(57)【要約】【課題】  操作者の手を煩わせることなく、簡単なアルゴリズムにて左右の手を確実に識別する画像解析装置及びプログラムを提供する。【解決手段】  現画像と背景画像とを比較して変化した部分を差分領域Ｄとして抽出し、その差分領域Ｄの重心Ｇ、及び差分領域Ｄを楕円近似することで差分領域Ｄ（即ち手を含む前腕）の向き（偏角φ），長軸半径Ｒａ，短軸半径Ｒｂを求める（S110〜S180）。差分領域Ｄが十分に扁平（Ｒａ／Ｒｂ＞Ｈｒ）である場合に、重心Ｇと偏角φとに基づいて、仮想肘位置Ｐを求め、その仮想肘位置Ｐから差分領域Ｄが左手或いは右手のいずれを撮像したものであるかを判定し、その判定結果から指先の位置を推定する（S200〜S220）。つまり、画像の細部（個々の指等）を解析することなく、左右判定を行っているため、処理量を大幅に削減でき、また、手の状態の影響を受けることなく左右の手を確実に識別できる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者の手を含む前腕の可動範囲を包含し且つ該操作者の前方に設定された撮像範囲を、該撮像範囲の幅方向の中心に前記操作者が位置するように上方から撮像した撮像画像を取り込み、該撮像画像と予め用意された背景画像とに基づき、両画像の互いに対応する画素毎に輝度の差分を求め、該差分が予め設定された差分判定しきい値以上である領域を差分領域として抽出する差分領域抽出手段と、
該差分領域抽出手段にて抽出された差分領域の位置及び向きを少なくとも含んだ領域情報を算出する領域情報算出手段と、
該領域情報算出手段にて算出された領域情報に基づいて、前記操作者の肘の位置を推定する肘位置推定手段と、
該肘位置推定手段にて推定された仮想肘位置に従って、前記差分領域が前記操作者の左手又は右手のいずれを撮像したものであるかを判定する左右判定を行う判定手段と、
を備えることを特徴とする画像解析装置。
【請求項２】
前記領域情報算出手段は、前記差分領域の重心、及び該重心を中心とするモーメントの主軸が予め設定された基準軸に対してなす偏角を前記領域情報とすることを特徴とする請求項１に記載の画像解析装置。
【請求項３】
前記領域情報算出手段は、前記差分領域の重心、及び該差分領域について最小２乗法により求めた回帰直線が予め設定された基準軸に対してなす偏角を前記領域情報とすることを特徴とする請求項１に記載の画像解析装置。
【請求項４】
前記肘位置推定手段は、前記操作者の肘の可動範囲を表す仮想線と、前記領域情報が示す差分領域の重心を通り且つ差分領域の向きに沿った直線との交点を、前記仮想肘位置とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像解析装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記仮想肘位置が、前記撮像画像の前記幅方向の中心を通る中心線より、前記操作者から見て右側に設定された右手エリア、及び前記操作者からみて左側に設定された左手エリアのいずれに含まれるかにより前記左右判定を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像解析装置。
【請求項６】
前記右手エリアと前記左手エリアとの間には、前記判定手段による判定を禁止する判定禁止エリアが設けられていることを特徴とする請求項５に記載の画像解析装置。
【請求項７】
前記判定手段は、
前記仮想肘位置が前記右手エリア内にある場合にカウントされる右手カウンタと、
前記仮想肘位置が前記左手エリア内にある場合にカウントされる左手カウンタと、
を備え、両カウンタのカウント値の大小により前記左右判定を行うことを特徴とする請求項５又は６に記載の画像解析装置。
【請求項８】
前記判定手段は、
前記右手カウンタ及び左手カウンタのうち、いずれか一方又は両方のカウント値が、予め設定された正規化しきい値に達すると、オーバーフロー防止のための両カウント値の正規化を行う正規化手段を備えることを特徴とする請求項７に記載の画像解析装置。
【請求項９】
