(57)【要約】【課題】概略的なユーザの位置を確認した後、ユーザの特定身体部位を持続的に追跡する動作追跡装置、方法および媒体を提供する  【解決手段】本発明の実施形態による動作追跡装置は、入力された映像内に含まれたユーザの位置を確認する位置確認部および前記ユーザの第１身体部位を追跡する目標物追跡部を含む。【選択図】図２
2008148287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された映像内に含まれたユーザの位置を確認する位置確認部、および
前記入力された映像内に存在する前記ユーザの第１身体部位を追跡する目標物追跡部を含む動作追跡装置。
【請求項２】
前記位置確認部は、映像処理を利用して前記確認を遂行する請求項１に記載の動作追跡装置。
【請求項３】
前記目標物追跡部は、レーザビームを発生させるレーザビーム発生部と、
前記レーザビーム発生部を制御して第１特定領域に存在する前記第１身体部位の位置を確認するレーザ制御部と、
前記第１身体部位に照射されるように前記レーザビームの照射経路を変更させる経路変更部と、
前記第１身体部位に照射された前記レーザビームの散乱した光を受信する集光部、および
前記受信された光の強さおよび前記変更された照射経路を参照して前記第１身体部位の移動軌跡を測定する軌跡測定部のうち少なくとも一つを含む請求項１に記載の動作追跡装置。
【請求項４】
前記レーザビームの照射経路および前記映像の入力方向は平行なことを特徴とする請求項３に記載の動作追跡装置。
【請求項５】
前記位置確認部は、前記入力された映像内に存在する前記ユーザの第２身体部位の位置を確認する請求項３に記載の動作追跡装置。
【請求項６】
前記レーザ制御部は、前記受信された光を参照し、前記第２身体部位を基準として第２特定領域内に前記レーザビームが照射されないように前記レーザビームの照射経路を制御する請求項５に記載の動作追跡装置。
【請求項７】
前記レーザ制御部は、前記受信された光を参照し、前記第２身体部位を基準として第２特定領域内に前記レーザビームが照射された場合に前記レーザビームの発生を制限する請求項５に記載の動作追跡装置。
【請求項８】
前記レーザ制御部は、前記受信された光の強さが臨界値未満の場合前記第１身体部位の追跡が不能なことで決める請求項３に記載の動作追跡装置。
【請求項９】
前記位置確認部は、前記入力された映像内に存在する前記第１身体部位の追跡が不能な場合に前記位置確認を遂行する請求項８に記載の動作追跡装置。
【請求項１０】
前記測定された移動軌跡を利用して前記第１身体部位の動作を認識する動作認識部をさらに含む請求項３に記載の動作追跡装置。
【請求項１１】
前記認識された動作に応じて信号を出力する信号出力部をさらに含む請求項１０に記載の動作追跡装置。
【請求項１２】
前記第１身体部位は、前記ユーザの身体部位のうち優先順位が付与された少なくとも一つ以上の身体部位を含む請求項１に記載の動作追跡装置。
【請求項１３】
入力された映像内に含まれたユーザの位置を確認する段階、および
前記入力された映像内に存在する前記ユーザの第１身体部位を追跡する段階を含む動作追跡方法。
【請求項１４】
前記位置を確認する段階は、映像処理を利用して前記確認を遂行する段階を含む請求項１３に記載の動作追跡方法。
【請求項１５】
前記第１身体部位を追跡する段階は、レーザビームを発生させる段階と
前記発生したレーザビームを利用して第１特定領域に存在するユーザの前記第１身体部位をスキャンすることで前記第１特定領域に存在する前記第１身体部位を確認する段階と、
前記第１身体部位に照射されるように前記レーザビームの照射経路を変更させる段階と、
前記第１身体部位に照射された前記レーザビームの散乱した光を受信する段階、および
前記受信された光の強さおよび前記変更された照射経路を参照し、前記第１身体部位の移動軌跡を測定する段階のうち少なくとも一つを含む請求項１３に記載の動作追跡方法。
【請求項１６】
前記レーザビームの照射経路および前記映像の入力方向は平行なことを特徴とする請求項１５に記載の動作追跡方法。
【請求項１７】
前記入力された映像内に存在する前記ユーザの第２身体部位の位置を確認する段階をさらに含む請求項１５に記載の動作追跡方法。
【請求項１８】
前記受信された光を参照し、前記第２身体部位を基準として第２特定領域内に前記レーザビームが照射されないように前記レーザビームの照射経路を制御する段階をさらに含む請求項１７に記載の動作追跡方法。
【請求項１９】
