条件（解像度）で合致度を得て位置を特定したかによって、撮像対象の大きさに関する情報を特定することができる。この場合、具体的には例えば、解像度調整なしの条件で位置を得られた時は大きさ「小」、解像度１／４の条件で位置を得られた時は大きさ「大」と特定することができる。
【００１２】
本発明の他の局面に従う装置は、撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による上記撮像画像上の指示位置を特定する機能を備えた位置検出装置であって、上記画像データ上の画素ごとに、該画素の画素値と複数の隣接画素の画素値とから画素ごとの勾配方向を特定する勾配方向特定手段と、注目画素の周囲で所定の画素数を含む領域である照合領域と、あらかじめ定められたモデルパターンとの照合を行って、上記照合領域に含まれる勾配方向と、上記モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数から、上記照合領域と上記モデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出する合致度算出手段と、２つ以上の異なる大きさを有する照合領域に対応して、あらかじめ定められた２つ以上の異なる大きさを有するモデルパターンを格納するモデルパターン格納手段と、上記合致度算出手段が算出した合致度が最大となる注目画素の位置から、撮像対象による上記撮像画像上の指示位置を特定する位置特定手段と、上記合致度算出手段における照合時に用いるモデルパターンの大きさについて、２つ以上の異なる条件を管理し、上記２つ以上の各条件で照合を行うように制御する照合条件管理手段と、上記２つ以上の各条件での照合結果に応じて、上記位置特定手段で特定された指示位置と、撮像対象の大きさに関する情報を出力する位置・大きさ出力手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、モデルパターンのサイズを複数用意して（例えば、７×７、１１×１１、１５×１５）、同じ解像度の画像データについて、複数用意したそれぞれのサイズ（例えば、７×７、１１×１１、１５×１５）のモデルパターンを用いて照合することで、どの照合条件（モデルパターン）で合致度を得て位置を特定したかによって、撮像対象の大きさに関する情報を特定することができる。この場合、具体的には例えば、モデルパターンサイズ７×７の条件で位置を得られた時は大きさ「小」、モデルパターンサイズ１１×１１の条件で位置を得られた時は大きさ「中」、モデルパターンサイズ１５×１５の条件で位置を得られた時は大きさ「大」と特定することができる。
【００１４】
本発明のさらに他の局面に従う装置は、撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による上記撮像画像上の指示位置を特定する機能を備えた位置検出装置であって、上記画像データの解像度を調整する解像度調整手段と、上記画像データ上の画素ごとに、該画素の画素値と複数の隣接画素の画素値とから画素ごとの勾配方向を特定する勾配方向特定手段と、注目画素の周囲で所定の画素数を含む領域である照合領域と、あらかじめ定められたモデルパターンとの照合を行って、上記照合領域に含まれる勾配方向と、上記モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数から、上記照合領域と上記モデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出する合致度算出手段と、２つ以上の異なる大きさを有する照合領域に対応して、あらかじめ定められた２つ以上の異なる大きさを有するモデルパターンを格納するモデルパターン格納手段と、上記合致度算出手段が算出した合致度が最大となる注目画素の位置から、撮像対象による上記撮像画像上の指示位置を特定する位置特定手段と、上記解像度調整手段における解像度調整の要否または解像度調整度合いと、上記合致度算出手段における照合時に用いるモデルパターンの大きさとについて、２つ以上の異なる組み合わせ条件を管理し、上記２つ以上の各組み合わせ条件で照合を行うように制御する照合条件管理手段と、上記２つ以上の各組み合わせ条件での照合結果に応じて、上記位置特定手段で特定された指示位置と、撮像対象の大きさに関する情報を出力する位置・大きさ出力手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、画像データの解像度を調整して、例えば解像度調整なしの場合と、解像度１／４の画像の場合のそれぞれについて、一方、モデルパターンのサイズを複数用意して（例えば、７×７、１１×１１、１５×１５）、複数用意したそれぞれのサイズ（例えば、７×７、１１×１１、１５×１５）のモデルパターンを用いて照合することで、どの照合条件（解像度とモデルパターンの組み合わせ）で合致度を得て位置を特定したかによって、撮像対象の大きさに関する情報を特定することができる。この場合、具体的には例えば、解像度調整なしで、モデルパターンサイズ７×７の条件で位置を得られた時は大きさ「小１」、モデルパターンサイズ１１×１１の条件で位置を得られた時は大きさ「小２」、モデルパターンサイズ１５×１５の条件で位置を得られた時は大きさ「中」とし、解像度１／４で、モデルパターンサイズ７×７の条件で位置を得られた時は大きさ「大１」、モデルパターンサイズ１１×１１の条件で位置を得られた時は大きさ「大２」、モデルパターンサイズ１５×１５の条件で位置を得られた時は大きさ「大３」と特定することができる。
【００１６】
また例えば、解像度調整なしでモデルパターンサイズ７×７または１１×１１または１５×１５の条件で位置を得られた時は大きさ「小」、解像度１／４でモデルパターンサイズ７×７または１１×１１または１５×１５の条件で位置を得られた時は大きさ「大」などとしてもよい。
【００１７】
本発明の好ましい実施態様によれば、上記合致度算出手段は、上記モデルパターン格納手段に格納された２つ以上の異なる大きさを有するモデルパターンごとに算出した合致度に基づいて、撮像対象の大きさを判定する大きさ判定手段を備える。
【００１８】
これによると、モデルパターンのサイズを複数用意して（例えば、７×７、１１×１１、１５×１５）、同じ解像度の画像データについて、複数用意したそれぞれのサイズ（例えば、７×７、１１×１１、１５×１５）のモデルパターンを用いて照合して、モデルパターンのサイズごとに合致度を算出し、算出された合致度に基づいて撮像対象の大きさを判定することで、モデルパターンのサイズの種類数よりも詳細な大きさの判定をすることができる。
【００１９】
また、好ましくは、上記大きさ判定手段は、上記モデルパターンごとに算出された合致度を用いて、モデルパターンごとの寄与率を算出し、上記モデルパターンごとの寄与率を所定の閾値で判定することにより、撮像対象の大きさを判定する。
【００２０】
これによると、モデルパターンのサイズを複数用意して（例えば、７×７、１１×１１、１５×１５）、モデルパターンのサイズごとに算出された合致度を用いて寄与率を算出し、算出された寄与率を所定の閾値で判定することで、モデルパターンのサイズの種類数よりも詳細な大きさの判定をすることができる。この場合、具体的には例えば、モデルパターンサイズ７×７、モデルパターンサイズ１１×１１、モデルパターンサイズ１５×１５の３つの大きさ種類数（例えば、小、中、大）への分類に留まらず、５種類以上の大きさ（例えば、大きさ１、大きさ２、大きさ３、大きさ４、大きさ５）に分類することができる。
【００２１】
また、好ましくは、上記大きさ判定手段は、上記モデルパターンごとに算出された合致度を用いて、モデルパターンごとの寄与率を算出し、上記モデルパターンごとの寄与率と、所定の重み係数とを用いて大きさを示す情報を算出することにより、撮像対象の大きさを判定する。
【００２２】
これによると、モデルパターンのサイズを複数用意して（例えば、７×７、１１×１１、１５×１５）、モデルパターンのサイズごとに算出された合致度を用いて寄与率を算出し、算出された寄与率と、所定の重み係数とを用いて大きさを示す情報を算出することで、モデルパターンのサイズの種類数よりも詳細な大きさの判定をすることができる。この場合、具体的には例えば、モデルパターンサイズ７×７、モデルパターンサイズ１１×１１、モデルパターンサイズ１５×１５の３つの大きさ種類数（例えば、小、中、大）への分類に留まらず、例えば２５６種類以上の大きさ（大きさ０、大きさ１、・・・、大きさ２５５）に分類することができる。
【００２３】
また、この発明の好ましい実施態様によれば、上記照合領域を、複数の同一画素数の分割領域に分割すると共に、該分割領域ごとに、該分割領域に含まれる画素ごとの勾配方向の情報を、上記分割領域に含まれる勾配方向の情報に置き換えることで、上記照合領域と上記モデルパターンとの照合の効率化を図るための照合効率化手段を備え、上記合致度算出手段は、上記照合効率化手段によって照合の効率化が行われた照合領域と上記モデルパターンとの照合を行って、上記照合領域内のそれぞれの分割領域に含まれる勾配方向と、上記モデルパターンにおける勾配方向との一致数を、上記合致度として算出し、上記照合条件管理手段は、上記照合効率化の要否を含めて、２つ以上の異なる組み合わせ条件を管理するのが好ましい。
【００２４】
照合効率化部も備えることで、位置検出精度の維持と省メモリ化の両立と共に、撮像対象の大きさに関する情報を特定することができる。
【００２５】
この発明の他の局面に従う装置は、撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による上記撮像画像上の指示位置を特定し、上記指示位置に応じた処理を実行する情報処理装置であって、上記撮像対象の大きさに応じて異なる処理を実行する、１つまたは２つ以上の処理手段と、上記画像データを用いて特定される、上記撮像対象の大きさに関する情報に基づいて、上記処理手段の処理内容を切り替える処理切替手段とを備えることを特徴とする。
【００２６】
