2014 Fiscal Year Annual Research Report
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24220004
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
田村 秀行 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 教授 (10367998)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
斎藤 英雄 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (90245605)
西浦 敬信 立命館大学, 情報理工学部, 教授 (70343275)
木村 朝子 立命館大学, 情報理工学部, 教授 (20324832)
柴田 史久 立命館大学, 情報理工学部, 教授 (80314425)
大島 登志一 立命館大学, 映像学部, 教授 (40434708)
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| Project Period (FY) |
2012-05-31 – 2017-03-31
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| Keywords | バーチャルリアリティ / 複合現実感 / 三次元音場 / 全天周映像 / 隠消現実感 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H26年度は以下の研究を行った．
(A) 没入型映像＆音像空間での高臨場感複合現実体験：音響班は前年度に超音波スピーカの放射面を曲面加工し，遅延を付与した信号放射により移動音像を実現したが，本年度はアレー信号処理により移動音源の高臨場表現を可能にした．また，複数の超音波スピーカからの独立した放射により，空間の1点だけに音を伝える極小領域オーディオスポット構築に成功した。さらに凹面型超音波スピーカにより放射特性を制御することで，音像体験者数を制御可能とした．映像班は上記の移動音源や複数人体験を前提として，本格的な視聴覚MRコンテンツ制作用に，CG物体の半透明表示法や移動感覚の強調手法を考案した．
(B) 隠消現実感の要素技術開発と技術体系構築
(B-1) 静的な隠背景情報を利用するDR：前年度にDR実験専用スタジオの構築を完了し，DR基幹手法の系統的研究開発に着手した．具体的には，平面近似が可能な隠背景を対象に，除去対象周辺を周辺参照領域として定義し，隠背景再構成結果の位置ずれ，画質ずれを軽減するモデルを確立した．平面近似が難しい隠背景には，幾何形状を利用しないLight Field RenderingをDRに応用する方法を採用した．隠背景平面拘束を緩和するという観点から，簡易な背景の幾何形状と画像を利用して，カメラ位置姿勢推定と画質ずれの軽減を実時間で同時達成する機構を開発した．最終年度に公開予定の「DR標準画像データセット」の検討にも着手した．
(B-2) 動的な隠背景情報を利用するDR：前年度開発のRGB-Dカメラを利用する手法を発展させ，隠背景の3次元構造が任意形状に変化する場合にも，体験者視点における隠背景画像を生成・合成できる手法を提案し，有効性を確認した．上記と並行して，MR分野で重要課題である実時間カメラトラッキング技術に，線分特徴を用いる独自の手法を開発した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
課題(A)では，前年度からの球面超音波スピーカユニットによる移動音源の実現，その高音質化，音像を体験できる人数の制御等の目標達成は計画通りであるが，「極小領域オーディオスポット構築」は画期的な成果であり，従来のスピーカの概念を超える世界初の試みである。本方式は特許も出願した。
課題(B)では，前年度内にDR研究専用実験スタジオの整備が終わり，当初予定より早く各種の本格的研究実験が可能になったことから，(B-1)は様々な手法の開発に着手でき，目覚ましい成果を挙げつつある．(B-2)も，計画通り順調に研究を進めている．
このため，(B-1)チームが(B-2)チームの協力を得て，計画を前倒しして「DR標準画像データセット」の検討・試作に着手した．
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| Strategy for Future Research Activity |
研究進捗状況報告の機に以下のように目標を再設定し，残る期間の研究開発に邁進する．
■テーマ(A)
音響班は，H27年度に音像ダブルプラネタリウム方式に着手し，実装する．ベースユニットを天井部にも設置し，反射音線パスを増加させ，音像の距離制御を可能にする．本方式で移動音像の表現力向上が見込める．また，放射板の曲面構造を積極的に活用し，ベースユニットを改良することで，多人数が音像を同時に体験できる空間や，極小領域オーディオスポット技術を活用することで，特定人物が音像体験可能な空間の構築に挑戦する．映像班は，Xドームに適したMRシステム利用の事例として，極限作業の事前体験（水中や火災時の煙中等）を取り上げ，その試作開発を経て，最終年度にトータルな有効性を評価する．
■テーマ(B)
(B-1) 研究パワーを，DR要素技術開発からシステム開発，実世界での利用実験へとシフトする．前年度開発の「事前観測した3-DTMデータを用いたVDTM法」をシステム化の中心に据え，国際会議ISMAR2015での技術デモ展示で研究成果をアピールする．屋外利用での照明条件にも耐え得る光学的整合達成も本格化させ，DR基幹技術体系の構築を目指す．また最終年度の公開を目指して，DR標準画像データセットの検討・試作も加速する．
(B-2) 前年度までに実現したライブ透過型DRの画質を高めるために，複数のRGB-Dカメラを併用し，隠背景の3次元構造を効果的にモデル化する方法を進化させる．また，屋外等，RGB-Dカメラを利用できない状況におけるライブ透過型DR実現のために，多視点RGBカメラで撮影した隠背景に対して，領域分割技術と平面走査方式による視点変換による手法の研究を引き続き進める。そして，これらの性能評価については，立命館大学のDR研究専用スタジオをより有効活用し，研究成果の高度化を進める．
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[Presentation] AR Box Maze2014
Author(s)
Shogo Miyata, Naoto Ienaga, Jaejun Lee, Taichi Sono, Shuma Hagiwara, Maki Sugimoto and Hideo Saito
Organizer
ISMAR2014
Place of Presentation
Munich (Germany)
Year and Date
2014-09-12
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