前記受信された光を参照し、前記第２身体部位を基準として第２特定領域内に前記レーザビームが照射された場合に前記レーザビームの発生を制限する段階をさらに含む請求項１７に記載の動作追跡方法。
【請求項２０】
前記受信された光の強さが閾値未満の場合に前記第１身体部位の追跡が不能なものと決定する段階を含む請求項１５に記載の動作追跡方法。
【請求項２１】
前記位置を確認する段階は、前記第１身体部位の追跡が不能な場合に遂行される段階を含む請求項２０に記載の動作追跡方法。
【請求項２２】
前記測定された移動軌跡を利用して前記第１身体部位の動作を認識する段階をさらに含む請求項１５に記載の動作追跡方法。
【請求項２３】
前記認識された動作に応じて信号を出力する段階をさらに含む請求項２２に記載の動作追跡方法。
【請求項２４】
前記第１身体部位は、前記ユーザの身体部位のうち優先順位が付与された少なくとも一つ以上の身体部位を含む請求項１３に記載の動作追跡方法。
【請求項２５】
第１３項の方法を実行する少なくとも一つ以上のプロセッサを制御するためのコンピュータ判読命令語を保存する少なくとも一つ以上のコンピュータ判読媒体。
【請求項２６】
入力された映像内に存在する第１身体部位および第２身体部位を含むユーザの位置を確認する位置確認部と、
レーザビームが前記第１身体部位に向かうようにし前記第２身体部位に向かわないように経路変更部を制御して前記レーザビームの経路を変更する制御部と、
前記第１身体部位に照射された前記レーザビームの散乱した光を受信する集光部、および
前記受信された光の強さおよび前記変更された照射経路を参照し、前記第１身体部位の移動軌跡を測定する軌跡測定部を含む動作追跡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動作追跡装置、方法および媒体に関するものであって、より詳細に概略的なユーザの位置を確認した後、ユーザの特定身体部位を持続的に追跡する動作追跡装置、方法および媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種通信およびデジタル機器に内蔵され近距離上で無線にて各種データをやり取りできるよう信号を処理する赤外線送受信モジュールの登場によってＴＶ、ＶＣＲなどの周辺機器に適用されてきたリモコン技術は双方向ＴＶ、ノートブックＰＣ、デジタルカメラおよび移動通信端末機の産業用電子システムにまで適用されつつ、その活用度が大きく高まっている。
【０００３】
すなわち、家庭または事務室で使用されている大部分の機器はユーザの利便性のためにリモコンによる制御が可能だが、機器から所定距離に位置しているユーザはリモコンに備えられたボタン等を利用し、機器の電源を制御したり、特定機能が行われるようにできる。
【０００４】
また、このようなリモコンの高い活用度によって大部分のオーディオおよびビデオ機器にはリモコンが添付され、市場に発表されているが、それによって多様な周辺機器を一つのリモコンで制御できるようにする統合リモコン（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｒｅｍｏｔｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ）が登場した。
【０００５】
このように、ユーザはリモコンを利用して機器まで移動せず遠隔で機器を制御できるようになったが、万一リモコンをなくしたり、リモコンの故障が起きた場合にユーザは大きな不便を体験し得る。
【０００６】
一方、特許文献１は、複数個のカメラを利用して人の手の動きを追跡／認識し、手が示す電子機器を判断し、該当電子機器を動作させ得る手指示認識を利用した遠隔制御システムおよび方法を開示している。
【０００７】
しかし、開示された発明は複数個のカメラによって入社される被写体に対した映像処理を通して手の動きを判断することによって、映像処理を遂行するための多くの演算像量が必要となる。
【０００８】
したがって、リモコンのような装置の助けおよび多くの演算がなくてもユーザに何の問題もなく機器を動作させ得る発明の登場が要求される。
【特許文献１】韓国公開特許第２００３−００３７６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は映像処理技術を利用して概略的なユーザの位置を確認した後、レーザ技術を利用してユーザの特定身体部位を持続的に追跡することにその目的がある。
【００１０】
また、本発明はレーザを利用してユーザの特定身体部位を追跡するにおいて、目のような部位の追跡は回避することにその目的がある。