好ましくは、上記画像データの解像度を調整する解像度調整手段と、上記画像データ上の画素ごとに、該画素の画素値と複数の隣接画素の画素値とから画素ごとの勾配方向を特定する勾配方向特定手段と、注目画素の周囲で所定の画素数を含む領域である照合領域と、あらかじめ定められたモデルパターンとの照合を行って、上記照合領域に含まれる勾配方向と、上記モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数から、上記照合領域と上記モデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出する合致度算出手段と、２つ以上の異なる大きさを有する照合領域に対応して、あらかじめ定められた２つ以上の異なる大きさを有するモデルパターンを格納するモデルパターン格納手段と、上記合致度算出手段が算出した合致度が最大となる注目画素の位置から、撮像対象による上記撮像画像上の指示位置を特定する位置特定手段と、上記解像度調整手段における解像度調整の要否または解像度調整度合いと、上記合致度算出手段における照合時に用いるモデルパターンの大きさとについて、２つ以上の異なる組み合わせ条件を管理し、上記２つ以上の各組み合わせ条件で照合を行うように制御する照合条件管理手段とを備え、上記処理切替手段は、上記２つ以上の各組み合わせ条件での照合結果に応じて出力される、上記撮像対象の大きさに関する情報に基づいて、上記処理手段の処理内容を切り替えることを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、撮像対象の大きさに応じて、異なる応答処理を行うことができる。
【００２８】
本発明の他の局面に従う位置検出プログラムは、撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による上記撮像画像上の指示位置を特定する機能を備えた位置検出をコンピュータに実行させるプログラムであって、上記画像データの解像度を調整する解像度調整ステップと、上記画像データ上の画素ごとに、該画素の画素値と複数の隣接画素の画素値とから画素ごとの勾配方向を特定する勾配方向特定ステップと、注目画素の周囲で所定の画素数を含む領域である照合領域と、あらかじめ定められたモデルパターンとの照合を行って、上記照合領域に含まれる勾配方向と、上記モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数から、上記照合領域と上記モデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出する合致度算出ステップと、上記合致度算出ステップで算出した合致度が最大となる注目画素の位置から、撮像対象による上記撮像画像上の指示位置を特定する位置特定ステップと、上記解像度調整ステップにおける解像度調整の要否または解像度調整度合いについて、２つ以上の異なる条件を管理し、上記２つ以上の各条件で照合を行うように制御する照合条件管理ステップと、上記２つ以上の各条件での照合結果に応じて、上記位置特定ステップで特定された指示位置と、撮像対象の大きさに関する情報を出力する位置・大きさ出力ステップとを備えることを特徴とする。
【００２９】
本発明の他の局面に従う位置検出プログラムは、撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による上記撮像画像上の指示位置を特定する機能を備えた位置検出をコンピュータに実行させるプログラムであって、上記画像データ上の画素ごとに、該画素の画素値と複数の隣接画素の画素値とから画素ごとの勾配方向を特定する勾配方向特定ステップと、注目画素の周囲で所定の画素数を含む領域である照合領域と、あらかじめ定められたモデルパターンとの照合を行って、上記照合領域に含まれる勾配方向と、上記モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数から、上記照合領域と上記モデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出する合致度算出ステップと、上記合致度算出ステップで算出した合致度が最大となる注目画素の位置から、撮像対象による上記撮像画像上の指示位置を特定する位置特定ステップと、上記合致度算出ステップにおける照合時に用いるモデルパターンの大きさについて、２つ以上の異なる条件を管理し、上記２つ以上の各条件で照合を行うように制御する照合条件管理ステップと、上記２つ以上の各条件での照合結果に応じて、上記位置特定ステップで特定された指示位置と、撮像対象の大きさに関する情報を出力する位置・大きさ出力ステップとを備えることを特徴とする。
【００３０】
本発明のさらに他の局面に従う位置検出プログラムは、撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による上記撮像画像上の指示位置を特定する機能を備えた位置検出をコンピュータに実行させるプログラムであって、上記画像データの解像度を調整する解像度調整ステップと、上記画像データ上の画素ごとに、該画素の画素値と複数の隣接画素の画素値とから画素ごとの勾配方向を特定する勾配方向特定ステップと、注目画素の周囲で所定の画素数を含む領域である照合領域と、あらかじめ定められたモデルパターンとの照合を行って、上記照合領域に含まれる勾配方向と、上記モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数から、上記照合領域と上記モデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出する合致度算出ステップと、上記合致度算出ステップで算出した合致度が最大となる注目画素の位置から、撮像対象による上記撮像画像上の指示位置を特定する位置特定ステップと、上記解像度調整ステップにおける解像度調整の要否または解像度調整度合いと、上記合致度算出ステップにおける照合時に用いるモデルパターンの大きさとについて、２つ以上の異なる組み合わせ条件を管理し、上記２つ以上の各組み合わせ条件で照合を行うように制御する照合条件管理ステップと、上記２つ以上の各組み合わせ条件での照合結果に応じて、上記位置特定ステップで特定された指示位置と、撮像対象の大きさに関する情報を出力する位置・大きさ出力ステップとを備えることを特徴とする。
【００３１】
好ましくは、上記合致度算出ステップは、上記照合条件管理ステップで管理される、２つ以上の異なる大きさを有するモデルパターンごとに算出した合致度に基づいて、撮像対象の大きさを判定する大きさ判定ステップを備える。
【００３２】
これによると、モデルパターンのサイズを複数用意して（例えば、７×７、１１×１１、１５×１５）、同じ解像度の画像データについて、複数用意したそれぞれのサイズ（例えば、７×７、１１×１１、１５×１５）のモデルパターンを用いて照合して、モデルパターンのサイズごとに合致度を算出し、算出された合致度に基づいて撮像対象の大きさを判定することで、モデルパターンのサイズの種類数よりも詳細な大きさの判定をすることができる。
【００３３】
また好ましくは、上記大きさ判定ステップは、上記モデルパターンごとに算出された合致度を用いて、モデルパターンごとの寄与率を算出し、上記モデルパターンごとの寄与率を所定の閾値で判定することにより、撮像対象の大きさを判定する。
【００３４】
これによると、モデルパターンのサイズを複数用意して（例えば、７×７、１１×１１、１５×１５）、モデルパターンのサイズごとに算出された合致度を用いて寄与率を算出し、算出された寄与率を所定の閾値で判定することで、モデルパターンのサイズの種類数よりも詳細な大きさの判定をすることができる。この場合、具体的には例えば、モデルパターンサイズ７×７、モデルパターンサイズ１１×１１、モデルパターンサイズ１５×１５の３つの大きさ種類数（例えば、小、中、大）への分類に留まらず、５種類以上の大きさ（例えば、大きさ１、大きさ２、大きさ３、大きさ４、大きさ５）に分類することができる。
【００３５】
また、好ましくは、上記大きさ判定ステップは、上記モデルパターンごとに算出された合致度を用いて、モデルパターンごとの寄与率を算出し、上記モデルパターンごとの寄与率と、所定の重み係数とを用いて大きさを示す情報を算出することにより、撮像対象の大きさを判定する。
【００３６】
これによると、モデルパターンのサイズを複数用意して（例えば、７×７、１１×１１、１５×１５）、モデルパターンのサイズごとに算出された合致度を用いて寄与率を算出し、算出された寄与率と、所定の重み係数とを用いて大きさを示す情報を算出することで、モデルパターンのサイズの種類数よりも詳細な大きさの判定をすることができる。この場合、具体的には例えば、モデルパターンサイズ７×７、モデルパターンサイズ１１×１１、モデルパターンサイズ１５×１５の３つの大きさ種類数（例えば、小、中、大）への分類に留まらず、例えば２５６種類以上の大きさ（大きさ０、大きさ１、・・・、大きさ２５５）に分類することができる。
【００３７】
この場合、好ましくは、上記照合領域を、複数の同一画素数の分割領域に分割すると共に、該分割領域ごとに、該分割領域に含まれる画素ごとの勾配方向の情報を、上記分割領域に含まれる勾配方向の情報に置き換えることで、上記照合領域と上記モデルパターンとの照合の効率化を図るための照合効率化ステップを備え、上記合致度算出ステップは、上記照合効率化で照合の効率化が行われた照合領域と上記モデルパターンとの照合を行って、上記照合領域内のそれぞれの分割領域に含まれる勾配方向と、上記モデルパターンにおける勾配方向との一致数を、上記合致度として算出し、上記照合条件管理ステップは、上記照合効率化の要否を含めて、２つ以上の異なる組み合わせ条件を管理することを特徴とする。
【００３８】
本発明の他の局面に従う情報処理プログラムは、撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による上記撮像画像上の指示位置を特定し、上記指示位置に応じた処理をコンピュータに実行させる情報処理プログラムであって、上記撮像対象の大きさに応じて異なる処理を実行する、１つまたは２つ以上の処理ステップと、上記画像データを用いて特定される、上記撮像対象の大きさに関する情報に基づいて、上記処理ステップの処理内容を切り替える処理切替ステップとを備えることを特徴とする。
【００３９】