前記差分領域抽出手段にて抽出された差分領域の円形度合を求め、該円形度合が予め設定された円形度合判定しきい値より大きい場合に、前記判定手段による左右判定を禁止する判定禁止手段を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の画像解析装置。
【請求項１０】
前記領域情報算出手段にて算出された領域情報と、前記判定手段での判定結果とに基づいて、指先の位置を推定する指先位置推定手段を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の画像解析装置。
【請求項１１】
コンピュータを、請求項１〜１０のいずれかに記載の画像解析装置を構成する各手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像された画像が左手又は右手のいずれであるかを識別する画像解析装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、操作者の手の状態を撮像し、その撮像した画像に基づいて特定される手の位置や動作から操作者の意図を判断して、その意図に沿った制御を実行する情報処理装置が知られている。この情報処理装置では、左右の手を識別する際に、親指の位置が手の重心位置より右にある時には左手、左にある時には右手と判断するように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、左右の手を識別する別の方法としては、左右の手に、互いに色の異なる手袋やリストバンドを装着する方法も知られている。
【特許文献１】特開平７−１７５５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の情報処理装置では、親指が曲げられている場合や、親指の向きがカメラの撮像面とほぼ直交している場合には、親指の位置を特定することができず、左右の手を判別することができないという問題があった。また、親指を特定するためには、マッチングなどの処理を行わなければならず、膨大な処理量を必要とし、リアルタイム処理には適していないという問題もあった。
【０００５】
更に、手袋やリストバンドを装着する手法は、操作者に余計な手間を取らせることになるため実用的ではないという問題があった。
本発明は、操作者の手を煩わせることなく、簡単なアルゴリズムにて左右の手を確実に識別する画像解析装置及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明の画像解析装置では、差分領域抽出手段が、操作者の手を含む前腕の可動範囲を包含し且つ該操作者の前方に設定された撮像範囲を、該撮像範囲の幅方向の中心に前記操作者が位置するように上方から撮像した撮像画像を取り込み、その撮像画像と予め用意された背景画像とに基づき、両画像の互いに対応する画素毎に輝度の差分を求め、該差分が予め設定された差分判定しきい値以上である領域を差分領域として抽出する。すると、領域情報算出手段が、差分領域抽出手段にて抽出された差分領域の位置及び向きを少なくとも含んだ領域情報を算出し、その領域情報に基づいて、肘位置推定手段が、操作者の肘の位置を推定する。そして、この肘位置推定手段にて推定された仮想肘位置に従って、判定手段が、差分領域が操作者の左手又は右手のいずれを撮像したものであるかを判定する左右判定を行う。
【０００７】
このように、本発明では、親指といった局所的な部分に着目するのではなく、前腕全体に着目して、前腕の位置や向きなどから、前腕の付け根部分に当たる肘の位置を推定し、その推定された仮想肘位置を含むエリアによって左右の手を識別する。
【０００８】
従って、本発明によれば、手先（指）の状態の影響を受けることなく、確実に左右判定を行うことができる。
また、本発明では、画像の細部（個々の指等）を解析する必要がなく、処理量が大幅に削減されるため、リアルタイム処理が可能となると共に、撮像画像に乗ったノイズの影響を受けにくく、信頼性の高い判定を行うことができる。
【０００９】
