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高周波計測と機械学習による瞳孔径変化からの内部状態推定

研究課題

研究課題/領域番号 16K12462
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 知覚情報処理
研究機関京都大学

研究代表者

中澤 篤志  京都大学, 情報学研究科, 准教授 (20362593)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード瞳孔計測 / 画像計測 / 内部状態計測 / 瞳孔径 / 可視光 / 周波数領域 / 集中度 / 高周波 / 人間計測
研究成果の概要

本研究では人の瞳孔径を用いて人のタスク集中度を推定する手法を開発した.人の瞳孔径は入射する光の強さにより変化することは良く知られているが,人の内部状態の変化の影響も受ける.本研究では,課題として可変経路幅/経路長制約を持つTarget Pointingタスク(以下TPタスク)を設計し,課題の難易度を可変にできるようにした.ここから,様々に課題難易度を変化させた時に,人の瞳孔系がどのように変化するかを観察する研究が可能になった.ここから我々は,TPタスクの難易度変化と瞳孔径の変化に関するモデルを求めることができ,瞳孔径変化とTPタスクのモデルを導き出した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

瞳孔径変化を人の内部状態推定に用いることはすでに提案されていたが,タスクの難易度と瞳孔径変化の関係を定量的に示した過去の研究は実用化に乏しかった.これに対し,我々はTPタスク自体に問題があると考えて,新たに可変経路幅/経路長制約を持つTPタスクを提案した.これにより,従来のTPタスクでは繰り返しによる実験でしか変化が見いだせなかったものを,1回の試行で再現可能にした.これを用いて,瞳孔径の変化から内部状態(特に集中)と瞳孔径変化の関係を明らかにしタスク難易度/瞳孔径関連モデルを導出した.これにより,ゲームの評価や車運転時の危機管理等への応用が期待できる.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017 2016

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

  • [雑誌論文] Point of Gaze Estimation Using Corneal Surface Reflection and Omnidirectional Camera Image2018

    • 著者名/発表者名
      OGAWA Taishi、NAKAZAWA Atsushi、NISHIDA Toyoaki
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E101.D 号: 5 ページ: 1278-1287

    • DOI

      10.1587/transinf.2017MVP0020

    • NAID

      130006729796

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2018-05-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robust Pupil Segmentation and Center Detection from Visible Light Images Using Convolutional Neural Network2018

    • 著者名/発表者名
      Kitazumi Kazunari、Nakazawa Atsushi
    • 雑誌名

      2018 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC)

      巻: 1-1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1109/smc.2018.00154

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Eye Contact Detection Algorithms Using Deep Learning and Generative Adversarial Networks2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuzumi Yu、Nakazawa Atsushi
    • 雑誌名

      2018 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC)

      巻: 1-1 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/smc.2018.00666

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of Task Difficulty and Habituation Effect While Visual Manipulation Using Pupillary Response2017

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Asami、Tange Yuta、Nakazawa Atsushi、Nishida Toyoaki
    • 雑誌名

      ecture Notes in Computer Science book series (LNCS)

      巻: 10165 ページ: 24-35

    • DOI

      10.1007/978-3-319-56687-0_3

    • ISBN
      9783319566863, 9783319566870
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 深層学習を用いた可視光画像からの瞳孔検出と注視点推定への応用2018

    • 著者名/発表者名
      角 一哲,中澤篤志
    • 学会等名
      IEICE technical report : 信学技報 117(391), 93-99, 2018-01-18
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Estimation of task difficulty and habituation effect while visual manipulation using pupillary response2016

    • 著者名/発表者名
      Asami Matsumoto, Yuta Tange, Atsushi Nakazawa, Toyoaki Nishida
    • 学会等名
      International Workshop on Video Analytics for Audience Measurement
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 年月日
      2016-12-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] The Wiley Handbook of Human Computer Interaction2018

    • 著者名/発表者名
      Kent, Norman (ed)
    • 総ページ数
      1040
    • 出版者
      Wiley
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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