この発明において好ましくは、上記画像データの解像度を調整する解像度調整ステップと、上記画像データ上の画素ごとに、該画素の画素値と複数の隣接画素の画素値とから画素ごとの勾配方向を特定する勾配方向特定ステップと、注目画素の周囲で所定の画素数を含む領域である照合領域と、あらかじめ定められたモデルパターンとの照合を行って、上記照合領域に含まれる勾配方向と、上記モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数から、上記照合領域と上記モデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出する合致度算出ステップと、２つ以上の異なる大きさを有する照合領域に対応して、あらかじめ定められた２つ以上の異なる大きさを有するモデルパターンを格納するモデルパターン格納ステップと、上記合致度算出ステップで算出した合致度が最大となる注目画素の位置から、撮像対象による上記撮像画像上の指示位置を特定する位置特定ステップと、上記解像度調整ステップにおける解像度調整の要否または解像度調整度合いと、上記合致度算出ステップにおける照合時に用いるモデルパターンの大きさとについて、２つ以上の異なる組み合わせ条件を管理し、上記２つ以上の各組み合わせ条件で照合を行うように制御する照合条件管理ステップとを備え、上記処理切替ステップは、上記２つ以上の各組み合わせ条件での照合結果に応じて出力される、上記撮像対象の大きさに関する情報に基づいて、上記処理ステップの処理内容を切り替えることを特徴とする。
【００４０】
本発明はまた、上記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体にかかる。
【００４１】
本発明の他の局面に従う方法は、撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による上記撮像画像上の指示位置を特定する機能を備えた位置検出をコンピュータに実行させる位置検出方法であって、上記画像データの解像度を調整する解像度調整ステップと、上記画像データ上の画素ごとに、該画素の画素値と複数の隣接画素の画素値とから画素ごとの勾配方向を特定する勾配方向特定ステップと、注目画素の周囲で所定の画素数を含む領域である照合領域と、あらかじめ定められたモデルパターンとの照合を行って、上記照合領域に含まれる勾配方向と、上記モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数から、上記照合領域と上記モデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出する合致度算出ステップと、上記合致度算出ステップで算出した合致度が最大となる注目画素の位置から、撮像対象による上記撮像画像上の指示位置を特定する位置特定ステップと、上記解像度調整ステップにおける解像度調整の要否または解像度調整度合いについて、２つ以上の異なる条件を管理し、上記２つ以上の各条件で照合を行うように制御する照合条件管理ステップと、上記２つ以上の各条件での照合結果に応じて、上記位置特定ステップで特定された指示位置と、撮像対象の大きさに関する情報を出力する位置・大きさ出力ステップとを備えることを特徴とする。
【００４２】
本発明のさらに他の局面に従う方法は、撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による上記撮像画像上の指示位置を特定する機能を備えた位置検出をコンピュータに実行させる位置検出方法であって、上記画像データ上の画素ごとに、該画素の画素値と複数の隣接画素の画素値とから画素ごとの勾配方向を特定する勾配方向特定ステップと、注目画素の周囲で所定の画素数を含む領域である照合領域と、あらかじめ定められたモデルパターンとの照合を行って、上記照合領域に含まれる勾配方向と、上記モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数から、上記照合領域と上記モデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出する合致度算出ステップと、２つ以上の異なる大きさを有する照合領域に対応して、あらかじめ定められた２つ以上の異なる大きさを有するモデルパターンを格納するモデルパターン格納ステップと、上記合致度算出ステップで算出した合致度が最大となる注目画素の位置から、撮像対象による上記撮像画像上の指示位置を特定する位置特定ステップと、上記合致度算出ステップにおける照合時に用いるモデルパターンの大きさについて、２つ以上の異なる条件を管理し、上記２つ以上の各条件で照合を行うように制御する照合条件管理ステップと、上記２つ以上の各条件での照合結果に応じて、上記位置特定ステップで特定された指示位置と、撮像対象の大きさに関する情報を出力する位置・大きさ出力ステップとを備えることを特徴とする。
【００４３】
本発明のさらに他の局面に従う方法は、撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による上記撮像画像上の指示位置を特定する機能を備えた位置検出方法であって、上記画像データの解像度を調整する解像度調整ステップと、上記画像データ上の画素ごとに、該画素の画素値と複数の隣接画素の画素値とから画素ごとの勾配方向を特定する勾配方向特定ステップと、注目画素の周囲で所定の画素数を含む領域である照合領域と、あらかじめ定められたモデルパターンとの照合を行って、上記照合領域に含まれる勾配方向と、上記モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数から、上記照合領域と上記モデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出する合致度算出ステップと、２つ以上の異なる大きさを有する照合領域に対応して、あらかじめ定められた２つ以上の異なる大きさを有するモデルパターンを格納するモデルパターン格納ステップと、上記合致度算出ステップで算出した合致度が最大となる注目画素の位置から、撮像対象による上記撮像画像上の指示位置を特定する位置特定ステップと、上記解像度調整ステップにおける解像度調整の要否または解像度調整度合いと、上記合致度算出ステップにおける照合時に用いるモデルパターンの大きさとについて、２つ以上の異なる組み合わせ条件を管理し、上記２つ以上の各組み合わせ条件で照合を行うように制御する照合条件管理ステップと、上記２つ以上の各組み合わせ条件での照合結果に応じて、上記位置特定ステップで特定された指示位置と、撮像対象の大きさに関する情報を出力する位置・大きさ出力ステップとを備えることを特徴とする。
【００４４】
好ましくは、上記合致度算出ステップは、上記照合条件管理ステップで管理される、２つ以上の異なる大きさを有するモデルパターンごとに算出した合致度に基づいて、撮像対象の大きさを判定する大きさ判定ステップを備える。
【００４５】
また好ましくは、上記大きさ判定ステップは、上記モデルパターンごとに算出された合致度を用いて、モデルパターンごとの寄与率を算出し、上記モデルパターンごとの寄与率を所定の閾値で判定することにより、撮像対象の大きさを判定する。
【００４６】
また好ましくは、上記大きさ判定ステップは、上記モデルパターンごとに算出された合致度を用いて、モデルパターンごとの寄与率を算出し、上記モデルパターンごとの寄与率と、所定の重み係数とを用いて大きさを示す情報を算出することにより、撮像対象の大きさを判定する。
【００４７】
本発明のさらに他の局面に従う方法は、撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による上記撮像画像上の指示位置を特定し、上記指示位置に応じた処理をコンピュータに実行させる情報処理方法であって、上記撮像対象の大きさに応じて異なる処理を実行する、１つまたは２つ以上の処理ステップと、上記画像データを用いて特定される、上記撮像対象の大きさに関する情報に基づいて、上記処理ステップの処理内容を切り替える処理切替ステップとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４８】
撮像対象の撮像画像上の指示位置のみでなく、撮像対象の大きさに関する情報も検出することを可能として、より柔軟な応答処理をすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明における位置検出装置、並びに情報処理装置の実施の一形態を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は、周囲が暗い場合における指の腹の撮像画像の撮像の様子を示す概要図である。  （ｂ）は、周囲が暗い場合における指の腹の撮像画像の特徴を示す概要図である。  （ｃ）は、周囲が明るい場合における指の腹の撮像画像の撮像の様子を示す概要図である。  （ｄ）は、周囲が明るい場合における指の腹の撮像画像の特徴を示す概要図である。  （ｅ）は、周囲が暗い場合におけるペン先の撮像画像の撮像の様子を示す概要図である。  （ｆ）は、周囲が暗い場合におけるペン先の撮像画像の特徴を示す概要図である。  （ｇ）は、周囲が明るい場合におけるペン先の撮像画像の撮像の様子を示す概要図である。  （ｈ）は、周囲が明るい場合におけるペン先の撮像画像の特徴を示す概要図である。
【図３】上記位置検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】（ａ）は、周囲が暗い場合における画像データの勾配方向の特徴を示す概要図である。  （ｂ）は、同図について照合効率化を行った後の様子を示す概要図である。
【図５】（ａ）は、小サイズ（７×７）のモデルパターンの一例を示す概要図である。  （ｂ）は中サイズ（１１×１１）のモデルパターンの一例を示す概要図である。  （ｃ）は、大サイズ（１５×１５）のモデルパターンの一例を示す概要図である。
【図６】（ａ）は、照合条件管理部が管理する各処理の組み合わせ条件テーブルの一例である。  （ｂ）は、照合条件管理部が管理する各処理の組み合わせ条件テーブルの他の例である。
【図７】上記情報処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】（ａ）は、ペンで操作したときの応答処理結果の一例を示す概要図である。  （ｂ）は、指で操作したときの応答処理結果の一例を示す概要図である。
