Kinect for Windows v2における概要と開発環境

2014年07月15日、世界各地のMicrosoft Storeで「Kinect for Windows v2 センサー （オープン ベータ）」が発売されました。もちろん日本のMicrosoft Storeでも発売が開始されました。

当初、日本のMicrosoft Storeでは発売日が「Coming Soon」とだけ表示され、いつの発売になるのかまったく情報がありませんでした。それが、発売日前日の2014年07月14日に、下記のサイトで突然、7月15日の発売が発表されました。

The Official Microsoft Japan Blog（マイクロソフト公式ブログ）
http://blogs.technet.com/b/microsoft_japan_corporate_blog/archive/2014/07/14/kinect-for-windows-v2-7-15.aspx

Kinect for Windows v2を待ち望んでいた筆者は7月15日の午前1時にすぐに予約し、7月16日には現物を入手しました。現在Kinect for Windows v2は、下記のURLより購入できます。注文すると2～4営業日で手元に届くようです。

Kinect for Windows v2 センサー (オープン ベータ) の購入 - Microsoft Store Japan オンライン ストア
http://www.microsoftstore.com/store/msjp/ja_JP/pdp/productID.298959900

図1: 日本のMicrosoft Storeでの「Kinect for Windows v2 センサー (オープン ベータ)」のオーダー画面（クリックで拡大）

価格は税込みの21,578円です。発売当初は数量限定販売と報道されていたようですが、原稿執筆時点では、まだ在庫があるようです。「Kinect for Windows v2 センサー (オープン ベータ)」の「オープンベータ」という表記は、Kinect for Windows v2（以下Kinect v2）センサー本体そのものが「オープンベータ」という意味ではなく、提供されているKinectｖ2のSDKが、現状ではパブリック プレビュー版であるため、このような表記になっているものと思われます。

Kinect for Windows SDK 2.0 Public Previewのダウンロード

「Kinect for Windows SDK 2.0 Public Preview」は下記のURLよりダウンロードが可能です（図2）。

Download Kinect for Windows SDK 2.0 Public Preview from Official Microsoft Download Center
http://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=43661

図2: Kinect for Windows SDK 2.0 Public Preview」のダウンロード画面。提供されるのは英語版のみとなる。（クリックで拡大）

インストール時の注意点

SDKをダウンロードしてインストールする場合、先にKinect v2をPCと接続していてはならないので、注意が必要です。SDKをインストール後に、Kinect v2を接続します。すると自動的にデバイスのインストールが開始されます。

後ほど解説しますが、Kinect v2を接続できるPCのUSBポートは「3.0」に限られます。しかも正式にサポートされているUSBコントローラーは「Intel」と「Renesas（ルネサス）」のものだけです。これ以外では、たとえUSB 3.0のポートであってもKinect v2が動作しない可能性があるので、注意が必要です。

SDKをインストールすると、「Kinect for Windows Developer Toolkit v2.0.0（以後、Toolkit）」も一緒にインストールされます。Kinect v1の時は、別個にインストールするようになっていましたが、今回はまだPublic Preview版であるため、SDKの中に一緒に含まれています。正式版では、別個に分けられる可能性があるようです。

このToolkitにはいろいろなサンプルが収録されています。後ほど紹介していきます。

本体の構成

Kinect v2本体の構成は図3のように、「RGBカメラ」、「深度センサー」、「マイクアレイ」から構成されています。

図3: Kinect v2の構成。Kinect v1との比較（クリックで拡大）

Kinect v2センサーのスペックを表1に示します。

表2: Kinect v2センサーの特徴（Kinect v1との比較）

表1から明らかなように、Kinect v1より大幅に性能が向上しています。とくに「Color画像」はKinect v1は解像度が「640×480」であったため、必ずしも綺麗な画像とは言えませんでした、しかし、Kinect v2では解像度が「1920×1080」にアップし、また画像も自然色に近くなり、格段に美しくなりました。

Color画像の比較

Kinect v1時のColor画像とKinect v2時のColor画像の比較は図4になります。

図4: Kinect v1とKinect v2のColor画像の比較。Kinect v1のほうが、少し画像に赤みがかっているのがわかる。一方Kinect v2では、より自然に近い色になっている。（クリックで拡大）

Depth 画像の比較

「Depth画像」のDepthは「深度」、すなわち奥行方向の距離を表しています。「Depth画像」のデータは、ピクセルごとに深度を持っているため、「Color画像」と組み合わせて距離を測ったり、画像をマスクしたりするのに使用されます。「Depth画像」は、Kinect v1では解像度が「320×240」でしたが、Kinect v2では「512×424」まで解像度がアップしています（図5）。

図5: Depth画像の解像度の比較（クリックで拡大）

骨格定義数

では次に、「骨格定義数」についてみていきましょう。Kinect v2とKinect v1のそれぞれが認識できる関節は、図6のようになります。

図6: Kinect v2で認識できる関節部位。Kinect v1との比較（クリックで拡大）

[参照URL] http://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/jj131025.aspx

Kinect v1と比較すると、Kinect v2では「首（NECK）」、「右手先（HAND_TIP_RIGHT）」、「右手親指（THUMB_RIGHT）」、「左手先（HAND_TIP_LEFT）」、「左手親指（THUMB_LEFT）」の5関節の追加取得が可能になっています。

