2018 Fiscal Year Research-status Report
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17K01594
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| Research Institution | Osaka Electro-Communication University |
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Principal Investigator |
疋田 真一 大阪電気通信大学, 工学部, 准教授 (00347618)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 眼球運動 / カメラ / ハンズフリー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，手足が不自由な運動弱者の生活の質を改善するため，眼球を側面から撮影した画像を用いて特定の眼球運動パターン（視線ジェスチャ）を識別することにより，情報機器のハンズフリー操作を可能にするウェアラブルインタフェースを開発することである．平成30年度は，メガネフレームに眼球側面撮影用カメラ（アイカメラ）を装着するためのジョイントの改良，眼球回転による黒目領域消失時の画像処理アルゴリズムの開発，及び視線ジェスチャによる情報機器の操作方法の検討・開発に取り組んだ．
最初に，ジョイントの改良について，新たに3自由度をもつ小型軽量のジョイントを設計・開発した．これにより，昨年度の試作品と比較してアイカメラの位置・方向の調整が容易になった．
次に，眼球側面画像では，眼球がアイカメラの反対側へ大きく回転すると黒目（虹彩）領域が消失して白目領域のみとなってしまう．このような眼球が一側に大きく回転した状態を視線ジェスチャの1つとして入力操作に利用するため，HSV色空間を用いた白目領域検出法を開発した．
特定の眼球運動パターンと情報機器の操作コマンドを対応づける従来の視線ジェスチャ方式には，ジェスチャ（操作コマンド）の数が少ないという課題がある．そこで，4種類の簡単な視線ジェスチャと5段階の頭部回転動作を組み合わせた20通りのコマンド入力方法を開発した．ユーザは，正面のディスプレイを見ながら，頭を上に回転させる（U），頭を下に回転させる（D），頭を右に回転させる（R），及び眼を正面→右→正面の順に素早く動かす（S），という4種類の視線ジェスチャ（U，D，R，S）の中から1つのジェスチャを実行した後，正面方向を見ながら頭を左方向に5段階の角度で回転させることで情報機器をハンズフリーで操作する．PCを用いたコマンド入力実験により，20通りの入力が可能であることを確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
市販のメガネフレームにアイカメラを装着するためのジョイントを改良した．これにより，アイカメラの位置・方向の調整が容易となった．アイカメラの反対方向への眼球回転により黒目領域が消失した状態を検出する画像処理法を開発し，この状態を視線ジェスチャの1つとして利用することができるようになった．さらに，4種類の簡単な視線ジェスチャと5段階の頭部回転動作を組み合わせた20通りのコマンド入力方法を開発し，PCを用いた視線操作実験により20通りのコマンド入力が可能であることを確認した．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに，眼球側面画像撮影用カメラと市販のメガネフレームからなる視線追跡メガネ及び視線ジェスチャを検出するための画像処理アルゴリズムを開発した．次年度は，快適なハンズフリー操作を実現するという観点から，新たな視線ジェスチャとその検出方法を検討・開発するとともに，実際にPC上のアプリケーションをハンズフリー操作したときの視線ジェスチャの利便性について評価する．
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| Causes of Carryover |
メガネフレームに眼球側面撮影用カメラ（アイカメラ）を装着するためのジョイントの改良にあたり， 3D CADソフトウェアを用いて独自に機構設計し，3Dプリンタ（現有設備）を用いて製作したこと，画像処理・視線ジェスチャ識別のための実験システム構築において，できる限り従来品を再利用して物品費の支出削減に努めたことから次年度への繰越金を得ることができた．
使用計画について，高精度アイカメラの導入，視線ジェスチャを用いた入力方式のユーザビリティ評価のための実験システムの構築にかかる費用に加えて，より快適なハンズフリー操作を実現する視線インタフェースの検討を行うため，アイカメラとウェアラブルディスプレイを用いたメガネ型視線入力システムの開発予算を追加計上する予定である．
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Research Products
(1 results)