【００１１】
本発明の目的は以上で言及した目的に制限されず、言及されていないまた他の目的は次の記載から当業者に明確に理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明の実施形態による動作追跡装置は入力された映像内に含まれたユーザの位置を確認する位置確認部および前記ユーザの第１身体部位を追跡する目標物追跡部を含む。
【発明の効果】
【００１３】
前記したような本発明の動作追跡装置および方法によれば次のような効果が一つあるいはそれ以上ある。
最初に、映像処理技術を利用して概略的なユーザの位置を確認した後、レーザ技術を利用してユーザの特定身体部位を持続的に追跡することによってユーザの位置確認および特定身体部位の追跡を迅速に処理することができるという長所がある。
二番目に、レーザを利用してユーザの特定身体部位を追跡するにおいて、目のような部位の追跡は回避することによってユーザに安全性を提供する長所もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施形態による動作追跡方法は入力された映像内に含まれたユーザの位置を確認する段階および前記ユーザの第１身体部位を追跡する段階を含む。
その他実施形態の具体的な事項は詳細な説明および図に含まれている。
【００１５】
本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は添付される図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になるだろう。しかし本発明は以下で開示される実施形態に限定されるものではなく互いに異なる多様な形態で具現され得て、単に本実施形態は本発明の開示が完全なようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されているもので、本発明は請求項の範囲によってのみ定義される。明細書全体にかけて、同一参照符号は同一構成要素を指称する。
【００１６】
以下、添付された図面を参照し、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施形態によりユーザの動作が追跡されることを示す概念図である。
ユーザの動作を追跡する装置（以下、動作追跡装置という）２００はユーザの動作を認識した後、連結した所定の機能を遂行する装置（以下、機能遂行装置という）１５０に認識された動作に対応する機能信号を伝達し、機能遂行装置１５０で所定の機能が遂行されるようにする役割をする。
【００１８】
このために、動作追跡装置２００はまずユーザの位置を確認する。このために、動作追跡装置２００には映像入力手段および入力された映像１００を処理し得る映像処理手段を具備することができるが、これを利用して入力された映像１００内に含まれたユーザの位置を確認するものである。
【００１９】
そして、動作追跡装置２００は確認されたユーザの位置を基準として所定領域（以下、第１領域という）１１０に対するスキャンを遂行する。これは追跡対象になる目標物（以下、第１身体部位という）１１１を感知するためであって、例をあげれば、図１に図示されたようにユーザの顔を基準として右側領域１１０に対するスキャンが遂行され得るものである。
【００２０】
ここで、第１領域１１０に対するスキャンはレーザを利用したものであり得る。すなわち、動作追跡装置２００は第１領域１１０に対してレーザビームの順次照射を遂行し第１身体部位１１１を感知するものである。図１にはユーザの右手人差し指が第１身体部位１１１であることを示しているが、動作追跡装置２００はユーザの右手人差し指が感知された場合、これを第１身体部位１１１として認識することができ、第１領域１１０に存在する物体の突出部位を第１身体部位１１１として認識することもできる。また、動作追跡装置２００は実際にユーザの身体部位ではなくてもボールペンまたはコインのような物体を第１身体部位１１１として認識することもできる。
【００２１】
第１身体部位１１１の位置を確認することによって動作追跡装置２００は第１身体部位１１１に対する追跡を遂行できるようになる。すなわち、動作追跡装置２００は第１身体部位１１１でレーザビームを照射するようになるが、一旦第１身体部位１１１の位置が確認された後、ユーザが第１身体部位１１１を動かせば、動作追跡装置２００はその動きに応じてレーザビームの照射経路を変更し、第１身体部位１１１に持続的にレーザビームが照射されるようにするものである。このような、動きの追跡は第１身体部位１１１に照射されたレーザビームの散乱した光を受信し、これを分析することによって遂行され得る。