また、本発明では、撮像画像を差分判定しきい値にて２値化して処理しており、濃淡画像であれば処理することができるため、撮像画像を供給するカメラとして安価なものを用いたり、赤外線カメラを用いることができる。特に赤外線カメラを用いた場合には、日光や照明によって発生する影の影響を受けることがなく、より確実に左右判定を行うことができる。
【００１０】
ところで、領域情報算出手段は、具体的には、例えば、差分領域の重心、及び重心を中心とするモーメントの主軸が予め設定された基準軸に対してなす偏角を領域情報として算出するようにするように構成すればよい。
【００１１】
また、領域情報算出手段は、例えば、差分領域の重心、及び差分領域について最小２乗法により求めた回帰直線が予め設定された基準軸に対してなす偏角を領域情報として算出するように構成してもよい。
【００１２】
なお、基準軸は、例えば、撮像範囲の幅方向、或いは、幅方向とは直交する方向に沿って設定すればよい。
また、肘位置推定手段は、例えば、操作者の肘の可動範囲を表す仮想線と、領域情報が示す差分領域の重心を通り且つ差分領域の向きに沿った直線との交点を求め、この交点を仮想肘位置とするように構成すればよい。この場合、仮想線は、撮像画像の外部に設定されることになり、また、仮想線は、肘の可動範囲を近似するものであれば直線であっても曲線であってもよい。
【００１３】
そして、判定手段は、例えば、仮想肘位置が、撮像画像の前記幅方向の中心を通る中心線より、操作者から見て右側に設定された右手エリア、及び操作者からみて左側に設定された左手エリアのいずれに含まれるかにより左右判定を行うように構成することが考えられる。
【００１４】
この場合、右手エリアと前記左手エリアとは互いに接していてもよいが、右手エリアと左手エリアとの間に、判定手段による判定を禁止する判定禁止エリアが設けられていてもよい。
【００１５】
更に、判定手段は、具体的には、仮想肘位置が右手エリア内にある場合にカウントされる右手カウンタと、仮想肘位置が左手エリア内にある場合にカウントされる左手カウンタとを備え、両カウンタのカウント値の大小により左右判定を行うように構成してもよい。
【００１６】
この場合、ノイズ等の影響により、仮想肘位置の算出結果に単発的な誤りが生じたとしても、それによって、直ちに判定結果が変化してしまうことがなく、安定した判定結果を提供することができる。
【００１７】
また、判定手段は、右手カウンタ及び左手カウンタのうち、いずれか一方又は両方のカウント値が、予め設定された正規化しきい値に達すると、オーバーフロー防止のための両カウント値の正規化を行う正規化手段を備えていることが望ましい。
【００１８】
ところで、本発明の画像解析装置は、更に、差分領域抽出手段にて抽出された差分領域の円形度合を求め、該円形度合が予め設定された円形度合判定しきい値より大きい場合に、判定手段による左右判定を禁止する判定禁止手段を備えていてもよい。
【００１９】
つまり、差分領域の円形度合が高い場合、差分領域の方向を特定することが困難であり、誤った領域情報を算出する可能性が高いため、この場合の左右判定を禁止することにより、高い信頼性を維持することができる。
【００２０】
なお、左右判定の禁止は、判定手段の動作を禁止してもよいし、肘位置推定手段による仮想肘位置の推定、或いは領域情報算出手段による領域情報の算出を禁止することで、結果として左右判定を禁止するように構成してもよい。
【００２１】
また、本発明の画像解析装置は、領域情報算出手段にて算出された領域情報と、前記判定手段での判定結果とに基づいて、指先の位置を推定する指先位置推定手段を備えていてもよい。
【００２２】
つまり、本発明では、個々の指の認識を行っていないため、指先の位置情報を抽出することができないが、差分領域の領域情報と左右判定の判定結果とに基づいて簡単に推定することができる。即ち、差分領域の重心を通る偏角だけ傾いた直線に沿って、重心の位置から操作者から離れる側へ、予め設定された移動量だけ移動させた位置に設定することが考えられる。なお、移動量は、操作者について実測した結果を用いてもよいし、不特定多数の人について実測した平均値を用いる等してもよい。
【００２３】
ところで、上記画像解析装置を構成する各手段は、コンピュータを機能させるためのプログラムとして構成してもよい。
