2012 Fiscal Year Annual Research Report
３ＤホロＴＶを用いた三次元光空間再生の視覚機能による評価
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23300032
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
坂本 雄児 北海道大学, 情報科学研究科, 准教授 (40225826)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮永 喜一 北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (20166185)
奥山 文雄 鈴鹿医療科学大学, 医用工学部, 教授 (70134690)
宮尾 克 名古屋大学, 情報科学研究科, 教授 (70157593)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 可視化 / 三次元表示システム / 電子ホログラフィ / 視覚生理 |
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| Research Abstract |
１．研究の目的
本研究では、理想の立体映像の原理と言われているホログラフィを用いた３ＤＴＶシステム（３ＤホロＴＶ）を製作し、実機を用いて再生される三次元光空間の特性を視覚機能の面から評価し、人間の視覚系から見た３ＤＴＶとしての能力を明らかにすることを目的とする。
２．平成２４年度の研究実績の概要
平成２４年度は開発した電子ホログラフィ装置に視覚系生理の特性の同時測定装置を組み込み、これに３Ｄ撮影装置と３Ｄ画像処理装置を接続することにより，視覚系生理を測定可能な３ＤホロＴＶを構成した。３Ｄ撮影装置は奥行きを測定することが可能な複数のカメラと組み合わせることによって構築し、撮影されたデータより３Ｄ構造を推定するアルゴリズムを開発した。この装置を用いた基本実験により、対象物体の３次元形状とそのテクスチャを同時に得ることができることを確かめた。この３Ｄ撮影装置で撮影した３Ｄデータから電子ホログラフィ装置に送るホログラフィデータに変換を行う必要があり、このために高速ハードウェアであるグラフィックプロセッシングユニットを用いた３Ｄ画像処理装置を構成し、この上で必要とされるホログラフィ用の計算ソフトウェアの開発を行った。 これらの装置を用いて、３ＤホロＴＶとして立体映像表示の原理確認した。また、新たな光学構造の設計と製作を行い、視覚系の生理的反応測定装置（オートレフラクトメータ）の組み込みを行った。この装置を用いた基本実験により、電子ホログラフィによって表示される立体映像に対する人間の眼の生理的反応を測定可能であることを確かめた。
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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
平成23年度、平成24年度には視覚機能測定装置(オートレフケラトメータ)を備えた３ＤホロTVシステムの３Ｄ撮像装置、３Ｄ画像処理、電子ホログラフィ装置を構築し、この装置を用いることによって表示された立体映像に対する人間の眼の生理的反応を測定可能であることを示してきた。
ただし、視覚系生理の各特性の同時測定装置（オートレフラクトメータ）の組み込みは、本来平成25年度の予定であったものを前倒ししている。これは、平成23年10月に他の研究グループより従来の３Ｄ装置において３Ｄ動画の視覚系生理に関する新たな知見の確認を行うために、この組み込みを優先した。これによって，平成２５年度の早い時期に，計算機合成ホログラム技術による仮想物体ターゲットによる新たな知見の確認が可能となった。一方、３ＤホロＴＶシステムの３Ｄ撮像装置および３Ｄ画像処理は原理証明の程度にとどめているため、平成２５年度にこれらの性能の充実を行う必要がある。この様に、一部が遅れ、一部が前倒しとなっており、全体としてはほぼ予定通りに順調に進んでいると言え，平成２５年度以降，予定通り進められると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では前述した目的を達成するために、平成２５年度は、この装置を用いて多人数による評価を行い、ホログラフィによって表示される立体映像に対する眼の生理的反応の一般化された傾向とその個人によるばらつきを明らかにする。この実験では、特定位置に表示された立体映像と指標(物体)の奥行き認識の精度を主観評価するとともに、上記測定装置を用い輻輳角、調節機能の反応を測定し客観評価のデータも得る。さらに、パラメータを独立にコントロールして再生された三次元光空間の何れの特徴がどの様に視覚機能へ影響を与えるかの基礎実験を行う。これらの映像を用いた実験とともに、視覚機能に関するデータを得る。この実験において、指標や測定対象、手順、環境等検討、および，実験結果の生理的な側面からの解釈も行い、現状の３ＤＴＶの視覚機能に与える問題点の原因の探求と、今後 の３ＤＴＶ装置が持つべき光空間としての特性を得る。
上記項目に関して実験を行うために、多人数で行う実験に合わせて、ホログラフィ表示装置の光学系の一部再 設計・調整を行う。また、ホログラフィ撮像装置および画像処理は、評価用のコンテンツを開発するには十分な 解像度と処理能力を備えていないため、これらの向上を計ったシステムの製作を行い、コンテンツを開発する。
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