【００２２】
一方、動作追跡装置２００はレーザを利用して第１身体部位１１１の動作を追跡するようになるが、ユーザの無意識の動作に応じてレーザビームがユーザの目のように光に敏感な部分に照射され得る。
【００２３】
レーザはその等級によって人体にほとんど影響を及ぼさないものと深刻な影響を及ぼすことに区分されるが、人体にほとんど影響を及ぼさないといっても長時間露出されれば深刻な影響を及ぼすこともありえるため、ユーザの目のように光に敏感な部分は照射されないのが好ましい。
【００２４】
このように、ユーザの身体部位のうち特定部位（以下、第２身体部位という）での照射を回避するために動作追跡装置２００はユーザの位置を確認するにおいて、第２身体部位が位置している所定領域（以下、第２領域という）１２０を決定する。
【００２５】
例をあげれば、動作追跡装置２００は図１に図示された通り、ユーザの顔周辺を第２領域１２０で決めるのだ。
【００２６】
これに伴い、動作追跡装置２００はユーザの第１身体部位１１１を追跡するにおいて、レーザビームが、照射される地点が第２領域１２０内に含まれる場合レーザビームの発生を制限したりレーザビームの照射経路を制御できるようになる。
【００２７】
図２は本発明の実施形態による動作追跡装置を表したブロック図であって、動作追跡装置２００は映像入力部２１０、位置確認部２２０、制御部２３０、目標物追跡部２４０、保存部２５０、動作認識部２６０および信号出力部２７０を含み構成される。
【００２８】
映像入力部２１０は映像の入力を受ける役割をする。すなわち、アナログ映像の入力を受けるものである。映像の入力を受けるために映像入力部２１０には撮像素子が具備され得るが、撮像素子としてはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）またはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が使用され得る。
【００２９】
そして、映像入力部２１０は入力された映像信号の利益を制御して入力された映像信号を一定量分増幅させることによって以後の段階での映像信号処理が容易なようにでき、所定の変換部（未図示）を具備することによって増幅されたアナログ映像信号をデジタルに変換することもできる。
【００３０】
一方、映像入力部２１０に入力される映像領域は後述する目標物追跡部２４０によって発生するレーザの追跡領域より大きいのが好ましいが、これは入力された映像の一部であるとしてもレーザの追跡領域に含まれた目標物は目標物追跡部２４０によって追跡が可能なためである。
【００３１】
位置確認部２２０は入力された映像内に含まれたユーザの位置を確認する役割をする。ここで、位置確認部２２０は映像入力部２１０から伝達されたデジタル映像に対するエッジ検出（Ｅｄｇｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）またはパターン認識（Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）等の映像処理を通してユーザの位置を確認することができる。
【００３２】
本発明で位置確認部２２０によって確認されるユーザの位置は概略的なものならば充分であるため、位置確認部２２０は動くユーザでなく停止したユーザを対象と見なし、これに対する位置確認を遂行し得る。換言すれば、映像入力部２１０から伝達されるすべてのフレームに対する位置確認を遂行するのではなく、伝達されたフレームのうちの一つ、すなわち、停止映像を利用してユーザの位置を確認できるものである。もちろん、演算能力によって位置確認部２２０は入力されるすべての停止映像すなわち、動画に対してユーザの位置確認を遂行し得る。
【００３３】
ユーザの位置を確認した後、位置確認部２２０は第１領域１１０および第２領域１２０の位置を確認し得る。すなわち、確認されたユーザの位置を基準として第１身体部位が存在すると期待される第１領域１１０および第２身体部位が存在すると期待される第２領域１２０の位置を確認するものである。
【００３４】
ユーザの位置、第１領域１１０および第２領域１２０の位置を確認した場合に位置確認部２２０は確認された位置を制御部２３０に伝達し、位置確認作業を中断する。
【００３５】
