2013 Fiscal Year Research-status Report
視線追跡機能付き透過型装着ディスプレイによる片眼失明者のための距離情報増強提示
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25730120
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
豊浦 正広 山梨大学, 医学工学総合研究部, 助教 (80550780)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 片眼鏡 / 拡張現実感 / 情報可視化 / 機能代行 / 画像合成 / 顕著性マップ |
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| Research Abstract |
本研究では，片眼失明者に距離を強調した映像を提示する“片眼鏡”の開発を目指す．
片眼失明者は両眼立体視の機能がないために，距離感が十分に得られないことがあり，手元の細かい作業などで困難が生じることがある．これに対して，我々はこれまでに片眼鏡の設計・開発・実験を進めてきた．片眼鏡は，目線に取り付けた2台のカメラで眼前の映像を取り込み，距離情報を1チャンネルの映像の中に埋め込み，装着型ディスプレイに映像を提示する．脳内で行われるはずの両眼立体視の機能を2台のカメラと計算機が補完する．
本研究ではさらに，1.装着型ディスプレイに制限されていた利用者の観測範囲を片眼視野全体にまで広げる，2.より明確に距離を表現する，3.利用者ごとに最適な映像合成パラメタを自動設定できるようにする，の3課題の解決を目指す．課題1.のために，片眼鏡に用いる装着型ディスプレイを映像透過型から視線追跡機能付の光学透過型のものに置き換え，距離情報の表現を装置に合わせて再検討する．課題2.のために，CG分野で用いられる空間可視化技法を導入する．課題3.のために，利用者の視線パターンを解析して最適なパラメタを求める手法を構築する．
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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1.の視線追跡装置付光学透過型ディスプレイでの片眼鏡の実現に向けて，ハードウェアとソフトウェアの両面からの調査を行った．視線追跡装置付光学透過型装着ディスプレイが一般向けに発売される動きがあったために，ソフトウェア的な手法の検討を先に進めた．2台のカメラからの高速・高精度で頑健な距離取得について実装し，映像合成に合うように距離画像を修正する手法を開発した．晴眼者を対象とした被験者実験により，映像透過型ヘッドマウントディスプレイにおいては，距離を把握しやすい映像を合成ができていることを確認した．課題2.に対しては，まず進出色と後退色の重畳提示による距離表現，および，CG分野の既存手法であるデプスアンシャープマスキングによる距離表現について，導入の検討と実装を進めた．コンピュータ内で映像を合成するCGとは異なり，実世界のノイズを含む映像からでは，得られる距離取得の精度が不十分なことがあり，被験者実験に耐える程度の映像合成ができるまでには至っていない．
これまでの成果は日本バーチャルリアリティ学会論文誌，日本薬学会誌ファルマシアなどに掲載された．
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| Strategy for Future Research Activity |
課題1.については，ハードウェア的な解決をする必要がある．視線追跡装置付光学透過型装着ディスプレイは2014年3月の段階では，まだ一般に頒布されるに至っていないが，2014年度中には発売される見込みである．一般向けに頒布される装置，いわゆるコンシューマデバイスで片眼鏡の機能を実現することで，広く一般に利用される可能性が広がるため，発売を待って開発を進めたい．一方で，コンシューマデバイスでは機能が十分でなく，そもそも距離情報提示の効果が十分に得られない可能性もある．この問題を避けるために，実験用の高機能装置による実装と，3Dプリンタによる試作機製作の準備を同時に進めている．課題2.に対しては，手法の検討を進め，機能の実現を目指す．色や焦点ぼけ，エッジ強調などの各効果の有効性を調べるほか，これらを適切に組み合わせることで，より明確な距離表現を実現する予定である．ノイズを含む実世界の距離情報を，ノイズのないCGに対する既存手法に適用するための方策も練っていきたい．課題3.のためには，顕著性マップを利用することで画像・映像中で注意を引きやすい領域が特定できるので，これと視線の関係について検討を進めることから始める．
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