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2017 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  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 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,前年度に実施した各要素技術の基礎検討をさらに深化させるとともに,具体的なシステム実装に取り組んだ.
共通基盤システムに関しては,カラー映像の投影が可能な新しい高速プロジェクタプラットフォームを導入し,高速カメラと接続したプロジェクタ・カメラシステムを構成した.これにより,カラー化に加えてHDMI入力が使用できるようになり,あらかじめプロジェクタ内メモリにロードしたコンテンツのみを利用できた前システムと比べて柔軟性が高まった.一方,光刺激パターンを画像系列としてあらかじめメモリに保持しておくことも依然として有用であるため,HDMIをリアルタイム映像入力だけではなくオフラインのパターンロードにも使用できるようファームウェアの拡張を行った.
振動に基づくインタラクション検出に関しては,前年度に検討した機械学習による振動信号からのタッチ検出をより精密化するため,データセットの整備を行った.紙面を連続してタッチする映像を音声とともに記録し,音声信号のピークをタッチイベントが発生した真の時刻とみなして,教師あり学習および検証を実施できるようにした.複数の手法の予備評価の結果,画像の時刻間の類似度に基づいて生成した時系列信号を特徴として畳み込みニューラルネットワークによる識別を行う方法により比較的良好な結果が得られることがわかった.
熱放射による力覚提示に関しては,キャリブレーション手法の改良を継続し,特に位置および放射強度の補正手法を開発した.また,これまでのハロゲンランプ光源に代わってレーザ光源を用いる方法について検討を行った.衝突感提示に関しては,視覚刺激によって誘発される擬似力覚による衝突感の強化について検討し,予備評価により視覚刺激の有意な効果を確認した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

刺激提示方法についての検討に時間を要したことから,経費の一部を平成30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

当初予定に従って,アプリケーションシステムとして各要素技術を統合することにより各手法およびそれらの組み合わせの有用性を評価する.

  • Research Products

    (19 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Perception of Motion-Adaptive Color Images Displayed by a High-Speed DMD Projector2019

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

      IEEE Virtual Realty 2019 Workshop on Perception-driven Graphics and Displays for VR and AR (PerGraVAR 2019)

      Volume: - Pages: 1790-1793

    • DOI

      10.1109/VR.2019.8797850

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A full-color single-chip-DLP projector with an embedded 2400-fps homography warping engine2018

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

      ACM SIGGRAPH Conference and Exhibition on Computer Graphics and Interactive Techniques (SIGGRAPH 2018 Emerging Technologies)

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1145/3214907.3214927

    • Peer Reviewed
  • [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] Children's Social Behavior Analysis System Using BLE and Accelerometer2017

    • Author(s)
      Shuta Nakamae, Shumpei Kataoka, Can Tang, Simona Vasilache, Satoshi Saga, Buntarou Shizuki, Shin Takahashi
    • Journal Title

      International Conference on Collaboration Technologies

      Volume: - Pages: 153-167

    • DOI

      10.1007/978-3-319-63088-5_14

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] A high-pattern-rate photostimulation system capable of low-latency geometrical control for bio-navigation studies2018

    • Author(s)
      Shingo Kagami, Koichi Hashimoto
    • Organizer
      International Symposium on System Science of Bio-Navigation
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高速カメラを用いたタッチ検出のための振動解析2018

    • Author(s)
      成田 正太郎, 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] フルカラー高速ホモグラフィ変換プロジェクタ2018

    • Author(s)
      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] DMDを用いた三次元計測のための濃淡縞パターン高速生成2018

    • Author(s)
      長沼 朋哉, 鏡 慎吾, 橋本 浩一
    • Organizer
      画像センシングシンポジウム
  • [Presentation] 投影型バーチャルエアホッケーにおける打突感提示のための視覚的刺激の検討2018

    • Author(s)
      島森 洸, 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DMDプロジェクタを用いた運動追従多値画像の知覚の評価2018

    • Author(s)
      大城 和可菜, 鏡 慎吾, 橋本 浩一
    • Organizer
      日本バーチャルリアリティ学会大会
  • [Presentation] 機械学習による高速カメラ映像からのタッチイベント検出2018

    • Author(s)
      成田 正太郎, 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] 空間積分光学系を備える DMD プロジェクタを用いた3次元計測2018

    • Author(s)
      長沼 朋哉, 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] 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] Thermal-Radiation-Based Haptic Display - Precise Calibration System and Shape Displaying Method -2017

    • Author(s)
      Satoshi Saga
    • Organizer
      IEEE World Haptics 2017
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-12-27  

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