この場合、そのプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記憶させ、その記憶させたプログラムを必要に応じてコンピュータシステムにロードして起動することにより用いることができる。なお、記録媒体は、持ち運び可能なものであってもよいし、コンピュータシステムに組み込まれたものであってもよい。また、プログラムは、ネットワークを介してコンピュータシステムにロードするものであってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、空間上に虚像を投影し、その虚像に対する操作者の手の位置や動きを検出し、検出した手の位置や動きを指令入力として各種処理を実行する非接触型ヒューマンインタフェースを備えた情報処理装置の構成を表すブロック図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態の情報処理装置は、予め設定された撮像範囲を撮像し濃淡画像を出力するカメラ１と、撮像範囲内の空間に表示画像を虚像として投影するプロジェクタ７と、カメラ１から濃淡画像（以下「入力画像」とも称する。）を入力し、この入力画像と予め用意された背景画像とに基づいて、両画像の互いに対応する画素毎に求めた画素の差分値を画素値とする背景差分画像を生成する差分処理部３と、差分処理部３が生成した背景差分画像を解析して、カメラ１により撮像された手の指先の位置を特定する画像解析処理部５１、及びプロジェクタ７に供給する表示画像データを生成すると共に、画像解析処理部５１にて特定された指先の位置やその動きに応じて各種処理を実行する処理実行部５３からなる制御部５とを備えている。
【００２６】
このうち、カメラ１は、図２に示すように、操作者Ｍが着座する座席Ｓの前方を、上方から撮像し、且つ、図３に示すように、操作者Ｍが撮像範囲ＡＳの幅方向の中心に位置するように配置されている。以下では、撮像範囲ＡＳの幅方向に沿った軸をＸ軸、操作者Ｍの正面方向に沿った軸をＹ軸と称する。
【００２７】
また、撮像範囲ＡＳの幅方向の中心部分の領域を判定禁止エリア、操作者Ｍから見て判定禁止エリアＡＭの右側の領域を右手エリアＡＲ、同じく判定禁止エリアＡＭの左側の領域を左手エリアＡＬと称するものとする。なお、判定禁止エリアＡＭ，右手エリアＡＲ，左手エリアＡＬは、撮像範囲ＡＳ内に限定されず、その外部の領域も含む概念である。また、判定禁止エリアＡＭの幅は、後述する仮想肘位置の算出精度より十分大きな幅に設定されている。
【００２８】
更に、撮像範囲ＡＳの操作者Ｍ側において、撮像範囲ＡＳのＹ軸に沿った幅の任意の量（本実施形態では１／６）だけ撮像範囲ＡＳから離れた位置を通るＸ軸に沿った直線を、仮想線ＶＬと称するものとする。この仮想線ＶＬは、操作者Ｍの肘の可動範囲を近似的に表すものであり、本実施形態では直線で表したが、これに限らず曲線などで表してもよい。
【００２９】
一方、プロジェクタ７は、撮像範囲ＡＳ内にて、座席Ｓに着座した操作者Ｍの手の届く範囲内に虚像を投影するように設定されている。
つまり、座席Ｓに着座した操作者Ｍが、プロジェクタ７によって投影された虚像に触れるために前方に手を伸ばすと、その前腕部がカメラ１によって撮像されるように設定されている。
【００３０】
次に、差分処理部３は、カメラ１から周期的（本実施形態では１秒間隔）に入力画像を取り込んで保存する現画像保存部３１と、外部からの取込指令に従って、現画像保存部３１に保存された画像（以下「現画像」と称する。）を背景画像として保存する背景画像保存部３３と、現画像保存部３１に保存された現画像と背景画像保存部３３に保存された背景画像とに基づいて差分画像を生成する差分算出部３５とにより構成されている。
【００３１】
なお、背景画像保存部３３に背景画像を保存させるタイミングとしては、操作者Ｍが座席Ｓに着座して、且つ撮像範囲ＡＳ外に手を収めている状態であればいつでもよい。具体的には、背景画像取込用に設けられたスイッチ（図示せず）を操作者Ｍが操作すると取込指令が生成されるように構成してもよいし、操作者Ｍの着座を検出すると、操作者Ｍに対して背景画像取込用の姿勢を取らせるように音声によって指示した後、自動的に取込指令が生成されるように構成してもよい。