一方、ユーザの概略的な位置を確認する位置確認部２２０とは異なり、後述する目標物追跡部２４０は、動きは第１身体部位１１１を持続的に追跡するが、万一目標物追跡部２４０による追跡が不能な場合、例えばユーザが映像入力部２１０の視野角以外の位置に移動したり第１身体部位１１１がユーザまたはその他物体によって隠された場合、位置確認部２２０は位置確認作業を改めて開始し得る。
【００３６】
すなわち、制御部２３０は目標物追跡部２４０から第１身体部位１１１に対する追跡結果を持続的に通知されるが、万一目標物追跡部２４０によって第１身体部位１１１に対する追跡が不能という通知を受けると、制御部２３０は位置確認部２２０で改めて位置確認作業を遂行するようにするものである。
【００３７】
目標物追跡部２４０はユーザの第１身体部位１１１を追跡する役割をする。目標物追跡部２４０による追跡は、動く目標物に対する追跡を意味するものであって、このために目標物追跡部２４０は図３に図示されたように、レーザビーム発生部３１０、経路変更部３２０、レーザ制御部３３０、集光部３４０および軌跡測定部３５０のうち少なくとも一つを含み構成される。
【００３８】
レーザビーム発生部３１０はレーザビームを発生させる役割をする。レーザビーム発生部３１０によって発生したレーザビームは単純に一直線で一つの方向に照射されるのではなく、所定半径の円を描き照射され得る。このように照射されたレーザビームは被写体に反射して、散乱するが、散乱した光は集光部３４０によって受信する。このように、円形態のレーザビームが被写体に照射されるあいだ被写体が動けば散乱した光の形態が変わるが、散乱した光の形態は目標物の移動方向を感知することに利用される。散乱した光の形態を分析して目標物の移動方向を感知するに対する詳しい説明は図４によって後述する。
【００３９】
経路変更部３２０はレーザビームの照射経路を変更させる役割をする。このために、経路変更部３２０はレーザビーム発生部３１０によって発生したレーザビームを反射させる反射鏡と反射鏡の角度を調節する駆動部を含み構成され得る。
【００４０】
図５は本発明の実施形態によってレーザビームの照射経路が変更されることを示す図面であって、経路変更部３２０に具備される二つの反射鏡５１１、５１２すなわち、垂直反射鏡および水平反射鏡が各駆動部５２１、５２２によって微細に角度が変更されつつ、レーザビーム発生部３１０によって発生したレーザビームの照射経路が変更されることを示す図である。前述したレーザの円形態は垂直反射鏡５１１および水平反射鏡５１２の微細な角度変化によって具現されるものである。
【００４１】
経路変更部３２０に照射されたレーザビームは第１身体部位１１１に伝達され反射して、その結果散乱した光は集光部３４０に伝達される。
【００４２】
一方、図５は二つの反射鏡５１１、５１２および駆動部５２１、５２２によってレーザビームの照射経路が変更されることを示しているが、３個以上の反射鏡および駆動部が使用されることもあり、垂直角度および水平角度の変更が可能な一つの駆動部により、一つの反射鏡が制御されることによってレーザビームの照射経路が変更され得る。
【００４３】
前述したように、レーザによる第１身体部位１１１の追跡は映像入力部２１０に入力された映像に基づいて遂行されるが、このために映像入力部２１０の映像入射方向と経路変更部３２０によって照射されるレーザビームの照射方向は互いに平行なのが好ましい。これは映像入射方向とレーザビーム照射方向の差異による領域感知の誤差を防止するためである。
【００４４】
図６は本発明の実施形態による映像の入力方向とレーザビームの照射方向の関係を表した図面であって、映像入力方向の中心軸６１０とレーザビーム照射方向の中心軸６２０間の距離Ｄ６００によって、最初第１身体部位１１１の追跡に誤差が発生し得ることを示している。
【００４５】
すなわち、映像入力部２１０を通して入力された方向に第１身体部位１１１が存在する場合、経路変更部３２０はレーザビーム照射方向の中心軸６２０を基準としてスキャンを遂行するが、中心軸間の距離６００が大きい場合、経路変更部３２０によって認識される第１領域１１０には第１身体部位１１１が存在し得ない。
【００４６】
したがって、映像入力方向の中心軸６１０およびレーザビーム照射方向の中心軸６２０は互いに平行を維持しつつも、その距離を最大限近く維持するのが好ましい。
【００４７】
改めて図３を説明すれば、レーザ制御部３３０はレーザビームのスキャンを利用して第１領域１１０に存在する第１身体部位１１１の位置を確認する役割をする。すなわち、レーザ制御部３３０は経路変更部３２０を制御してレーザビームの照射経路を変更させつつ、第１領域１１０に対するスキャンを遂行しスキャン結果を参照して、第１身体部位１１１の位置を確認するものである。ここで、スキャンは第１領域１１０全般に対してレーザビーム照射を遂行して、それにより受信された散乱した光を受信するものと理解され得る。