【図９】本発明の他の実施例に係る位置検出装置、並びに情報処理装置のブロック図である。
【図１０】本発明の他の実施例に係る位置検出装置、並びに情報処理装置の処理のフローチャートを説明する図である。
【図１１】本発明の他の実施例に係る位置検出装置（情報処理装置）における大きさ判定部の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の他の実施例に係る位置検出装置（情報処理装置）における大きさ判定部の処理のフローチャートを説明する図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施例に係る位置検出装置（情報処理装置）における大きさ判定部の処理のフローチャートを説明する図である。
【図１４】（ａ）  照合条件管理部が管理する各処理の組み合わせ条件テーブルの一例である。  （ｂ）  照合条件管理部が管理する各処理の組み合わせ条件テーブルの他の例である。
【図１５】実施例５に係る位置検出装置における大きさ判定部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００５１】
〔１．位置検出装置（情報処理装置）の構成〕
【００５２】
図１は、本発明における位置検出装置、並びに情報処理装置の実施の一形態を示すブロック図である。
【００５３】
まず、図１及び図２（ａ）〜（ｈ）に基づいて、本発明の一実施形態である位置検出装置１（情報処理装置２０）の構成及び撮像画像の例について説明する。以下では、便宜上、位置検出装置１について説明するが、本発明の一実施形態である位置検出装置１の機能を必要とする情報処理装置（情報処理装置２０）であれば、一般の情報処理装置に対して適用可能である。
【００５４】
まず、位置検出装置１の構成の概要及び位置検出装置１の撮像原理について説明する。位置検出装置１は、表示機能を有しており、複数の画素から構成される液晶ディスプレイ（ディスプレイ）及び該液晶ディスプレイに光を照射するバックライトを備えている点は、通常の液晶ディスプレイと同様である。
【００５５】
しかし、位置検出装置１における液晶ディスプレイは、各画素内に光センサー（撮像センサー）が内蔵され、該光センサーによって液晶ディスプレイの表示画面に近接してきた外部の物体など（撮像対象）を撮像し、画像データ（撮像センサーによって撮像された画像データ）として取り込むことが可能となっている点が、通常の液晶ディスプレイと異なっている。
【００５６】
なお、液晶ディスプレイは、複数の画素のうち所定数の画素のそれぞれに光センサーが内蔵されているものであっても良いが、光センサーによる撮像画像の解像度の観点から、光センサーは、すべての画素に内蔵されていることが好ましい。
【００５７】
なお、位置検出装置１の液晶ディスプレイは、通常の液晶ディスプレイと同様に、複数の走査線と複数の信号線とが交差するように配線され、この各交差部に画素が配置され、薄膜トランジスタ、及び各種容量を有する画素を備えた表示部と、走査線を駆動する駆動回路と、信号線を駆動する駆動回路とを備えているものである。
【００５８】
また、位置検出装置１の液晶ディスプレイは、例えば各画素内に撮像センサーとしてフォトダイオード（撮像センサー）を内蔵する構成となっている。このフォトダイオードには、キャパシタが接続され、表示画面から入射された光のフォトダイオードでの受光量の変化に応じてキャパシタの電荷量を変化させる構成となっている。そして、このキャパシタの両端の電圧を検出することにより画像データを生成することで、画像の撮像（取り込み）を行うようになっている。これが位置検出装置１の液晶ディスプレイによる撮像原理である。
【００５９】
なお、撮像センサーとしては、フォトダイオードに限られず、光電効果を動作原理とし、液晶ディスプレイなどの各画素に内蔵できるものであれば、何であっても良い。
【００６０】
以上の構成により、位置検出装置１は、液晶ディスプレイ本来の画像を表示する表示機能に加え、表示画面に近接してきた外部の物体の画像（撮像対象）を撮像する撮像機能を備える構成となっている。それゆえ、ディスプレイの表示画面でのタッチ入力が可能な構成とすることができる。
【００６１】
ここで、図２（ａ）〜（ｈ）に基づき、位置検出装置１の液晶ディスプレイの各画素に内蔵されたフォトダイオードによって撮像される撮像対象の例として、「指の腹」と「ペン先」との例を挙げ、それぞれの撮像画像（又は画像データ）の特徴の概要について説明する。
【００６２】
図２（ａ）は、周囲が暗い場合における指の腹の撮像画像の撮像の様子を示す概要図であり、図２（ｂ）は、周囲が暗い場合における指の腹の撮像画像の特徴を示す概要図である。図２（ａ）に示すように、ユーザが、暗い部屋で液晶ディスプレイの表示画面に、人差し指の腹を接触させた場合について考える。
【００６３】
この場合、図２（ｂ）の撮像画像２１は、バックライトが撮像対象（指の腹）に反射して得られる画像であり、白い円形状がぼやけたような画像となる。なお、各画素における勾配方向は、おおよそ、撮像画像におけるエッジ部分からエッジ部分に囲まれた領域の中心付近に向かう傾向を示している。（ここでは、勾配方向は暗い部分から明るい部分に向かう向きを正としている。）
【００６４】
次に、図２（ｃ）は、周囲が明るい場合における指の腹の撮像画像の撮像の様子を示す概要図であり、図２（ｄ）は、周囲が明るい場合における指の腹の撮像画像の特徴を示す概要図である。図２（ｃ）に示すように、ユーザが、明るい部屋で液晶ディスプレイの表示画面に、人差し指の腹を接触させた場合について考える。
【００６５】
この場合、図２（ｄ）の撮像画像２２は、外光が液晶ディスプレイの表示画面に入射することによって得られる画像（接触した場合は、バックライトによる反射光も混じる。）であり、人差し指で外光が遮られることによって生じた指の影と、液晶ディスプレイの表示画面に接触した指の腹にバックライトの光が反射してできた白い円形状がぼやけた部分とからなる。これらのうち白い円形状の部分における勾配方向は、上述した暗い部屋で指の腹を接触させた場合と同様の傾向を示すが、その周囲を囲む影は暗く、周囲が外光で明るいので、各画素における勾配方向は、白い円形状の部分における勾配方向と逆向きの傾向を示している。
【００６６】
図２（ｅ）は、周囲が暗い場合におけるペン先の撮像画像の撮像の様子を示す概要図であり、図２（ｆ）は、周囲が暗い場合におけるペン先の撮像画像の特徴を示す概要図である。図２（ｅ）に示すように、ユーザが、暗い部屋で液晶ディスプレイの表示画面に、ペン先を接触させた場合について考える。
【００６７】
この場合、図２（ｆ）の撮像画像２３は、バックライトが撮像対象（ペン先）に反射して得られる画像であり、小さな白い円形状がぼやけたような画像となる。なお、各画素における勾配方向は、おおよそ、撮像画像におけるエッジ部分からエッジ部分に囲まれた領域の中心付近に向かう傾向を示している。
【００６８】
次に、図２（ｇ）は、周囲が明るい場合におけるペン先の撮像画像の撮像の様子を示す概要図であり、図２（ｈ）は、周囲が明るい場合におけるペン先の撮像画像の特徴を示す概要図である。図２（ｇ）に示すように、ユーザが、明るい部屋で液晶ディスプレイの表示画面に、ペン先を接触させた場合について考える。
【００６９】
この場合、図２（ｈ）の撮像画像２４は、外光が液晶ディスプレイの表示画面に入射することによって得られる画像（接触した場合は、バックライトによる反射光も混じる。）であり、ペンで外光が遮られることによって生じたペンの影と、液晶ディスプレイの表示画面に接触したペン先にバックライトの光が反射してできた小さな白い円形状がぼやけた部分とからなる。これらのうち小さな白い円形状の部分における勾配方向は、上述した暗い部屋でペン先を接触させた場合と同様の傾向を示すが、その周囲を囲む影は暗く、周囲が外光で明るいので、各画素における勾配方向は、小さな白い円形状の部分における勾配方向と逆向きの傾向を示している。
【００７０】
以上のような、各勾配方向の分布は、例えば、指のように表面が柔らかく、面に接触することにより接触面が円形になる場合、または先が丸いペンのように表面が固くても接触面が円形になるような場合には、撮像画像におけるエッジ部分からエッジ部分に囲まれた領域の中心付近に向かうか、或いは、該中心付近から放射状にエッジ部分に向かうかのいずれかの傾向を示す。また、接触面がその他の形状であっても、撮像画像におけるエッジ部分からエッジ部分に囲まれた領域の中に向かうか、或いは、エッジ部分に囲まれた領域の中からその領域の外側に向かうかのいずれかの傾向を示す。さらに、これらの傾向は、撮像対象の状況等に応じて、大きく変わることは無い。したがって、勾配方向は、パターンマッチングに適した量である。
【００７１】
次に、図１に基づき、本実施の形態における位置検出装置１の構成の詳細について説明する。
【００７２】
位置検出装置１は、図１に示すように、撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による撮像画像上の指示位置と、撮像対象の大きさに関する情報とを特定する機能を備えたものであり、第１解像度調整部２ａ、第２解像度調整部２ｂ、エッジ勾配方向特定部３、照合効率化部４、モデルパターン格納部５、照合部６、位置特定部７、位置・大きさ出力部８、及び照合条件管理部９を備えるものである。
【００７３】
第１解像度調整部２ａは、撮像された撮像画像の画像データの解像度を調整するものである。解像度調整の機能については、Ｍ／Ｎ倍（Ｍ、Ｎはともに正の整数）に自由に調整可能なものでもよいし、１／２倍固定のものであってもよい。１／２倍固定の場合、例えば、２×２の４画素の平均値を１／２倍に縮小後の画像の対応する領域の画素値とすればよい。また、後述の照合条件管理部９で照合条件を切り替えるため、解像度調整機能のオン／オフを切り替え可能であることが好ましい。
【００７４】
第２解像度調整部２ｂは、撮像された撮像画像の画像データの解像度を調整するものである。解像度調整の機能については、Ｍ／Ｎ倍に自由に調整可能なものでもよいし、１／２倍固定のものであってもよい。１／２倍固定の場合、例えば、２×２の４画素の平均値を１／２倍に縮小後の画像の対応する領域の画素値とすればよい。また、後述の照合条件管理部９で照合条件を切り替えるため、解像度調整機能のオン／オフを切り替え可能であることが好ましい。