【００３２】
次に、制御部５は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）などを備えた周知のマイクロコンピュータからなり、画像解析部５１及び処理実行部５３は、マイクロコンピュータ上で実行される処理として実現される。なお、ＲＡＭには、仮想肘位置が右手エリアに存在する場合にカウントアップされる右手カウンタ、仮想肘位置が左手エリアに存在する場合にカウントアップされる左手カウンタが設けられている。
【００３３】
以下、画像解析処理部５１としての画像解析処理の詳細を、図４，５に示すフローチャート、及び図６に示す説明図に沿って説明する。なお、図６は、画像解析処理の各段階で得られる画像例を示す説明図である。但し、図６に示された左列の画像は、左手が撮像された時のものであり、右列の画像は、右手が撮像された時のものである。
【００３４】
画像解析処理は、差分処理部３から背景差分画像が供給される毎に起動し、図４に示すように、まず、背景差分画像（図６（ａ）参照）から、画素値が予め設定された差分判定しきい値以上である領域を抽出し、その抽出した領域にクロージング処理を施したものを差分領域（図６（ｂ）参照）として抽出する差分領域抽出処理を実行する（Ｓ１１０）。そして、差分領域抽出処理により、差分領域が抽出されたか否かを判断し（Ｓ１２０）、差分領域が抽出されていなければ、現画像には操作者Ｍの前腕部が撮像されていないものとして、右手カウンタ及び左手カウンタのカウント値を零クリアして（Ｓ１３０）、本処理を終了する。
【００３５】
一方、差分領域抽出処理により、差分領域が抽出されていれば、現画像には操作者Ｍの前腕部が撮像されているものとして、その差分領域の重心Ｇを算出する（Ｓ１４０）。そして、右手カウンタ及び左手カウンタのカウント値がいずれも零であるか否かを判断し（Ｓ１５０）、カウント値がいずれも零であれば、Ｓ１４０にて算出した差分領域の重心Ｇに基づいて、左右判定の判定出力を初期設定する（Ｓ１６０）。なお、判定出力の初期設定は、具体的には、重心Ｇが右手エリアに存在すれば、判定出力を「右手」に設定し、重心の位置が左手エリアに存在すれば、判定出力を「左手」に設定する。
【００３６】
その後、Ｓ１４０にて算出した差分領域Ｄの重心Ｇの座標を（ｘ0，ｙ0）として、差分領域Ｄの二次モーメントＭ20，Ｍ02，Ｍ11を、（１）式を用いて算出する（Ｓ１７０）。
【００３７】
【数１】
2006011965.tif 000003
【００３８】
続けて、Ｓ１７０での算出結果を用い、差分領域Ｄを楕円近似（図６（ｃ）参照）することで得られる長軸半径Ｒａ、短軸半径Ｒｂ、及びＸ軸に対する差分領域Ｄの主軸の内、長軸の偏角φを、（２）〜（４）式を用いて算出する（Ｓ１８０）。なお、図７は、差分領域Ｄと偏角φとの関係を示す模式図である。
【００３９】
【数２】
2006011965.tif 000004
【００４０】
なお、通常の二次モーメントＭijは、（１）式を面積で割ることで正規化したものが用いられるが、ここでは、偏角φや長軸半径Ｒａと短軸半径Ｒｂとの比（後述のＳ１８０参照）を求めることができればよく、（２）〜（４）式から明らかなように、これら偏角φや比Ｒａ／Ｒｂでは、面積が相殺されることになるため、正規化を省略している。
【００４１】
次に、Ｓ１８０にて算出した長軸半径Ｒａと短軸半径Ｒｂとの比Ｒａ／Ｒｂが、予め設定された円形度合しきい値Ｈｒ（本実施形態では１．２５）より大きいか否かを判断する（Ｓ１９０）。なお、比Ｒａ／Ｒｂは、差分領域Ｄが円形に近いほど１に近い値となり、楕円形の扁平度が大きくなるほど大きな値となる。そして、比Ｒａ／Ｒｂが円形度合しきい値Ｈｒ以下であれば、偏角φが正しく検出されていない可能性が高いものとして、そのまま本処理を終了する。
【００４２】
