• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2014 Fiscal Year Annual Research Report

角膜イメージング法を用いた周辺視野計測手法

Research Project

Project/Area Number 26280058
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

中澤 篤志  京都大学, 情報学研究科, 准教授 (20362593)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords角膜イメージング / 視線検出 / 画像認識 / 画像マッチング
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、周辺視野カメラの設計を行った。また、周辺視野を角膜表面反射画像上で求めるアルゴリズム、またシーン画像と角膜表面反射画像を対応づけるアルゴリズムを開発した。
1.周辺視野カメラの設計 小型のUSB接続のアイカメラと化学実験用グラスフレームを、新規設計したマウンターで接続し、軽量のモバイル周辺視野カメラを設計した。本カメラは、1280×1024ピクセルの画像を約7フレーム/秒で撮影することが可能である。より高速なカメラがあることが望ましいが、現在探している最中である。
2.周辺視野を角膜表面画像上で求めるアルゴリズム 角膜反射画像から黒目(角膜輪郭)を抽出して、角膜球面の3次元的な位置を求めることで、角膜表面反射画像上で周辺視野を計算するアルゴリズムを開発した。これにより、角膜画像中に写ったシーン点が、注視点からどの程度の角度に位置するかを計算する事ができる
3.角膜画像・シーン画像のマッチングアルゴリズムの開発 設計した周辺視野カメラで得られた角膜表面反射画像と、別のカメラで撮影したシーンカメラをマッチングし、ピクセル単位の位置合わせを行う方法を開発した。特に角膜表面反射画像はノイズが多いためこのマッチングは困難であるが、新たにランダムサンプリングリコンセンサス法と呼ぶ方法を提案し、有効性の確認を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

H26年で設定した目標はほぼ達成しているが、一部ハードウェアに起因する未解決点がある。以下詳細を述べる。
1.周辺視野カメラの設計 予定通り軽量のデバイスを設計することができたが、ハードウェアの限界およびシステム開発に伴う2点の問題点がある。1点目は、入手可能なカメラのハードウェアの制約より、フレームレートが限られており、またカメラの露光時間やゲイン等の細かなパラメータを調節できない点が挙げられる。この点はH27年度に改良の余地がある。
2.周辺視野を角膜表面画像上で求めるアルゴリズム 周辺視野の計算については予定通り行われており、特に問題は生じていない。
3.角膜画像・シーン画像のマッチングアルゴリズムの開発 予定通り進捗している。特にアルゴリズムのロバスト性については、新規に提案したアルゴリズムによって84.3%の確度を実現している。これは、従来法(RANSAC法)の確度である67.4%に比べて大幅な向上であるといえる。

Strategy for Future Research Activity

初年度(H26年度)の目標はほぼ達成できているが、角膜イメージングカメラについては、主にハードウェア設計やカメラの選定の点で改良の余地がある。これにより、より高いフレームレートを実現し、ブレのない画像を得ることが重要である。そのほか、周辺視野の計算手法についてはほぼ問題無く開発ができたと思われ、また、角膜表面反射とシーンとのマッチングに関しても、高い確度で実現できているため、このアルゴリズムのさらなる安定性および知的財産の取得、国際論文としての発表などを行っていく。
これらを踏まえ、H27年度には当初の目的であった、乳幼児のためのリモート視線検出システムの実装に着手したい。これは、乳幼児の眼球領域を比較的離れた場所から撮影し、提案手法によって視線行動を解析するためのデータを取得するシステムである。ただし、乳幼児は動きが大きいため、カメラのコントロール、特にフォーカスの動的なコントロールが必要となる。これに対して、現在、ジョージア工科大学のグループと共同でシステムの設計に取り組んでおり、距離センサを用いた動的焦点調整および、コントラスト法による焦点調整を実装する予定である。これにより、H27年度に乳幼児を対象にして実験を行い、データの取得実験および動作解析に展開することを計画している。

Causes of Carryover

1.本年度国際会議および論文出版費を想定していたが,査読の遅れおよび不採択,スケジュール等の都合により参加できなかったため,旅費や論文掲載費等が繰り越しになっている.
2.モバイルアイトラッキングカメラを試作したが,本年はプロトタイプだったため比較的安価でよく,費用が余った.現在,業者により高性能なものを試作依頼しており,本年度で発注する予定である.

Expenditure Plan for Carryover Budget

モバイルアイトラッキングカメラの制作および国外旅費および論文掲載料を予定している.

  • Research Products

    (7 results)

All 2014

All Journal Article (1 results) (of which Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] 角膜上の画像を利用し注視点を検出2014

    • Author(s)
      中澤篤志
    • Journal Title

      日経テクノロジ

      Volume: 2014.8.4 Pages: 59-68

    • Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 角膜イメージング法の基礎理論と応用2014

    • Author(s)
      中澤篤志
    • Organizer
      精密工学会 画像応用技術専門委員会
    • Place of Presentation
      中央大学後楽園キャンパス,東京都文京区
    • Year and Date
      2014-11-14 – 2014-11-14
    • Invited
  • [Presentation] 角膜イメージング法によるリモート注視点推定システム2014

    • Author(s)
      沖野祐介、大泉建人、加藤大暁、中澤篤志、西田豊明
    • Organizer
      電子情報通信学会MVE研究会
    • Place of Presentation
      洞爺湖文化センター,北海道洞爺湖町
    • Year and Date
      2014-10-09 – 2014-10-10
  • [Presentation] 角膜イメージング法-視線検出を超えた視野計測法2014

    • Author(s)
      中澤篤志
    • Organizer
      日本心理学会第78回大会シンポジウム「わたしたちがさらに見つめる先 ─視線認知をめぐる先端研究(二度見)─」
    • Place of Presentation
      同志社大学今出川キャンパス,京都府京都市
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-11
    • Invited
  • [Presentation] 認知的負荷と瞳孔径変化及び心拍の関係2014

    • Author(s)
      丹下 雄太, 中澤 篤志, 西田 豊明
    • Organizer
      ヒューマンインタフェースシンポジウム2014
    • Place of Presentation
      京都工芸繊維大学松ヶ崎キャンパス,京都府京都市
    • Year and Date
      2014-09-09 – 2014-09-13
  • [Presentation] Random resample consensus法を用いた 角膜表面反射とシーン画像の位置合わせ2014

    • Author(s)
      中澤篤志、ニチュケ クリスティアン、西田 豊明
    • Organizer
      第17回画像の認識・理解シンポジウム
    • Place of Presentation
      岡山市コンベンションセンター,岡山県岡山市
    • Year and Date
      2014-07-28 – 2014-07-31
  • [Presentation] アクティブマーカを用いた注視判別システム2014

    • Author(s)
      加藤大暁、中澤篤志、西田豊明
    • Organizer
      電子情報通信学会MVE研究会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス,北海道札幌市
    • Year and Date
      2014-06-06 – 2014-06-07

URL: 

Published: 2016-06-01  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi