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光学シースルー頭部搭載型ディスプレイと視覚適応画像処理による視覚拡張技術の確立

Research Project

Project/Area Number 16H07169
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Human interface and interaction
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

伊藤 勇太  慶應義塾大学, 理工学研究科(矢上), 特任助教 (10781362)

Project Period (FY) 2016-08-26 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords拡張現実感 / Augmented Reality / 視覚拡張 / Vision Augmentation / 光学透過型HMD / Optical See-Through HMD / Human Augmentation / 人間拡張 / HMD / VR
Outline of Annual Research Achievements

光学シースルーHMD(OST-HMD)を用いて人間の視覚機能を制御・強化する、視覚拡張 (Vison Augmentation) 技術の実現に向けて、今年度は下記の進捗があった。
【視覚特性の推定】について、装着型HMDでの使用を視野に入れた、眼球の焦点距離すなわち注視点の奥行きを推定する手法を検討した。光点から出た光が眼球内部で反射する第4次Purkinje反射、その位置が焦点距離と相関することを用いた推定手法を提案し、装着型視線追跡カメラを用いたシステムを実装した。その結果15~45㎝の視点距離において、約3.15㎝の平均誤差での焦点距離推定が行えた。本システムの利点は、既存の大型の計測機器と異なり、個々人を継続的に計測できることにある。
【視覚特性適応画像処理】について、人の輝度調節機能を補助する視覚拡張手法を提案した。OST-HMDと遮蔽LCDパネルを組み合わせたシステムを構築した。一人称カメラで計測した視野画像から、ユーザーの視野において露出過多・不足の領域を推定し、眼に入る光量を本システムによって低減・増幅する。実験では露出過多・不足領域が25%・50%低減し、視点における画像のダイナミックレンジを制御できることを示した。
【超高精度空間校正手法】について、各種HMDにて実行可能な赤外眼球画像向け3D視線追跡プログラムを実装し一般公開した。本プログラムは単眼の眼球近接赤外カメラで実行可能であり、本研究課題において汎用的に利用可能なソフトウェア資源となる。

なお本研究課題は平成29年度より17H04692若手研究(A)へと昇華・統合し、視覚拡張技術の発展へ向けて研究を継続する。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2017 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Mississippi state univ.(Edward Swan II)(米国)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Coburg University (Jens Grubert)(Germany)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] AdaptiVisor: assisting eye adaptation via occlusive optical see-through head-mounted displays2017

    • Author(s)
      Yuichi Hiroi, Yuta Itoh, Takumi Hamasaki, Maki Sugimoto
    • Journal Title

      Proceeding AH '17 Proceedings of the 8th Augmented Human International Conference

      Volume: 9 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1145/3041164.3041178

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Monocular Focus Estimation Method for a Freely-Orienting Eye using Purkinje-Sanson Images2017

    • Author(s)
      Yuta Itoh, Jason Orlosky, Kiyoshi Kiyokawa, Toshiyuki Amano, Maki Sugimoto
    • Organizer
      IEEE Virtual Reality 2017 (VR2017)
    • Place of Presentation
      Los Angels (USA)
    • Year and Date
      2017-03-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] HySAR: Hybrid Material Rendering by an Optical See-Through Head-Mounted Display with Spatial Augmented Reality Projection2017

    • Author(s)
      Yuichi Hiroi, Yuta Itoh, Takumi Hamasaki, Daisuke Iwai, Maki Sugimoto
    • Organizer
      IEEE Virtual Reality 2017 (VR2017)
    • Place of Presentation
      Los Angels (USA)
    • Year and Date
      2017-03-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] AdaptiVisor: Assisting Eye Adaptation via Occlusive Optical See-Through Head-Mounted Displays2017

    • Author(s)
      Yuichi Hiroi, Yuta Itoh, Takumi Hamasaki, Maki Sugimoto
    • Organizer
      The 8th Augmented Human International Conference (AH 2017)
    • Place of Presentation
      Silicon Valley (USA)
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 研究者ウェブページ

    • URL

      http://campar.in.tum.de/Main/YutaItoh

    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-09-02   Modified: 2022-01-28  

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