【００７５】
ここで、第１解像度調整部２ａと第２解像度調整部２ｂは、Ｍ／Ｎ倍に自由に調整可能な１つの解像度調整処理部であってもよく、また、１／２倍固定の解像度調整部を３つ以上配置してもよい。１／２倍固定の解像度調整部を複数配置する場合、Ｍ／Ｎ倍に自由に調整可能な場合に比べて、回路コストを低減できるという効果がある。また、同様の理由により、１／Ｌ（Ｌは正の２の倍数）倍の解像度調整部を１つ配置してもよい。
【００７６】
エッジ勾配方向特定部３は、画像データ上の画素ごとにエッジ勾配方向を特定するものである。具体的には、例えば以下のようにエッジ勾配方向を特定することができる。
【００７７】
まず、画像データ上の画素ごとに、注目画素の画素値と複数の隣接画素の画素値とから注目画素の画素値の縦方向勾配量及び横方向勾配量を算出する。具体的には、Ｓｏｂｅｌ（ソベル）オペレータ、Ｐｒｅｗｉｔｔ（プリウイット）オペレータなどのエッジ抽出オペレータを用いれば良い。
【００７８】
例えば、Ｓｏｂｅｌオペレータについて説明すると、各画素の画素位置ｘ（ｉ，ｊ）における局所的な縦方向勾配Ｓｙ及び横方向勾配Ｓｘは、次式（１）のように求められる。
【数１】
2010231760.tif 000003
【００７９】
ここで、ｘｉｊは画素位置ｘ（ｉ，ｊ）における画素値を表し、ｉは水平方向に沿った画素の位置を、ｊは垂直方向に沿った画素の位置をそれぞれ表す。ここに、ｉ及びｊは正の整数である。
【００８０】
ここで、式（１）は、次式（２）・（３）の３×３のＳｏｂｅｌオペレータ（行列演算子Ｓｘ及びＳｙ）を、画素位置ｘ（ｉ，ｊ）を注目画素とする３×３画素に適用することと等価である。
【数２】
2010231760.tif 000004
【００８１】
なお、縦方向勾配Ｓｙ及び横方向勾配Ｓｘに基づけば、画素位置ｘ（ｉ，ｊ）における勾配の大きさＡＢＳ（Ｓ）及び勾配方向ＡＮＧ（Ｓ）は、次のように与えられる。なお、以下では、演算子としての縦方向勾配Ｓｙ及び横方向勾配Ｓｘを各画素に適用することによって得られた縦方向勾配量及び横方向勾配量をそれぞれ、便宜上縦方向勾配量Ｓｙ及び横方向勾配量Ｓｘと記載する場合がある。
【数３】
2010231760.tif 000005
【００８２】
次に、上記算出した各画素の縦方向勾配量Ｓｙ及び横方向勾配量Ｓｘの算出結果から、撮像画像のエッジ部分の画素であるエッジ画素を抽出（特定）する。
【００８３】
ここで、エッジ画素とは、画像データを構成する各画素のうち、明るさが急激に変化する部分（エッジ）における画素である。より、具体的には、エッジ画素とは、縦方向勾配量Ｓｙ及び横方向勾配量Ｓｘのそれぞれ、又は勾配の大きさＡＢＳ（Ｓ）が所定の閾値以上である画素のことである。
【００８４】
なお、このエッジ画素を抽出する目的は、抽出された複数のエッジ画素については、勾配方向を特定し、エッジ画素以外の画素については一律無方向と看做して特定するようにする点にある。
【００８５】
ここで、勾配方向ＡＮＧ（Ｓ）は、０ｒａｄ〜２πｒａｄの範囲で変化する連続量であるから、本実施形態においては、これを例えば８方向に量子化したものを勾配方向としてパターンマッチングに使用する特徴的な量（以下「特徴量」と呼ぶことがある。）とする。なお、より精度の高いパターンマッチングを行なうために、１６方位などに量子化しても良い。なお、方向の量子化とは、勾配方向ＡＮＧ（Ｓ）が所定の範囲内にある方向を一律にある特定の方向の勾配方向であると看做して取り扱うことを言う。
【００８６】
照合効率化部４は、注目画素の周囲で所定の画素数を含む領域である照合領域と、あらかじめ定められたモデルパターンとの照合（以下、「パターンマッチング」と呼ぶことがある。）を行う場合に、照合領域とモデルパターンとの照合の効率化を図るためのものである。
【００８７】
モデルパターン格納部５は、モデルパターンを格納しておくものである。モデルパターン格納部５は、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやコンパクトディスク−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／デジタルビデオデイスク／コンパクトディスク−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【００８８】
照合部６は、例えば、照合領域と、モデルパターンとの照合を行って、照合領域に含まれる勾配方向と、モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数（以下、「一致画素数」と呼ぶ。）を算出することにより、照合領域とモデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出するものである。照合は、画素位置ｘ（ｉ，ｊ）における全ての画素の１つずつについて、その照合領域と、モデルパターンとの照合を行なう。そして、合致度が最大となる画素を見つける。パターンマッチングの方法については、特開２００８−２５０９４９号公報、２００８−２５０９５０号公報，２００８−２５０９５１号公報に記載されている通りである。
【００８９】
位置特定部７は、照合部６が算出した合致度が最大となる画素（以下、「ピーク画素」と呼ぶ。）の位置から、撮像対象による撮像画像上の指示位置を特定するものである。具体的には、例えば以下のように指示位置を特定することができる。
【００９０】
まず、注目画素の周囲で所定の画素数を含む探索領域（以下、「第１領域」と呼ぶ場合がある。）内で、照合部６が算出した合致度が最大値を取る画素であるピーク画素を探索する。
【００９１】
次に、探索領域の画素数よりも少ない所定の画素数を有すると共に、探索領域内に完全に包含される小領域（以下、「第２領域」と呼ぶ場合がある。）内に、上記探索にて発見したピーク画素が存在することを判定した場合に、撮像対象による撮像画像上の指示位置を算出させる。
【００９２】
指示位置の算出は、上記発見したピーク画素を中心とする所定の画素数を含む領域であるピーク画素領域内の、画素ごとの合致度を用いて、撮像対象による撮像画像上の指示位置を算出する。
【００９３】
位置・大きさ出力部８は、位置特定部７が特定した指示位置と、後述の照合条件管理部９が管理する照合条件に基づいて特定される撮像対象の大きさに関する情報を出力するものである。
【００９４】
照合条件管理部９は、第１解像度調整部２ａ、第２解像度調整部２ｂにおける解像度調整の要否、または解像度調整度合い（例えば、１／２縮小）について、条件を管理するものである。また、照合条件管理部９は、照合効率化部４における照合効率化の要否について、条件を管理するものである。また、照合条件管理部９は、照合部６で用いるモデルパターンのサイズ（例えば、７×７または１１×１１または１５×１５）について、条件を管理するものである。また、照合条件管理部９は、照合条件を管理／制御することにより、位置・大きさ出力部８で出力する撮像対象の大きさに関する情報を特定するものである。
【００９５】
次に、図１に基づき、本実施の形態における情報処理装置２０の構成の詳細について説明する。
【００９６】
情報処理装置２０は、図１に示すように、撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による撮像画像上の指示位置と、撮像対象の大きさに関する情報とを特定する機能を備えると共に、撮像対象の大きさに応じて異なる処理を行う機能を備えたものであり、処理切替部１０、指示物小向け処理部１１、指示物大向け処理部１２を備えるものである。
【００９７】
処理切替部１０は、位置・大きさ出力部８が出力する撮像対象の大きさに関する情報に基づいて、後述の指示物小向け処理部１１、または指示物大向け処理部１２のどちらを用いて処理を実行するかを切り替えるものである。
【００９８】
ここでは、指示物小向け処理部１１、または指示物大向け処理部１２のどちらかを選択的に切り替える場合について説明するが、３つ以上の指示物サイズ向けの処理部を配置して、選択的に切り替えてもよく、また、２つ以上の指示物サイズ向けの処理条件が切り替わるような１つの処理部を配置し、処理切替部１０で、パラメータ調整などにより処理条件を切り替えるようにしてもよい。
【００９９】
指示物小向け処理部１１は、撮像対象の大きさが小さい時に実行される処理を行うものである。具体的には、例えば、図８（ａ）に示すように、指示物小の撮像対象としてペンを想定して、線を描画するような処理を行うようにすればよい。
【０１００】
指示物大向け処理部１２は、撮像対象の大きさが大きい時に実行される処理を行うものである。具体的には、例えば、図８（ｂ）に示すように、指示物大の撮像対象として指を想定して、描画内容を消去するような（例えば、消しゴムのような）処理を行うようにすればよい。
〔２．位置検出装置（情報処理装置）の動作の概要〕
【０１０１】
次に、図１及び図３に基づいて、本発明の一実施形態である位置検出装置１の動作の概要について説明する。
【０１０２】
なお、〔２．位置検出装置（情報処理装置）の動作の概要〕において説明すること以外の構成は、〔１．位置検出装置（情報処理装置）の構成〕で述べたものとと同じである。また、説明の便宜上、〔１．位置検出装置（情報処理装置）の構成〕の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、以下適宜項目を設けるが、この場合においては、上記なお書き以下の同様の説明は省略する。
【０１０３】
図３は位置検出装置１の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１０１（以下「Ｓ１０１」のように記載する。）では、図１の照合条件管理部９で管理される現在の照合条件に基づき、第１解像度調整部２ａが解像度調整するか否かを判定し、解像度調整要（ＹＥＳ）の場合、Ｓ１０２に進み、解像度調整不要（ＮＯ）の場合、第１解像度調整を行わず、Ｓ１０３に進む。
【０１０４】
ここで、第１解像度調整の要否について、照合条件管理部９で管理することが、本発明の特徴の一つである。このように、照合条件管理部９で、第１解像度調整の要否を管理することにより、撮像対象の大きさに関する情報を出力することが可能となる。
【０１０５】