【００４８】
スキャンによって確認される対象である第１身体部位１１１は第１領域１１０に存在するユーザの身体部位の突出の部分であり得、ユーザの身体部位に連結された特定形態の物体でもあり得る。
【００４９】
また、第１身体部位１１１はユーザの身体部位のうち優先順位が付与された少なくとも一つ以上の身体部位を含み得る。例えば、右手の人差し指、左手の人差し指、右手の親指および左手の親指順で優先順位が設定されている場合、レーザ制御部３３０は、まず右手の人差し指が検索されるのか確認し、右手の人差し指が検索されない場合に左手の人差し指を検索することができるが、このような検索は既設定されたすべての優先順位の身体部位に対して遂行され得る。
【００５０】
前述した通り、位置確認部２２０は第１領域１１０だけでなく第２領域１２０の位置まで確認するが、これを参照しレーザ制御部３３０は第２領域１２０内にレーザビームが照射されないようにレーザビームの照射経路を制御することができ、第２領域１２０内にレーザビームが照射された場合にレーザビームの発生を制限し得る。
【００５１】
すなわち、レーザ制御部３３０は経路変更部３２０およびレーザビーム発生部３１０を制御し、照射経路を制御したりレーザビームの発生を制限するもので、これに伴い、ユーザの目にようにレーザの露出を回避しようとする身体部位でのレーザビーム照射が防止され得る。ここで、第２領域１２０は少なくとも一つ以上設定され得る。
【００５２】
軌跡測定部３５０は経路変更部３２０によって変更されたレーザビームの照射経路の軌跡を測定する役割をする。すなわち、第１身体部位１１１の動きの形態を測定するものであって、これは後述する動作認識部２６０によるユーザの動作認識の基礎資料となる。ここで、軌跡測定部３５０は集光部３４０に入射した光の強さと経路変更部３２０に含まれた少なくとも一つ以上の反射鏡の回転角を利用して第１身体部位１１１の３次元軌跡を測定することができる。
【００５３】
改めて図２を説明すれば、動作認識部２６０は軌跡測定部３５０から伝達された軌跡を利用して、第１身体部位１１１の動作を認識する役割をする。すなわち、動作認識部２６０は伝達された軌跡の特性を分析してその結果を保存部２５０に保存されている動作コードと比較した後、その一致の可否により該当動作コードに対応して保存された機能信号を抽出するものである。このために、保存部２５０には少なくとも一つ以上の動作コードおよび各動作コードに対する機能信号が互いに対応して保存される。
【００５４】
ここで、機能信号は機能遂行装置１５０の所定機能を遂行するために発生する信号であって、例えば機能遂行装置１５０がＴＶの場合に機能信号は電源制御、チャネル変更および音量変更等のための信号であり得る。
【００５５】
信号出力部２７０は機能信号を出力する役割をする。出力された信号は機能遂行装置１５０に伝達され、これに伴い機能遂行装置１５０は該当機能を遂行する。
【００５６】
図４は本発明の実施形態による第１身体部位の動きが感知され、追跡されることを示す図である。
４１０ａは第１身体部位１１１に円形態のレーザ４５１が照射されたことを示した図面であって、第１身体部位１１１の内部に円形態のレーザが全て含まれたことを示している。照射されたレーザビームは第１身体部位１１１で反射し散乱するが、集光部３４０は散乱した光を受信するようになり、４１０ｂはこれを示している。すなわち、第１身体部位１１１の内部に円形態のレーザ４５１が全て含まれているため、散乱した光の強さは全て均一な値を有するようになる。
【００５７】
４２０ａは移動した第１身体部位１１１を示した図面であって、円形態のレーザ４５１の一部４５０が第１身体部位１１１の外部に照射されたことを示している。これに伴い、第１身体部位１１１の内部および外部に反射して、散乱した光の強さは互いに異なるようになるが、４２０ｂはこれを示している。
【００５８】
４２０ｂのように散乱した光が強さが検出された場合、レーザ制御部３３０は経路変更部３２０を制御してレーザビームの照射経路を変更させる。すなわち、円形態のレーザ４５１のうち第１身体部位１１１の外部に照射された部分４５０の反対方向にレーザビームの照射経路が移動するようにすることであって、その結果、４３０ａのように円形態のレーザ４５２は改めて第１身体部位１１１内に全て含まれ、散乱した光の強さは４３０ｂように全て均一になる。
