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2016 Fiscal Year Annual Research Report

高速プロジェクションを基盤として実現するマルチモーダルインタラクション環境

Research Project

Project/Area Number 16H02853
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

鏡 慎吾  東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (90361542)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 嵯峨 智  筑波大学, システム情報系, 准教授 (10451535)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsユーザインタフェース / マルチモーダルインタフェース / 画像,文章,音声等認識 / バーチャルリアリティ / ディスプレイ
Outline of Annual Research Achievements

本年度は,高速プロジェクション基盤システムの開発を行うとともに,振動に基づくインタラクション検出,熱放射による力覚提示,振動による力覚提示の各要素技術に関する基本的な検討を行った.
基盤システムに関しては,現有する高速プロジェクタハードウェアを次世代版に更新するための対応を進めた.これにより,運動追従性能の向上とともに,カラー映像投影,複数運動領域へのプロジェクションマッピングといった機能向上が可能となる.これと並行して,画像処理アルゴリズムに関しては,平面追跡処理の高速化ならびに高機能化を進めた.具体的には,SIMD 並列命令を活用した追跡処理の高速化と,DMD プロジェクタによる複数ビットプレーンが部分的に合成された画像を追跡するためのアルゴリズム開発を行った.また,高速映像中に肉眼では視認できないマーカ情報を埋め込み,これを単一の撮影画像から検出するための手法を開発した.これらにより,高速プロジェクタによる投影像のより高速かつロバストな追跡の実現が期待できる.
振動に基づくインタラクション検出に関しては,画像中の紙面領域のわずかな振動信号を抽出してその周波数成分を分析する手法を開発した.これにより得られた信号を機械学習することにより,肉眼では区別できない動画像を,紙面への物理的タッチがある場合とない場合に識別するための手法を検討した.
熱放射による力覚提示に関しては,現有システムの改良を進めるとともに,キャリブレーション手法の整備を行った.振動による力覚提示に関しては,特に衝突感の提示を目的として複数の提示デバイスと提示方法を検討した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

高速プロジェクタの次世代版ハードウェアの導入に遅れが生じたことにより,経費の一部を平成29年度に繰り越して研究を継続した.これによる遅れ以外に関しては概ね順調に進んでいる.

Strategy for Future Research Activity

現有高速プロジェクタで検討を続けてきた各要素技術について,次世代版高速プロジェクタへの移行を行って研究を進めていく予定である.

  • Research Products

    (22 results)

All 2017 2016

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Lightning Markers: Synchronization-free Single-shot Detection of Imperceptible AR Markers Embedded in a High-Speed Video Display2017

    • Author(s)
      Tsutomu Kusanagi, Shingo Kagami and Koichi Hashimoto
    • Journal Title

      Adjunct Proc. 2017 IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality

      Volume: - Pages: 229-234

    • DOI

      10.1109/ISMAR-Adjunct.2017.75

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Alignment of a flexible sheet object with position-based and image-based visual servoing2016

    • Author(s)
      Shingo Kagami, Kotaro Omi, Koichi Hashimoto
    • Journal Title

      Advanced Robotics

      Volume: 30 Pages: 965-978

    • DOI

      10.1080/01691864.2016.1183518

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Display tracking using blended images with unknown mixing ratio as a template2016

    • Author(s)
      Akifumi Goto, Shingo Kagami, Koichi Hashimoto
    • Journal Title

      Proc. 9th ACM SIGGRAPH Conference and Exhibition on Computer Graphics and Interactive Techniques in Asia, Technical Briefs

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1145/2818466.2818485

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-frame-rate region-based visual tracking on CPU: an implementation perspective2016

    • Author(s)
      Shingo Kagami, Koichi Hashimoto
    • Journal Title

      Proc. 2016 IEEE/SICE International Symposium on System Integration

      Volume: - Pages: 562-567

    • DOI

      10.1109/SII.2016.7844058

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Estimation of a large relative rotation between two images of a fast spinning marker-less golf ball2016

