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没入型バーチャルリアリティ環境における表情認識技術の構築

研究課題

研究課題/領域番号 16H05870
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 ヒューマンインタフェース・インタラクション
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

杉本 麻樹  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (50517399)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
19,890千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 4,590千円)
2019年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2016年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
キーワード表情認識 / ユビキタス光センシング / HMD / 表情計測 / 反射型光センサ / 機械学習 / 表情識別 / 頭部装着型ディスプレイ / 幾何形状推定 / バーチャルリアリティ / 光センシング / ユーザインターフェース
研究成果の概要

本研究課題では,外部からの光学的な観測が難しい頭部装着型ディスプレイ内部での計測が可能な組み込み型光センサと機械学習を用いた表情認識技術を高度化することを目的に研究を推進した.基本表情のクラスを識別する手法を発展させ,表情の表出強度を推定し,合成した表情をアバターに反映できることを示した.また,基本表情クラスを識別するのみでは無く,低次元の光センサ情報から,高次元の顔表面の特徴点の位置を3次元再構成できることを確認した.更に,表情の多様性を考慮した機械学習として,視線や頭部方向を考慮した学習データセットを構築することで表情識別精度を頑健にできることを示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では学習データの多様性を考慮した機械学習を行なうことで,没入型バーチャル環境における表情認識精度を頑健にできることを示した.こうした,没入型バーチャル環境に対してユーザの身体情報を反映する技術基盤は,我々が没入型バーチャル環境においてソーシャルコミュニケーションを行なう上で必要となるものであり,実環境とバーチャル環境をシームレスに接続することに貢献するものである.また,本研究課題で開発を行なった組み込み型光センサと機械学習を用いる手法は,低次元のセンサ情報から高次元のユーザの状態を推定することにも活用できるため,様々な身体情報の認識を行なっていく上で重要な技術になると期待される.

報告書

(5件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Evaluation of Spatial Directional Guidance using Cheek Haptic Stimulation in a Virtual Environment2022

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Nakamura, Adrien Verhulst, Kuniharu Sakurada, Masaaki Fukuoka and Maki Sugimoto
    • 雑誌名

      Frontiers in Computer Science

      巻: - ページ: 1-16

    • DOI

      10.3389/fcomp.2022.733844

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Virtual Whiskers:頬への触覚刺激によるVR環境での方向情報の提示2021

    • 著者名/発表者名
      中村 文彦、Adrien Verhulst、櫻田 国治、福岡 正彬、杉本 麻樹
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 26 号: 4 ページ: 298-309

    • DOI

      10.18974/tvrsj.26.4_298

    • NAID

      130008132571

    • ISSN
      1344-011X, 2423-9593
    • 年月日
      2021-12-24
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 没入型バーチャル環境における表情認識技術2021

    • 著者名/発表者名
      杉本 麻樹
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会誌

      巻: 26 号: 3 ページ: 28-29

    • DOI

      10.18974/jvrsj.26.3_28

    • NAID

      130008113591

    • ISSN
      1342-6680, 2435-8746
    • 年月日
      2021-09-30
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 反射型光センサを用いた眼鏡型ウェアラブルデバイスによる顔表情パフォーマンスキャプチャ2018

    • 著者名/発表者名
      浅野 直生, 正井 克俊, 杉浦 裕太, 杉本 麻樹
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 23 号: 3 ページ: 197-206

    • DOI

      10.18974/tvrsj.23.3_197

    • NAID

      130007492963

    • ISSN
      1344-011X, 2423-9593
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Virtual Whiskers: Cheek Haptic-Based Spatial Directional Guidance in a Virtual Space2021

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Nakamura, Adrien Verhulst, Kuniharu Sakurada, Masaaki Fukuoka, Maki Sugimoto
    • 学会等名
      SIGGRAPH Asia 2021 XR (SA ’21)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 頬への触覚提示を利用したVR空間における方向誘導手法2021

    • 著者名/発表者名
      中村文彦,Adrien Vehulst,櫻田国治,福岡正彬,杉本麻樹
    • 学会等名
      第26回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] AffectiveHMD: facial expression recognition in head mounted display using embedded photo reflective sensors2019

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Murakami, Kosuke Kikui, Katsuhiro Suzuki, Fumihiko Nakamura, Masaaki Fukuoka, Katsutoshi Masai, Yuta Sugiura, and Maki Sugimoto
    • 学会等名
      ACM SIGGRAPH 2019 Emerging Technologies (SIGGRAPH ’19)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 頭部装着型ディスプレイにおける視線を考慮した表情認識の検討2018

    • 著者名/発表者名
      村上雅明,正井克俊,杉浦裕太,杉本麻樹
    • 学会等名
      第 23 回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Recognition and Mapping of Facial Expressions to Avatar by Embedded Photo Reflective Sensors in Head Mounted Display2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiro Suzuki, Fumihiko Nakamura, Jiu Otsuka, Katsutoshi Masai, Yuta Itoh, Yuta Sugiura and Maki Sugimoto
    • 学会等名
      IEEE Virtual Reality 2017
    • 発表場所
      ロサンゼルス(米国)
    • 年月日
      2017-03-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 反射型光センサを用いた眼鏡型ウェアラブルデバイスによる顔表情パフォーマンスキャプチャ2017

    • 著者名/発表者名
      浅野直生,正井克俊,杉浦裕太,杉本麻樹
    • 学会等名
      第22回日本バーチャルリアリティ学会大会論文集
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Facial Performance Capture by Embedded Photo Reflective Sensors on A Smart Eyewear2017

    • 著者名/発表者名
      Nao Asano, Katsutoshi Masai, Yuta Sugiura, Maki Sugimoto
    • 学会等名
      International Conference on Artificial Reality and Telexistence & Eurographics Symposium on Virtual Environments 2017 (ICAT-EGVE2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヘッドマウントディスプレイに装着した光センサによる口元形状の識別2016

    • 著者名/発表者名
      中村 文彦, 鈴木 克洋, 正井 克俊, 伊藤 勇太, 杉浦 祐太, 杉本 麻樹
    • 学会等名
      ヒューマンインタフェース学会デバイスメディア指向ユーザインタフェース研究会
    • 発表場所
      支笏湖丸駒温泉(北海道・千歳市)
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 反射型光センサを使用した没入型HMD装着時に利用可能な表情認識技術の提案2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木克洋, 中村文彦, 正井克俊, 伊藤勇太, 杉浦裕太, 杉本麻樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会マルチメディア・仮想環境基礎研究会
    • 発表場所
      支笏湖丸駒温泉(北海道・千歳市)
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] Interactive Media Lab

    • URL

      https://im-lab.net/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2023-01-30  

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