動作環境

Kinect v2を動作させるのに必要な環境を表2に示します。

表2: Kinect v2を動作させるのに必要なスペック

※Kinect v2からはWindowsストア アプリにも対応。

ではToolkitに含まれているサンプルを、画像を交えて紹介しましょう。

Kinect for Windows Developer Toolkit v2.0.0に含まれるサンプル

赤外線サンプル

暗闇の中で赤外線画像を取得してみました。

図7: 赤外線サンプル　Infrared Basic-WPF（クリックで拡大）

背景とのマッピングサンプル　Coordinate Mapping Basics-WPF

背景を除去して人物を残し、別な背景をはめ込み、人物と合成表示しています。

図8: 背景とのマッピングサンプル　Coordinate Mapping Basics-WPF（クリックで拡大）

音声認識サンプル

「Forward」、「Back」、「Turn Left」、「Turn Right」の音声を認識して、亀が前後に動いたり、向きを変えたりします。

図9: 音声認識サンプル　Speech Basic-WPF（クリックで拡大）

Windowsストアアプリ用インタラクションコントロール

Windowsストアアプリに対して、操作が可能なXAMLコントロールが提供されました。下記の画像では、上部（赤く囲んだ部分）に小さく操作している様子が描画され、Windowsストアアプリのタイル上に、手の形をしたカーソルが表示され、これで画面の操作が可能になっています。

図10: Windowsストアアプリ用インタラクションコントロール　Controls Basics-XAML（クリックで拡大）

他にもいろいろなサンプルが用意されているますので、動かして試してみるといいでしょう。これらのサンプルはインストールするとプロジェクトファイル自体がインストールされ、VS2013上で編集が可能になります。但し、Visual Basicのサンプルは付属しておりませんでした。筆者としては少し残念な思いをしました。またKinect v1のToolkit v1.8に付属していた、Kinect Fusion（図11）や顔認識のサンプルは、今回のKinect v2のToolkitには含まれていません。正式版では追加されると思います。Kinect Fusionとは、接続したKinectセンサーで被写体を撮影し、3Dモデルとしてのデータを作成する事が出来る機能です。

図11: 正式版では追加されるであろうKinect Fusion（クリックで拡大）

Kinect Studioとは

またToolkitとは別に「Kinect Studio」も付属しています（図12）。Kinect Studioは、Kinectアプリケーション開発支援ツールです。Kinect Studioは、Kinectから取得できる「Color」や「Depth」のストリームデータをファイルに記録して、いつでも再生して確認できるツールです。　この「記録」と「再生」機能により、Kinectアプリケーションの開発やデバッグを大変に楽にしてくれる点が、Kinect Studioの特徴です。

図12: Kinect Studioの画面（クリックで拡大）

Kinect v2プログラム作成手順

今回のKinect v2プログラミングはWindows Presentation Foundation（以下、WPF）で作成します。無料版のVisual Studio 2013 Express（以下、VS2013 Express）では、WPFを作成できません^※ので、原則として今回のプログラムは、Visual Studio 2013 Professional（以下、VS2013）以上の開発環境でしか動作しません。但しVS2013 Expressでも、Windowsストアアプリとしてなら作成は可能です。

追記（※）Visual Studio 2013 Express for Desktopでは作成可能です。

今回はOSにWindows 8.1+Update1、開発環境にVisual Studio 2013 Ultimate+Updade3を用いています。言語はVisual Basicを使用します。

まずVS2013を起動します。［ファイル］ー［新規作成］ー［プロジェクト］と選択し、Visual Basicから「WPF アプリケーション」を選択します。「名前」には今回は適当に「WPFTest」と付けておきましょう（図13）。

図13: WPF アプリケーションを選択する（クリックで拡大）

参照設定

MainWindow.xamlのページが表示されます。今回はKinectを使用するため、Kinectへの参照を追加しておく必要があります。ソリューションエクスプローラー内の「すべてのファイルを表示」アイコンをクリックして、「参照設定」を表示させます（図14）。初めて起動した状態ではこの「参照設定」は表示されておりません。

図14: ソリューションエクスプローラーから「すべてのファイルを表示」アイコンをクリックして、「参照設定」を表示する（クリックで拡大）

表示された「参照設定」を選択し、マウスの右クリックで表示される「参照の追加」をクリックします。すると、「参照マネージャー」が表示されます。一度Kinectへの参照を追加しておいた場合は、この画面に「Microsoft.Kinect.dll」が表示されています（図15）。

図15ではすでに表示されていますが、初めての場合は表示されていませんので、「参照」ボタンをクリックして、
C:\Program Files\Microsoft SDKs\Kinect\MainV2\Assemblies
フォルダ内にある「Microsoft.Kinect.dll」を指定します。

上記の「MainV2」のフォルダも、環境によっては「v2.0-PublicPreview」という名前になっている場合があります。

図15: Kinectを一度参照すると、Microsoft.Kinect.dllが表示される（クリックで拡大）

追加した「Microsoft.Kinect.dll」を選択してチェックを付け、「OK」ボタンをクリックすると、「参照設定」の中に「Microsoft.Kinect」が追加されます（図16）。

図16: 参照設定内に「Microsoft.Kinect」が追加された（クリックで拡大）

以上で、Kinect v2のプログラミングを行う環境が整いました。次回から、早速Kinect v2の基本的なプログラムの作成方法に入ります。お楽しみに。

＜編集部より＞　3ページ目に一部追記しました。（2014.09.03）