【００５９】
レーザ制御部３３０は散乱した光の強さの変化だけでなく入射する散乱した光の全般的な強さによって、３次元空間上の第１身体部位１１１の位置を確認することができ、これに伴い、経路変更部３２０でレーザビームの照射経路を変更するようにすることができる。そして、動作追跡装置２００と第１身体部位１１１との距離によって円の大きさが変わり得るが、レーザ制御部３３０は第１身体部位１１１との距離を参照して円の大きさを調節することもできる。
【００６０】
また、第１身体部位１１１がユーザまたは別途の物体によって隠されたり経路変更部３２０によって追跡される追跡領域の範囲をはずれた場合、集光部３４０に入射する散乱した光の強さが減少し得るが、レーザ制御部３３０は入射された光の強さが所定の閾値未満の場合、これを第１身体部位１１１の追跡が不可能なものと見なし、その結果を制御部２３０に伝達する。これに伴い、制御部２３０は位置確認部２２０でユーザ、第１領域１１０および第２領域１２０の位置を改めて確認するようにする。
【００６１】
図７は本発明の実施形態によりユーザの動作が認識される過程を示すフローチャートである。
ユーザの動作を認識するために動作追跡装置２００の映像入力部２１０は映像の入力を受ける（Ｓ７１０）。入力された映像はアナログ映像であって、これはデジタルに変換された後、制御部２３０に伝達される。
【００６２】
デジタル映像を伝達された制御部２３０は映像内に目標物すなわち、ユーザが存在するのか確認する（Ｓ７２０）。伝達された映像内には複数のユーザが存在したり一つのユーザの身体の一部だけが含まれることがあり、ユーザが存在しないこともあり得るが、制御部２３０は目標対象として有効なユーザが存在するのか確認するものである。
【００６３】
複数のユーザのうち目標対象であるユーザが存在したりユーザの身体の一部であるとしてもユーザとして認識される程度ならば、制御部２３０は位置確認部２２０でユーザの位置を確認するようにする（Ｓ７３０）。ここで、目標対象であるユーザの存在を決定したりユーザの身体の一部を利用して、これをユーザで認識するのは顔認識（Ｆａｃｅ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）、エッジ検出（Ｅｄｇｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）およびパターン認識（Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）等の技術を利用して遂行され得る。
【００６４】
制御部２３０の制御命令により位置確認部２２０はユーザの位置を確認する。そして、確認されたユーザの位置に基づいて第１領域１１０および第２領域１２０の位置を確認する（Ｓ７４０）。
【００６５】
確認された第１領域１１０および第２領域１２０の位置は目標物追跡部２４０に伝達され、目標物追跡部２４０は第１領域１１０に存在する第１身体部位１１１に対する追跡を遂行する（Ｓ７５０）。
【００６６】
目標物追跡部２４０による追跡結果は持続的に制御部２３０に伝達されるが、制御部２３０はその結果を確認しておき追跡が不能なのか否かを確認する（Ｓ７６０）。そして、追跡が不能な場合に位置確認部２２０でまたユーザ、第１領域１１０および第２領域１２０の位置を確認するようにし得る（Ｓ７３０）。
【００６７】
一方、追跡が持続的に遂行される場合に目標物追跡部２４０は第１身体部位１１１の動作に対する軌跡を測定した後（Ｓ７７０）を制御部２３０に伝達する。
【００６８】
伝達された軌跡は動作認識部２６０に伝達され、動作認識部２６０は伝達された軌跡が有効な動作なのかを確認する（Ｓ７８０）。すなわち、伝達された軌跡に対する特性を分析した後、その結果が保存部２５０に保存されている動作コードと一致するのか確認するものである。そうして、分析された特性が動作コードと一致する場合に動作認識部２６０は保存部２５０で該当動作コードに対応して保存された機能信号を抽出して（Ｓ７９０）制御部２３０に伝達する。
【００６９】
そして、信号出力部２７０は機能信号を出力するが（Ｓ８００）、このように出力された機能信号によって動作追跡装置２００に連結された機能遂行装置１５０は該当機能を遂行する。
【００７０】
図８は本発明の実施形態による第１身体部位が追跡される過程を示すフローチャートである。
ユーザの第１身体部位１１１を追跡するために目標物追跡部２４０のレーザ制御部３３０はまず制御部２３０から第１領域１１０および第２領域１２０の位置を伝達される（Ｓ８１０）。