Ｓ１０２では、第１解像度調整部２ａが、照合条件管理部９で管理される現在の照合条件に基づき、解像度を調整して、Ｓ１０３に進む。具体的には、例えば、３２０×２４０画素の画像データであれば、１６０×１２０画素（低解像度化率１／２）のようにバイリニア縮小させる。ここでバイリニア縮小とは、例えば２×２の各画素の画素値の平均値を取り、２×２画素のデータを該平均値を持った１×１画素のデータに置換することにより、全体として１／４の情報圧縮を行なうことを言う。
【０１０６】
Ｓ１０３では、照合条件管理部９で管理される現在の照合条件に基づき、第２解像度調整部２ｂが解像度調整するか否かを判定し、解像度調整要（ＹＥＳ）の場合、Ｓ１０４に進み、解像度調整不要（ＮＯ）の場合、第２解像度調整を行わず、Ｓ１０５に進む。
【０１０７】
ここで、第２解像度調整の要否について、照合条件管理部９で管理することが、本発明の特徴の一つである。このように、照合条件管理部９で、第２解像度調整の要否を管理することにより、撮像対象の大きさに関する情報を出力することが可能となる。
【０１０８】
Ｓ１０４では、第２解像度調整部２ｂが、照合条件管理部９で管理される現在の照合条件に基づき、解像度を調整して、Ｓ１０５に進む。具体的には、例えば、３２０×２４０画素の画像データが入力されて、Ｓ１０２で低解像度化率１／２の縮小処理が実行された場合、１６０×１２０画素から８０×６０画素（低解像度化率１／２）のようにバイリニア縮小させる。
【０１０９】
Ｓ１０５では、エッジ勾配方向特定部３が、画像データ上の画素ごとに、縦方向勾配量Ｓｙ及び横方向勾配量Ｓｘを算出してから、画素ごとの勾配方向と無方向とのいずれかを特定して、Ｓ１０６に進む。
【０１１０】
Ｓ１０６では、照合条件管理部９で管理される現在の照合条件に基づき、照合効率化部４が照合効率化するか否かを判定し、照合効率化要（ＹＥＳ）の場合、Ｓ１０７に進み、照合効率化不要（ＮＯ）の場合、照合効率化を行わず、Ｓ１０８に進む。
【０１１１】
ここで、照合効率化の要否について、照合条件管理部９で管理することが、本発明の特徴の一つである。このように、照合条件管理部９で、照合効率化の要否を管理することにより、撮像対象の大きさに関する情報を出力することが可能となる。
【０１１２】
Ｓ１０７では、照合効率化部４が、照合領域を、複数の同一画素数の分割領域に分割すると共に、分割領域ごとに、分割領域に含まれる画素ごとの勾配方向及び無方向の情報を、分割領域に含まれる勾配方向及び上記無方向の情報に置き換えることで、照合領域とモデルパターンとの照合の効率化を図り、Ｓ１０８に進む。この場合、照合部６は、照合効率化部４によって照合の効率化が行なわれた照合領域とモデルパターンとの照合を行なって、照合領域内のそれぞれの分割領域に含まれる勾配方向と、モデルパターンにおける勾配方向との一致数を、上記合致度として算出する。照合効率化に関して、具体的には、例えば以下のように照合効率化を図ることができる。
【０１１３】
まず、図４（ａ）に示すように、周囲が暗い場合における画像データの各画素における勾配方向の分布の特徴は、中央にほぼ円形状の無方向の画素の領域があり、その回りをとり囲むようにして該無方向の領域に向かう向きに勾配方向が向いた画素が多数分布している。
【０１１４】
次に、図４（ｂ）は、図４（ａ）の画像データについて照合効率化を行った後の様子を示す概要図である。
【０１１５】
図４（ａ）に示すように、１４×１４画素の領域（照合領域）を、複数の２×２画素の領域（分割領域）に分割すると共に、２×２画素の領域ごとに、２×２画素の領域に含まれる画素ごとの勾配方向及び無方向の情報を、２×２画素の領域に含まれる勾配方向及び無方向の情報に置き換えることで、１４×１４画素の領域とモデルパターン（モデルパターンの例については後に詳しく説明する。）との照合の効率化が行われる。
【０１１６】
たとえば、図４（ａ）に示す１４×１４画素の領域を分割した複数の２×２画素の領域のうち、上から２つめ、左から１つめの２×２画素の領域には、左上の画素が「無方向」、右上の画素が「右下向き（勾配方向）」、左下の画素が「右向き（勾配方向）」、及び右下の画素が「右下向き（勾配方向）」となっている。この２×２画素の領域について各勾配方向の存在位置に関する情報を省略したものが、図４（ｂ）の上から２つめ、左から１つめのブロック（以下、便宜上「画素」と呼ぶ場合がある。）である。他のブロックも同様にして生成することができる。結果として、図４（ａ）に示す１４×１４画素の領域は、合計７×７＝４９個の２×２画素の領域に分割される。
【０１１７】
Ｓ１０８では、照合部６が、照合領域と、モデルパターン格納部５に格納されているモデルパターンとの照合を行って、一致画素数を算出することにより合致度を算出して、Ｓ１０９に進む。
【０１１８】
ここで、図５を用いて、モデルパターンの具体例について説明する。
【０１１９】
図５において、（ａ）は、小サイズ（７×７）のモデルパターンの一例を示す概要図であり、（ｂ）は中サイズ（１１×１１）のモデルパターンの一例を示す概要図であり、（ｃ）は、大サイズ（１５×１５）のモデルパターンの一例を示す概要図である。
【０１２０】
図５に示すように、ドーナツ状にエッジ勾配方向が配置されるモデルパターンを、複数サイズ用意しておく。ここで、各サイズのモデルパターンが、ドーナツ状にエッジ勾配方向を配置しているのは、図２（ｂ）、図２（ｄ）、図２（ｆ）、図２（ｈ）に示すように、暗い方から明るい方に向かうエッジ勾配方向は、撮像対象が接触している円形状の接触面の周囲部分（エッジ画素）において、外側から円形状の中心側へ向かう特徴量として抽出される傾向に従うものである。この傾向は、図４（ａ）に示す、周囲が暗い場合における画像データの勾配方向の特徴を示す概要図からも明らかである。
【０１２１】
また、複数サイズ用意しておくのは、撮像対象がペンの場合や、指の場合など、接触面の面積が異なる場合にそれぞれ対応するためのものである。これらの複数サイズのモデルパターンについて、照合部６で照合に用いる際に、どのサイズを用いるかについて、照合条件管理部９で管理することが、本発明の特徴の一つである。このように、照合条件管理部９で、モデルパターンのサイズを管理することにより、撮像対象の大きさに関する情報を出力することが可能となる。
【０１２２】
Ｓ１０９では、位置特定部７が、Ｓ１０８で照合部６が算出した合致度が最大となるピーク画素の位置から、撮像対象による撮像画像上の指示位置を特定して、Ｓ１１０に進む。
【０１２３】
Ｓ１１０では、位置・大きさ出力部８が、Ｓ１０９で位置特定部７が特定した指示位置と、照合条件管理部９が管理する照合条件に基づいて特定される撮像対象の大きさに関する情報を出力して一連の処理を終了する。
【０１２４】
ここで、図３のフローチャートで説明した一連の位置・大きさ特定処理は、照合条件管理部９が管理する複数の組み合わせ条件（照合条件）のうちのある１つの組み合わせ条件について位置・大きさ特定処理を実行する場合について説明したものである。実際には、照合条件管理部９が管理する複数の組み合わせ条件（照合条件）のそれぞれについて、図３のフローチャートで説明した一連の位置・大きさ特定処理を実行する。この際、Ｓ１０９で、位置特定部７が特定した撮像対象による撮像画像上の指示位置を、指示位置記憶部（図示せず）に記憶しておき、また、その時に照合条件管理部９が管理する組み合わせ条件（照合条件）に基づいて撮像対象の大きさに関する情報を、撮像対象サイズ記憶部（図示せず）に記憶しておき、Ｓ１１０の位置・大きさ出力処理は都度実行することなく、照合条件管理部９が管理する組み合わせ条件（照合条件）の全てについて、位置・大きさ特定処理を完了した時点で、Ｓ１１０の位置・大きさ出力処理を実行するようにしてもよい。
【０１２５】
次に、図６に基づいて、照合条件管理部９が管理する、各処理の組み合わせ条件について説明する。
【０１２６】
図６において、（ａ）は、照合条件管理部が管理する各処理の組み合わせ条件テーブルの一例であり、（ｂ）は、照合条件管理部が管理する各処理の組み合わせ条件テーブルの他の例である。
【０１２７】
図６（ａ）では、第１解像度調整部２ａ、第２解像度調整部２ｂ、照合効率化部４、照合部６での各処理条件の組み合わせと、指示物（撮像対象）大きさについて、５通り（条件Ａ、条件Ｂ、条件Ｃ１、条件Ｃ２、条件Ｃ３）の組み合わせ条件を管理している。このように、各処理部の処理条件について、１つずつを規定して組み合わせることで、照合時の解像度とモデルパターンサイズの関係から、指示物の大きさを特定することが可能となる。すなわち、画素位置ｘ（ｉ，ｊ）における全ての画素の１つずつについて、各条件のそれぞれについて、その照合領域とモデルパターンとの照合を行ない、合致度を算出する。そして、合致度が最大となった画素とその条件を見つけるのである。たとえば、画素位置ｘ（ｍ，ｎ）の位置で合致度が最大であれば、（ｍ，ｎ）が指示位置である。そして、その合致度が最大のものが得られた条件が例えば図６（ａ）の条件Ｃ１の場合であったなら、指示物の大きさは大１であったと判定される。
【０１２８】
図６（ｂ）では、第１解像度調整部２ａ、第２解像度調整部２ｂ、照合効率化部４、照合部６での各処理条件の組み合わせと、指示物（撮像対象）大きさについて、２通り（条件Ａ、条件Ｃ）の組み合わせ条件を管理している。このように、各処理部の処理条件について、１つずつを規定するのみでなく、条件Ｃのように、複数のモデルパターンサイズを１つの組み合わせ条件に組み込んでもよい。この場合においても、照合時の解像度とモデルパターンサイズの関係から、指示物の大きさを特定することが可能となるが、１つの組み合わせ条件の要素の中に、複数の処理条件を認めることにより、指示物大きさについては、大きな括りの特定となる。すなわち、図６（ａ）では条件Ｃ１、条件Ｃ２、条件Ｃ３のそれぞれについて、指示物大きさ大１、大２、大３が対応しているのに対し、図６（ｂ）では、条件Ｃについて、指示物大きさ大の１つで対応することとなる。
【０１２９】
ここでは、照合条件管理部９が管理する各処理の組み合わせ条件テーブルについて２つの例を示したが、条件テーブルの内容は上述の内容に限定されるものではなく、照合時の解像度とモデルパターンサイズの関係に基づいて、種々の組み合わせを設定可能である。
【０１３０】