一方、比Ｒａ／Ｒｂが円形度合しきい値Ｈｒより大きければ、偏角φが正しく検出されているものとして、肘位置を推定する肘位置推定処理を実行する（Ｓ２００）。この肘位置推定処理では、差分領域Ｄの重心Ｇを通り、Ｘ軸に対して偏角φを有する検出直線ＤＬと、予め設定された仮想線ＶＬとの交点を算出し、この交点を仮想肘位置Ｐとする（図６（ｄ）参照）。
【００４３】
そして、この仮想肘位置Ｐに基づいて差分領域Ｄが左手又は右手のいずれを撮像したものであるかを判定する左右判定処理を実行し（Ｓ２１０）、その左右判定処理での判定結果に従って、指先位置の推定を行って（Ｓ２２０）、本処理を終了する。
【００４４】
なお、指先位置の推定は、操作者Ｍの手の重心Ｇから指先までの長さを補正長として予め測定しておき、判定結果が「右手」であれば予め設定された右手角度方向に、判定結果が「左手であれば」予め設定された左手角度方向に、重心Ｇから補正長だけ離れた位置を指先位置として算出する。
【００４５】
ここで、Ｓ２１０にて実行する左右判定処理の詳細を、図５に示すフローチャートに沿って説明する。
本処理では、まず、仮想肘位置Ｐが右手エリアＡＲに存在するか否かを判断し（Ｓ３１０）、右手エリアＡＲに存在しなければ、今度は、仮想肘位置Ｐが左手エリアＡＬに存在するか否かを判断し（Ｓ３２０）、左手エリアＡＬにも存在しなければ、即ち、仮想肘位置Ｐが判定禁止エリアＡＭに存在するのであれば、判定出力を更新することなく、そのまま本処理を終了する。
【００４６】
一方、先のＳ３１０にて、仮想肘位置Ｐが右手エリアＡＲに存在すると判定された場合には、右手カウンタのカウント値を更新（カウントアップ）し（Ｓ３２０）、また、先のＳ３３０にて、仮想肘位置Ｐが左手エリアＡＬに存在すると判定された場合には、左手カウンタのカウント値を更新（カウントアップ）する（Ｓ３４０）。
【００４７】
そして、右手カウンタ又は左手カウンタのいずれかのカウント値が更新されると、カウント値の正規化を行う（Ｓ３５０）。具体的には、一方のカウンタのカウント値が、予め設定された正規化しきい値を超えた場合に、そのカウンタのカウント値から、他方のカウンタのカウント値を減算すると共に、他方のカウンタのカウント値を零クリアする。
【００４８】
その後、両カウンタのカウント値を比較し、右手カウンタの方が左手カウンタより大きければ（Ｓ３６０−ＹＥＳ）、左右判定の判定出力を「右手」に更新し（Ｓ３７０）、逆に右手カウンタより左手カウンタの方が大きければ（Ｓ３８０−ＹＥＳ）、左右判定の判定出力を「左手」に更新して（Ｓ３９０）、本処理を終了し、両カウンタのカウント値が等しければ、左右判定の判定出力を更新することなく、本処理を終了する。
【００４９】
一方、処理実行部５３では、画像解析処理部５１が求めた指先位置とプロジェクタ７による虚像の投影位置との関係や、指先位置の軌跡などに基づいて、操作者の意図や指令を特定し、その特定された意図や指令に応じた各種処理を実行する。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態の情報処理装置では、現画像と背景画像とを比較して変化のあった部分を差分領域Ｄとして抽出し、その差分領域Ｄを楕円近似することで、差分領域Ｄ（即ち手を含む前腕）の向き（偏角φ）を求め、その向きと差分領域Ｄの重心Ｇの位置とに基づいて、肘の位置を推定し、その推定した仮想肘位置Ｐから、差分領域Ｄが左手或いは右手のいずれを撮像したものであるのかを判定するようにされている。
【００５１】
このように、本実施形態の情報処理装置によれば、画像の細部（個々の指等）を解析することなく、左右判定を行っているため、処理量を大幅に削減することができ、リアルタイムでの処理を実現できるだけでなく、親指が隠れている場合や、手の側面しかとらえていない場合（オクルージョンが発生した場合）にも、そのような手の状態の影響を受けることなく、左右の手を確実に識別して指先位置を求めることができる。
【００５２】
また、本実施形態の情報処理装置では、仮想肘位置Ｐの値が算出される毎に、判定出力を更新するのではなく、左手であると判定された回数と右手であると判定された回数とをそれぞれカウントし、そのカウント値が大きい方を判定出力とすると共に、両カウンタのカウント値が等しい時には、判定出力の更新を行わずに前回の判定出力をそのまま出力するようにされている。