【００７１】
そして、レーザ制御部３３０はレーザビーム発生部３１０でレーザビームが発生するようにし、経路変更部３２０で第１領域１１０に対するスキャンを遂行する（Ｓ８２０）。すなわち、経路変更部３２０に具備される反射鏡の角度を変更させ、レーザビームが第１領域１１０の全般的な領域に順次に照射されるようにするものであって、これに伴い照射されたレーザビームは第１領域１１０に存在する物体に反射して散乱した光は集光部３４０によって受信される（Ｓ８３０）。
【００７２】
受信された光はレーザ制御部３３０に伝達されるが、レーザ制御部３３０は光の強さおよび形態などを分析して第１領域１１０に第１身体部位１１１が存在するのか確認する（Ｓ８４０）。この時、第１領域１１０と第２領域１２０に重畳された領域が存在する場合、レーザ制御部３３０は経路変更部３２０で重畳された領域に対するスキャンが遂行されないように制御することもできる。
【００７３】
スキャン結果、第１身体部位１１１が検出された場合にレーザ制御部３３０は経路変更部３２０を制御し、第１身体部位１１１でレーザビームが持続的に照射されるようにレーザビームの照射経路を変更するようにする（Ｓ８５０）。すなわち、集光部３４０に入力された散乱した光の強さおよび形態を参照して、第１身体部位１１１が移動したのか判断した後、レーザ制御部３３０はその結果に応じて経路変更部３２０で反射鏡の角度を調節するようにするものである。
【００７４】
この時、レーザ制御部３３０は変更されるレーザビームの照射経路が第２領域１２０に含まれるのか持続的に確認し（Ｓ８６０）、万一レーザビームの照射経路が第２領域１２０に含まれる場合に経路変更部３２０を制御し、レーザビームの照射経路が第２領域１２０に含まれないように照射経路を変更させたりレーザビーム発生部３１０でレーザビームの発生を中断させることができる（Ｓ８７０）。
【００７５】
また、レーザ制御部３３０は集光部３４０に入射する散乱した光の強さが閾値未満なのか持続的に確認するが（Ｓ８８０）、万一閾値未満の場合にその結果を制御部２３０に伝達して追跡を中断する。
【００７６】
集光部３４０に入射する散乱した光の強さおよび形態、そして経路変更部３２０によって、変更されたレーザビームの照射経路は軌跡測定部３５０に伝達されるが、軌跡測定部３５０は伝達された情報を参照し、３次元空間上で第１身体部位１１１の動きに対する軌跡を測定する（Ｓ８９０）。
【００７７】
そして、測定された軌跡情報はレーザ制御部３３０に伝達され、レーザ制御部３３０は伝達された軌跡情報を制御部２３０に伝達する（Ｓ９００）。
【００７８】
以上、添付された図面を参照して、本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せずとも、他の具体的な形態で実施され得るということを理解するはずだ。したがって以上で記述した実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的ではないものと理解しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施形態によりユーザの動作が追跡されることを示す概念図である。
【図２】本発明の実施形態による動作追跡装置を示すブロック図である。
【図３】図２に図示された目標物追跡部の細部構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態による第１身体部位の動きが感知され、追跡されることを示す図である。
【図５】本発明の実施形態によるレーザビームの照射経路が変更されることを示す図である。
【図６】本発明の実施形態による映像の入力方向とレーザビームの照射方向の関係を示す図である。
【図７】本発明の実施形態によりユーザの動作が認識される過程を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態により第１身体部位が追跡される過程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
２１０      映像入力部
２２０      位置確認部
２３０      制御部
２４０      目標物追跡部
２５０      保存部
２６０      動作認識部
２７０      信号出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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