    • Author(s)
      Yuta Imai, Shingo Kagami, Koichi Hashimoto
    • Journal Title

      2016 IEEE/SICEInternational Symposium on System Integration

      Volume: - Pages: 556-561

    • DOI

      10.1109/SII.2016.7844057

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fast projection mapping onto a moving planar surface2016

    • Author(s)
      Shingo Kagami
    • Journal Title

      SPIE Newsroom

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1117/2.1201603.006423

  • [Journal Article] Thermal-Radiation-Based Haptic Display - Calibration and Shape display -2016

    • Author(s)
      Satoshi Saga
    • Journal Title

      Proc. AsiaHaptics 2016

      Volume: - Pages: 67-70

    • DOI

      10.1007/978-981-10-4157-0_11

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Calibration Method of Thermal-Radiation-Based Haptic Display2016

    • Author(s)
      Satoshi Saga
    • Journal Title

      Proc. EuroHaptics 2016

      Volume: - Pages: 470-478

    • DOI

      10.1007/978-3-319-42324-1_46

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 動きをとらえる高フレームレート画像処理とその応用2017

    • Author(s)
      鏡 慎吾
    • Organizer
      第6回バイオメトリクスと認識・認証シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] バーチャルプロジェクション型インタラクションシステムの高速化2017

    • Author(s)
      乙部成史, 鏡慎吾, 橋本浩一
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • [Presentation] 高速三次元計測のための合成正弦波を用いた位相シフト法2017

    • Author(s)
      塩谷美帆, 鏡慎吾, 橋本浩一
    • Organizer
      画像センシングシンポジウム
  • [Presentation] weAtheR: AR技術を用いたアンビエントな天気情報の提示2017

    • Author(s)
      成田正太郎, 鏡慎吾, 橋本浩一
    • Organizer
      エンタテインメントコンピューティングシンポジウム
  • [Presentation] 高速プロジェクタによる投影コンテンツとの動的インタラクション2017

    • Author(s)
      鏡慎吾, 橋本浩一
    • Organizer
      エンタテインメントコンピューティングシンポジウム
  • [Presentation] 高速ディスプレイ映像に隠蔽されたマーカを用いるモバイルARシステム2017

    • Author(s)
      草彅 勉, 鏡 慎吾, 橋本 浩一
    • Organizer
      計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • [Presentation] Image and Graphics Processing for Fast Projection Mapping onto a Moving Surface2016

    • Author(s)
      Shingo Kagami
    • Organizer
      31th International Congress on High-Speed Imaging and Photonics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 加法合成画像の追跡に基づく動く平面への追従投影2016

    • Author(s)
      後藤 皓史, 鏡 慎吾, 橋本 浩一
    • Organizer
      日本ロボット学会学術講演会
  • [Presentation] 領域ベース平面追跡の高速計算2016

    • Author(s)
      鏡 慎吾, 橋本 浩一
    • Organizer
      計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • [Presentation] 高速ディスプレイ映像への埋め込みに適した不可視マーカの検討2016

    • Author(s)
      草彅 勉, 鏡 慎吾, 橋本 浩一
    • Organizer
      日本光学会年次学術講演会
  • [Presentation] Synchronization-free single-shot detection of imperceptible AR markers in a high-speed video display2016

    • Author(s)
      Tsutomu Kusanagi, Shingo Kagami, Koichi Hashimoto
    • Organizer
      3rd International Workshop on Image Sensors and Imaging Systems
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高フレームレート画像追跡とその応用2016

    • Author(s)
      鏡 慎吾
    • Organizer
      パーティクルフィルタ研究会
    • Invited
  • [Presentation] ディスプレイ映像を基準としたモバイルARのためのマーカ隠蔽手法2016

    • Author(s)
      草彅 勉, 鏡 慎吾, 橋本 浩一
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • [Presentation] 未知混合比の加法合成画像の追跡2016

    • Author(s)
      後藤 皓史, 鏡 慎吾, 橋本 浩一
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会

URL: 

Published: 2018-12-17  

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