なお、高速処理の観点からは、できるだけ低解像度化することが好ましいが、必要なエッジ情報などを得るためには、例えば３２０×２４０画素（１５０ｄｐｉ）の画像データの場合であれば、８０×６０画素（低解像度化率１／４）を低解像度化の限度とすることが好ましい。また、高精度処理の観点からは、低解像度化を全く行わないか、低解像度化するとしても、１６０×１２０画素（低解像度化率１／２）に留めることが好ましい。
【実施例２】
【０１３１】
次に、図１及び図７に基づいて、本発明の一実施形態である情報処理装置２０の動作の概要について説明する。
【０１３２】
図７は情報処理装置２０の動作を示すフローチャートである。Ｓ２０１では、処理切替部１０が、図３のＳ１１０が出力する撮像対象の大きさに関する情報に基づいて、指示物が小さいか否かを判定し、指示物小（ＹＥＳ）の場合、Ｓ２０２に進み、指示物小以外（ＮＯ）の場合、Ｓ２０３に進む。
【０１３３】
Ｓ２０２では、指示物小向け処理部１１が、撮像対象の大きさが小さい時に実行される処理を行い、処理を終了する。
【０１３４】
Ｓ２０３では、指示物大向け処理部１２が、撮像対象の大きさが大きい時（小さくない時）に実行される処理を行い、処理を終了する。
【０１３５】
図８を参照して、指示物小向け処理部１１は、撮像対象の大きさが小さい時に実行される処理を行うものである。具体的には、例えば、図８（ａ）に示すように、指示物小の撮像対象としてペンを想定して、線を描画するような処理を行うようにすればよい。
【０１３６】
指示物大向け処理部１２は、撮像対象の大きさが大きい時に実行される処理を行うものである。具体的には、例えば、図８（ｂ）に示すように、指示物大の撮像対象として指を想定して、描画内容を消去するような（例えば、消しゴムのような）処理を行うようにすればよい。
【０１３７】
ここで、液晶表示装置３０は、位置検出装置１（情報処理装置２０）が撮像に用いる撮像センサーを備える液晶表示装置である。
【０１３８】
ここでは、撮像対象の大きさに基づいて切り替わる処理の一例として、線の描画と、描画内容の消去（消しゴム）の処理について説明したが、処理内容は上述のものに限定するものではなく、撮像対象の大きさに基づいて切り替わる、２つ以上の異なる処理であれば、どのような処理であってもよい。例えば、細いペン（指示物小）では幅１ドットの線を描画し、太いペンまたは小指（指示物中）では幅３ドットの線を描画し、人差し指または中指（指示物大）では幅５ドットの線を描画するようにしてもよい。
【実施例３】
【０１３９】
〔実施例３に係る位置検出装置（情報処理装置）の構成〕
【０１４０】
図９は、実施例３に係る位置検出装置、並びに情報処理装置のブロック図である。図９に基づき、本実施例における位置検出装置１ａの構成の詳細について説明する。なお、図９において、図１と同じ名称の処理部、並びに同じ符号を付記した処理部は、図１と同じ機能を有するものであるため、その説明を繰り返さない。
【０１４１】
図９に示すように、位置検出装置１ａは、撮像された撮像画像の画像データを用いて、撮像対象による撮像画像上の指示位置と、撮像対象の大きさに関する情報とを特定する機能を備えたものであり、第１解像度調整部２ａ、第２解像度調整部２ｂ、エッジ勾配方向特定部３、照合効率化部４、モデルパターン格納部５、照合部６ａ、位置特定部７、位置・大きさ出力部８、及び照合条件管理部９ａ、大きさ判定部１３を備えるものである。大きさ判定部１３を備えることにより、図１装置に比べて、撮像対象の大きさに関する情報をさらに詳細に検出することができる。
【０１４２】
照合部６ａは、例えば、照合領域と、モデルパターンとの照合を行って、照合領域に含まれる勾配方向と、モデルパターンに含まれる勾配方向とが一致する画素数（以下、「一致画素数」と呼ぶ。）を算出することにより、照合領域とモデルパターンとのマッチングの度合いを示す合致度を算出するものである。
【０１４３】
ここで照合部６ａは、複数の異なるサイズのモデルパターンと照合を行った際に、それぞれのサイズごとに算出した合致度を、大きさ判定部１３に出力する点において、図１装置における照合部６と異なる。複数の異なるサイズのモデルパターンサイズごとの合致度を、大きさ判定部に出力する方法は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）に複数の合致度を記憶しておいて、まとめて出力してもよく、また例えば、複数の異なるサイズのモデルパターンで合致度を算出するごとに、順次出力するようにしてもよい。いずれの出力形態であっても、大きさ判定部１３で大きさ判定を行う際に、複数の異なるモデルパターンサイズごとの合致度を参照できればよい。
【０１４４】
照合条件管理部９ａは、第１解像度調整部２ａ、第２解像度調整部２ｂにおける解像度調整の要否、または解像度調整度合い（例えば、１／２縮小）について、条件を管理するものである。また、照合条件管理部９ａは、照合効率化部４における照合効率化の要否について、条件を管理するものである。また、照合条件管理部９ａは、照合部６ａで用いるモデルパターンのサイズ（例えば、７×７または１１×１１または１５×１５）について、条件を管理するものである。また、照合条件管理部９ａは、照合条件を管理／制御することにより、位置・大きさ出力部８で出力する撮像対象の大きさに関する情報を特定するものである。
【０１４５】
ここで照合条件管理部９ａは、照合時に用いるモデルパターンのサイズ（例えば、７×７または１１×１１または１５×１５）がいずれであるかの条件を管理制御するだけでなく、照合部６ａで、複数の異なるサイズのモデルパターンを用いて照合を行った際に、大きさ判定部１３が出力する撮像対象の大きさに関する情報を管理する点において、図１装置における照合条件管理部９と異なる。
【０１４６】
〔本実施例に係る位置検出装置（情報処理装置）の動作の概要〕
【０１４７】
次に、図９及び図１０に基づいて、本実施例に係る位置検出装置１ａの動作の概要について説明する。なお、ここにおいて説明すること以外の構成は、〔実施例３に係る位置検出装置（情報処理装置）の構成〕で説明したものと同じであるので、その説明を繰り返さない。また、説明の便宜上、図９に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、以下適宜項目を設けるが、この場合においては、上記なお書き以下の同様の説明は省略する。また、図１０において、図３と同じ名称の処理ステップ、並びに同じ符号を付記した処理ステップは、図３と同じ処理内容を有するものであるため、説明を省略する。
【０１４８】
図１０は位置検出装置１ａの動作を示すフローチャートである。図９を参照しながら説明する。
【０１４９】
Ｓ１０８ａでは、照合部６ａが、照合領域と、モデルパターン格納部５に格納されているモデルパターンとの照合を行って、モデルパターン格納部５に複数の異なるサイズのモデルパターンが格納されている場合、モデルパターンのサイズごとに一致画素数を算出することにより合致度を算出して、Ｓ１１１に進む。
【０１５０】
Ｓ１１１では、大きさ判定部１３が、Ｓ１０８ａで照合部６ａが算出したモデルパターンサイズごとの合致度に基づいて、対象物の大きさを判定して、Ｓ１０９に進む。大きさ判定処理ステップの詳細な処理内容は後述する。
【０１５１】
ここで、図１０のフローチャートで説明した一連の位置・大きさ特定処理は、照合条件管理部９ａが管理する複数の組み合わせ条件（照合条件）のうちのある１つの組み合わせ条件について位置・大きさ特定処理を実行する場合について説明したものである。実際には、照合条件管理部９ａが管理する複数の組み合わせ条件（照合条件）のそれぞれについて、図１０のフローチャートで説明した一連の位置・大きさ特定処理を実行する。この際、Ｓ１０９で、位置特定部７が特定した撮像対象による撮像画像上の指示位置を、指示位置記憶部（図示せず）に記憶しておき、また、その時に照合条件管理部９ａが管理する組み合わせ条件（照合条件）に基づいて撮像対象の大きさに関する情報を、撮像対象サイズ記憶部（図示せず）に記憶しておき、Ｓ１１０の位置・大きさ出力処理は都度実行することなく、照合条件管理部９ａが管理する組み合わせ条件（照合条件）の全てについて、位置・大きさ特定処理を完了した時点で、Ｓ１１０の位置・大きさ出力処理を実行するようにしてもよい。
【０１５２】
また、図１０のフローチャートで説明した照合処理ステップＳ１０８ａは、照合条件管理部９ａが管理する複数のサイズのモデルパターンについて合致度を算出し終えてから、大きさ判定処理Ｓ１１１に進むことが好ましい。大きさ判定処理Ｓ１１１では、複数のサイズのモデルパターンごとの合致度を参照するからである。
【０１５３】
〔実施例３に係る位置検出装置（情報処理装置）における大きさ判定部の構成〕
【０１５４】
図１１は、実施例３に係る位置検出装置（情報処理装置）における大きさ判定部の構成を示すブロック図である。図１１に基づき、本実施の形態における位置検出装置１ａの大きさ判定部１３の構成の詳細について説明する。図９を参照しながら説明する。
【０１５５】
大きさ判定部１３は、図１１に示すように、照合部６ａで算出されたモデルパターンサイズごとの合致度に基づいて、対象物の大きさに関する情報を出力する機能を備えたものであり、寄与率算出部１３１、寄与率評価部１３２を備えるものである。
【０１５６】
寄与率算出部１３１は、照合部６ａで算出されたモデルパターンサイズごとの合致度を用いて、次式（６）に従って、各モデルパターンサイズごとの寄与率を算出するものである。
【数４】
2010231760.tif 000006
【０１５７】
ただし、ｉはモデルパターンサイズを表す番号、Ｃｉはモデルパターンサイズｉの寄与率、Ｓｉはモデルパターンサイズｉの合致度を表す。
【０１５８】
ここで具体的な例として、モデルパターンのサイズが、７×７、１１×１１、１５×１５の３通りの場合について説明する。（ｉ＝７、１１、１５）
【０１５９】
このとき、各モデルパターンサイズごとの寄与率Ｃ７、Ｃ１１、Ｃ１５は、次式となる。
【数５】
2010231760.tif 000007
【０１６０】
寄与率評価部１３２は、寄与率算出部１３１で算出された、各モデルパターンサイズごとの寄与率を評価して、対象物の大きさに関する情報を出力する。寄与率を評価する方法の詳細については、後述する。
【０１６１】
〔実施例３に係る位置検出装置（情報処理装置）における大きさ判定処理動作の概要〕
【０１６２】
次に、図１１及び図１２に基づいて、本実施例に係る大きさ判定処理部１３の動作の概要について説明する。なお、ここにおいて説明すること以外の構成は、上述した大きさ判定部の構成と同じである。
