仮想空間を操作するための非接触型インタフェースに関する研究

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自然な掴み動作を入力とする3次元インタフェースを実現するためには,手の動きを画像処理で認識する必要がある.手は非剛体である上に,非常に複雑な動きを行うため,そのままの形状を画像処理で認識するのは非常に困難である.このため,画像処理で処理しやすい特徴点を定め,この特徴点から手の形状を推定するモデルを用いる方法が最も適している.また,仮想空間に設定した物体を自然な掴み動作によって操作するには最低2指の動きを認識する必要がある.これが可能となれば,物体を掴み,移動回転などの操作を行うことができる.本研究では,処理の簡単化のため,親指と人差指で物体を操作するこしとを想定し,この2指の動作を認識させることを試みた.また,手先の形状を記述する特徴点として,各指の指先座標とその傾きに着目し,これらのパラメータより2指の動作を推定するモデルの構築を行った.このモデルを用いると,画像処理により算出する必要があるのは,2指の指先座標とその傾きだけである.これらは,画像処理によって比較的算出しやすい情報であるので,手先にマーカーなどの付加物を装着しなくても,素手のシルエット画像より直接算出することができる.また,この方法だと初期探索以外は画像領域全体を探索する必要がなく,指先の近傍領域のみを処理するだけで手先全体の動きが推定できるため計算量が非常に少くなり,リアルタイムで手先の動作を認識することが可能となった.この手法を3次元空間を操作するインタフェースに応用した結果,人が日常行っている,把握,移動,回転等の自然な動作をそのまま計算機の入力とすることが可能となったので,マン・コンピュータインタフェースとして本手法が非常に有効であることが認識できた.