【００５３】
従って、本実施形態の情報処理装置によれば、ノイズ等により突発的に誤った仮想肘位置が算出されたとしても、それによって判定出力がばたついてしまうことがなく、安定した判定出力を得ることができる。
【００５４】
更に、差分領域Ｄが円形に近い形状、即ち、偏角φを正しく検出できる可能性が低い形状をしている時や、仮想肘位置Ｐが判定禁止エリアＡＭに存在する時には、両カウンタのカウントを行わないようにされているため、カウント値の信頼性、ひいては判定出力の信頼性を向上させることができる。
【００５５】
なお、本実施形態において、差分処理部３が差分領域抽出手段、Ｓ１７０，Ｓ１８０が領域情報算出手段、Ｓ２００が肘位置推定手段、Ｓ２１０が判定手段、Ｓ１９０が判定禁止手段、Ｓ２２０が指先位置推定手段に相当する。
【００５６】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な態様にて実施することが可能である。
例えば、上記実施形態では、Ｓ１７０，Ｓ１８０の処理にて、偏角φを二次モーメントＭ20，Ｍ02，Ｍ11を用いて算出するように構成されているが、最小２乗法により差分領域Ｄの回帰直線を算出し、この回帰直線がＸ軸に対してなす角を偏角φとして求めるように構成してもよい。
【００５７】
この場合、回帰直線を（５）式にて表すとすると、その係数ａ，ｂは、（６）（７）式にて求められる。
【００５８】
【数３】
2006011965.tif 000005
【００５９】
また、Ｓ１９０における円形度合の判定は、（８）式で求められる相関係数ｒを用いることができ、この場合、例えば、相関係数ｒの絶対値が０．５以上の場合にＳ２００〜Ｓ２２０の処理を実行するように構成すればよい。
【００６０】
【数４】
2006011965.tif 000006
【００６１】
また、上記実施形態では、背景画像を画像解析処理とは無関係に設定するように構成されているが、例えば、Ｓ１２０にて差分領域Ｄが検出されなかった場合に、Ｓ１３０にて両カウンタのカウント値をクリアすると共に、その差分領域Ｄの抽出に使用した現画像が背景画像として保存されるように取込指令を出力するように構成してもよい。この場合、常に、撮像範囲ＡＳに手が挿入される直前の画像が背景画像として使用されることになり、周囲の環境変化（日射量の変化など）に対応した背景画像となるため、より判定精度を向上させることができる。
【００６２】
また、上記実施形態では、カメラ１として濃淡画像を出力するものが用いられているが、通常のモノクロ画像を出力するカメラに限らず、赤外線カメラを用いてもよい。この場合、日光や照明の当たり具合によって、左右判定の判定精度が大きく変化することがなく、安定した左右判定の判定結果や指先位置の推定結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施形態の情報処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】カメラの配置を示す説明図である。
【図３】カメラの撮像範囲等を示す説明図である。
【図４】画像解析処理の内容を示すフローチャートである。
【図５】左右判定処理の内容を示すフローチャートである。
【図６】画像解析処理の各段階で得られる画像例を示す説明図である。
【図７】差分領域と偏角との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
１…カメラ、３…差分処理部、５…制御部、７…プロジェクタ、３１…現画像保存部、３３…背景画像保存部、３５…差分算出部、５１…画像解析処理部、５３…処理実行部、ＡＬ…左手エリア、ＡＭ…判定禁止エリア、ＡＲ…右手エリア、ＡＳ…撮像範囲、Ｄ…差分領域、ＤＬ…検出直線、Ｍ…操作者、Ｐ…仮想肘位置、Ｓ…座席、ＶＬ…仮想線。
【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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