【０１６３】
図１２は大きさ判定部１３の動作を示すフローチャートである。以下の説明では、複数のモデルパターンサイズが、７×７、１１×１１、１５×１５の３通りの場合について説明する。
【０１６４】
Ｓ１１１１では、寄与率算出部１３１が、各モデルパターンサイズごとの合致度を用いて、各モデルパターンサイズごとの寄与率を算出して、Ｓ１１１２に進む。
【０１６５】
Ｓ１１１２では、寄与率評価部１３２が、７×７モデルの寄与率Ｃ７が、所定の閾値Ｔａ未満か否かを判定し、閾値Ｔａ未満の場合、Ｓ１１１４に進み、閾値Ｔａ以上の場合、Ｓ１１１３に進む。
【０１６６】
Ｓ１１１３では、大きさに関する情報として「１」を出力して、大きさ判定処理を終了する。
【０１６７】
Ｓ１１１４では、寄与率評価部１３２が、１１×１１モデルの寄与率Ｃ１１が、所定の閾値Ｔｂ未満か否かを判定し、閾値Ｔｂ未満の場合、Ｓ１１１６に進み、閾値Ｔｂ以上の場合、Ｓ１１１５に進む。
【０１６８】
Ｓ１１１５では、大きさに関する情報として「３」を出力して、大きさ判定処理を終了する。
【０１６９】
Ｓ１１１６では、寄与率評価部１３２が、１５×１５モデルの寄与率Ｃ１５が、所定の閾値Ｔｃ未満か否かを判定し、閾値Ｔｃ未満の場合、Ｓ１１１８に進み、閾値Ｔｃ以上の場合、Ｓ１１１７に進む。
【０１７０】
Ｓ１１１７では、大きさに関する情報として「５」を出力して、大きさ判定処理を終了する。
【０１７１】
Ｓ１１１８では、寄与率評価部１３２が、１５×１５モデルの寄与率Ｃ１５が、７×７モデルの寄与率Ｃ７未満か否かを判定し、寄与率Ｃ１５が寄与率Ｃ７未満の場合、Ｓ１１２０に進み、寄与率Ｃ１５が寄与率Ｃ７以上の場合、Ｓ１１１９に進む。
【０１７２】
Ｓ１１１９では、大きさに関する情報として「４」を出力して、大きさ判定処理を終了する。
【０１７３】
Ｓ１１２０では、大きさに関する情報として「２」を出力して、大きさ判定処理を終了する。
【０１７４】
ここで、所定の閾値Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃは、例えば６０％、７０％、８０％を設定することで、寄与率が大きいモデルサイズに近い大きさであることが判定される。
【実施例４】
【０１７５】
〔実施例４に係る位置検出装置（情報処理装置）における大きさ判定処理動作の概要〕
【０１７６】
次に、図１１及び図１３に基づいて、本発明の実施例４に係る大きさ判定処理部１３の動作の概要について説明する。なお、ここにおいて説明すること以外の構成は、上記実施例３における大きさ判定部の構成と同じである。
【０１７７】
図１３は大きさ判定部１３の動作を示すフローチャートである。以下の説明では、複数のモデルパターンサイズが、７×７、１１×１１、１５×１５の３通りの場合について説明する。
【０１７８】
Ｓ１１１１では、寄与率算出部１３１が、各モデルパターンサイズごとの合致度を用いて、各モデルパターンサイズごとの寄与率を算出して、Ｓ１１２１に進む。
【０１７９】
Ｓ１１２１では、寄与率評価部１３２が、７×７モデルの寄与率Ｃ７、１１×１１モデルの寄与率Ｃ１１、１５×１５モデルの寄与率Ｃ１５と、所定の重み係数Ｗ７、Ｗ１１、Ｗ１５とを用いて、次式（７）に従って、大きさに関する情報Ｓｉｚｅを算出して、Ｓ１１２２に進む。
【数６】
2010231760.tif 000008
【０１８０】
ここで、重み係数Ｗ７、Ｗ１１、Ｗ１５は、モデルサイズ７×７、１１×１１、１５×１５にそれぞれ対応づけて設定される重みであり、例えば、Ｗ７＝０、Ｗ１１＝１２７、Ｗ１５＝２５５とすることで、Ｓｉｚｅ値を０から２５５までの値になるように算出することができる。
【０１８１】
Ｓ１１２２では、大きさに関する情報として「Ｓｉｚｅ値」を出力して、大きさ判定処理を終了する。
【０１８２】
次に、図１４に基づいて、照合条件管理部９ａが管理する、各処理の組み合わせ条件について説明する。図１４において、（ａ）は、照合条件管理部が管理する各処理の組み合わせ条件テーブルの一例であり、（ｂ）は、照合条件管理部が管理する各処理の組み合わせ条件テーブルの他の例である。図１４（ａ）、図１４（ｂ）におけるモデルパターンと指示物大きさ以外の説明については、図６（ａ）、図６（ｂ）で説明したので省略する。
【０１８３】
図１４（ａ）では、モデルパターンと指示物（撮像対象）大きさについて、１条件（条件Ｃ）内に３通りのモデルパターン（７×７、１１×１１、１５×１５）と、５通りの指示物大きさ（大１、大２、大３、大４、大５）を管理している。このように、１条件内に、複数のモデルパターンと共に、モデルパターン種類以上の指示物大きさを有する処理条件について管理することで、各モデルパターンサイズごとの合致度から、指示物の大きさをより詳細に特定することが可能となる。ただし、図１４（ａ）は、図１２を用いて説明した大きさ判定処理ステップを前提としたものである。
【０１８４】
図１４（ｂ）では、モデルパターンと指示物（撮像対象）大きさについて、１条件（条件Ｃ）内に３通りのモデルパターン（７×７、１１×１１、１５×１５）と、２５６通りの指示物大きさ（大０、・・・、大１２７、・・・、大２５５）を管理している。このように、１条件内に、複数のモデルパターンと共に、モデルパターン種類以上の指示物大きさを有する処理条件について管理することで、各モデルパターンサイズごとの合致度から、指示物の大きさを更に詳細に特定することが可能となる。ただし、図１４（ｂ）は、図１３を用いて説明した大きさ判定処理ステップを前提としたものである。
【実施例５】
【０１８５】
〔実施例５に係る位置検出装置（情報処理装置）における大きさ判定処理動作の概要〕
【０１８６】
次に、図１１及び図１５に基づいて、本発明の実施例５に係る大きさ判定処理部１３の動作の概要について説明する。なお、ここにおいて説明すること以外の構成は、上記実施例４における大きさ判定部の構成と同じである。
【０１８７】
図１５は大きさ判定部１３の動作を示すフローチャートである。以下の説明では、複数のモデルパターンサイズが、７×７、１１×１１、１５×１５の３通りの場合について説明する。
【０１８８】
Ｓ１１１１では、寄与率算出部１３１が、各モデルパターンサイズごとの合致度を用いて、各モデルパターンサイズごとの寄与率を算出して、Ｓ１１３１に進む。
【０１８９】
Ｓ１１３１では、寄与率評価部１３２が、７×７モデルの寄与率Ｃ７、１１×１１モデルの寄与率Ｃ１１、１５×１５モデルの寄与率Ｃ１５と、所定のオフセットＢ７、Ｂ１１、Ｂ１５と、所定のゲインＧ７、Ｇ１１、Ｇ１５とを用いて、次式（８）に従って、大きさに関する情報Ｓｉｚｅを算出して、Ｓ１１２２に進む。
【数７】
2010231760.tif 000009
ここで、オフセットＢ７、Ｂ１１、Ｂ１５、ゲインＧ７、Ｇ１１、Ｇ１５は、モデルサイズ７×７、１１×１１、１５×１５にそれぞれ対応づけて設定されるオフセットとゲインであり、例えば、Ｂ７＝０、Ｂ１１＝０．２、Ｂ１５＝０．２、Ｇ７＝０、Ｇ１１＝４、Ｇ１５＝２０とすることで、Ｓｉｚｅ値を０から２５５以上の値になるように算出することができる。このとき、２５６以上の値が算出された場合は、２５５を上限とするように処理しても良い。
【０１９０】
Ｓ１１２２では、大きさに関する情報として「Ｓｉｚｅ値」を出力して、大きさ判定処理を終了する。
【０１９１】
今回開示された実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１９２】
本発明は、撮像対象の撮像画像上の指示位置のみでなく、撮像対象の大きさに関する情報も検出することを可能とする技術であり、光センサを内蔵した液晶装置の特長機能を支える重要な技術の一つである。本発明の位置検出装置、並びに情報処理装置は、例えば携帯電話やＰＤＡなどのように、液晶などの表示装置のディスプレイにタッチすることにより、操作や指示を行うような装置に適用することができる。具体的には、表示装置として、例えば、アクティブマトリクス型の液晶表示装置に用いることができると共に、電気泳動型ディスプレイ、ツイストボール型ディスプレイ、微細なプリズムフィルムを用いた反射型ディスプレイ、デジタルミラーデバイス等の光変調素子を用いたディスプレイの他、発光素子として、有機ＥＬ発光素子、無機ＥＬ発光素子、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光輝度が可変の素子を用いたディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、プラズマディスプレイにも利用することができる。
【符号の説明】
【０１９３】
１，１ａ  位置検出装置
２ａ      第１解像度調整部
２ｂ      第２解像度調整部
３        エッジ勾配方向特定部
４        照合効率化部
５        モデルパターン格納部
６，６ａ  照合部
７        位置特定部
８        位置・大きさ出力部
９，９ａ  照合条件管理部
１０        処理切替部
１１        指示物小向け処理部
１２        指示物大向け処理部
１３        大きさ判定部
２０        情報処理装置
２１        撮像画像
２２        撮像画像
２３        撮像画像
２４        撮像画像
３０        液晶表示装置
【図１】
2010231760.tif 000010
【図２】
2010231760.tif 000011
【図３】
2010231760.tif 000012
【図４】
2010231760.tif 000013
【図５】
2010231760.tif 000014
【図６】
2010231760.tif 000015
【図７】
2010231760.tif 000016
【図８】
2010231760.tif 000017
【図９】
2010231760.tif 000018
【図１０】
2010231760.tif 000019
【図１１】
2010231760.tif 000020
【図１２】
2010231760.tif 000021
【図１３】
2010231760.tif 000022
【図１４】
2010231760.tif 000023
【図１５】
2010231760.tif 000024