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角膜表面上のディスプレイ反射像を用いた可視光視線計測技術

研究課題

研究課題/領域番号 18H03279
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分61020:ヒューマンインタフェースおよびインタラクション関連
研究機関東海大学

研究代表者

竹村 憲太郎  東海大学, 情報理工学部, 教授 (30435440)

研究分担者 松本 吉央  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究チーム長 (00314534)
長松 隆  神戸大学, 海事科学研究科, 准教授 (80314251)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2020年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2019年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2018年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワード視線計測 / 角膜
研究成果の概要

可視光を用いた視線計測技術の高精度化を目指し,リモート(非接触)型の視線計測装置における角膜イメージングを実現した.具体的には,眼球モデル加えた3次元顔モデルを定義することで,顔追跡結果を利用して眼球の3次元位置・姿勢を正確に求めた.また,ディスプレイから発せられる光が直線偏光されていることを利用して,角膜表面に反射するディスプレイ像を偏光を用いて抽出し,近赤外LEDをディスプレイの四隅に貼り付けることなくCross-Ratio Methodを用いた注視点推定を実現した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

リモート型の視線計測装置は,カメラシステムとして市販されているが,より高精度に注視点を推定するには,近赤外LEDが取り付けられた特殊なディスプレイが必要であった.一方,本研究で実現した手法は,ディスプレイ反射像を歪みなく抽出することや,偏光を用いてディスプレイ反射像の四隅を安定に計測することが可能であり,近赤外LEDをディスプレイに配置する必要がない.これは,一般に普及しているディスプレイをそのまま利用することを可能とし,高度な計測技術の普及に貢献できる成果となっている.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 9件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] キャリブレーションフリー視線計測手法の研究動向2021

    • 著者名/発表者名
      長松 隆、菅野 裕介、竹村 憲太郎
    • 雑誌名

      ヒューマンインタフェース学会論文誌

      巻: 23 号: 1 ページ: 73-88

    • DOI

      10.11184/his.23.1_73

    • NAID

      130007991292

    • ISSN
      1344-7262, 2186-8271
    • 年月日
      2021-02-25
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 偏光カメラシステムを用いた可視光Cross-Ratio Methodによる注視点推定2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木政人,長松隆,竹村憲太郎
    • 雑誌名

      画像電子学会誌

      巻: 50 ページ: 180-186

    • NAID

      40022513803

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] RGB-IRカメラを用いたハイブリッドな瞳孔・虹彩同時追跡2019

    • 著者名/発表者名
      山岸健太,竹村憲太郎
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 55 号: 8 ページ: 491-498

    • DOI

      10.9746/sicetr.55.491

    • NAID

      130007689476

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Polarized Near-Infrared Light Emission for Eye Gaze Estimation2020

    • 著者名/発表者名
      Kouki Koshikawa, Masato Sasaki, Takamasa Utsu, and Kentaro Takemura,
    • 学会等名
      Proceedings of the 12th ACM Symposium on Eye Tracking Research & Applications
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimating Point-of-Gaze using Smooth Pursuit Eye Movements without Implicit and Explicit User-Calibration2020

    • 著者名/発表者名
      Yuto Tamura and Kentaro Takemura
    • 学会等名
      Proceedings of the 12th ACM Symposium on Eye Tracking Research & Applications
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 視線計測のための偏光近赤外線の照射による角膜反射像の識別2020

    • 著者名/発表者名
      越川洸希,佐々木政人,宇都貴将,竹村憲太郎
    • 学会等名
      第21回 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 角膜表面に反射したディスプレイ像の偏光情報を用いたモデルベースの注視点推定2020

    • 著者名/発表者名
      佐々木政人,長松隆,竹村憲太郎
    • 学会等名
      第21回 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 偏光Cross-Ratio Methodによる複数画面に対する注視点推定2020

    • 著者名/発表者名
      佐々木政人,長松隆,竹村憲太郎
    • 学会等名
      第38回 日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Screen corner detection using polarization camera for cross-ratio based gaze estimation2019

    • 著者名/発表者名
      Masato Sasaki, Takashi Nagamatsu, and Kentaro Takemura
    • 学会等名
      Proceedings of the 11th ACM Symposium on Eye Tracking Research & Applications
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Remote corneal imaging by integrating a 3D face model and an eyeball model2019

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Utsu and Kentaro Takemura
    • 学会等名
      Proceedings of the 11th ACM Symposium on Eye Tracking Research & Applications
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Indoor human localization based on the corneal reflection of illumination2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Numakura and Kentaro Takemura
    • 学会等名
      Proceedings of the 21st International Conference on Human-Computer Interaction with Mobile Devices and Services
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Semantic 3D gaze mapping for estimating focused objects2019

    • 著者名/発表者名
      Ryusei Matsumoto and Kentaro Takemura
    • 学会等名
      Proceedings of the 21st International Conference on Human-Computer Interaction with Mobile Devices and Services
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cross-Ratio Based Gaze Estimation for Multiple Displays using a Polarization Camera2019

    • 著者名/発表者名
      Masato Sasaki, Takashi Nagamatsu, and Kentaro Takemura
    • 学会等名
      The Adjunct Publication of the 32nd Annual Symposium on User Interface Software and Technology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimating Focused Object using Smooth Pursuit Eye Movements and Interest Points in the Real World2019

    • 著者名/発表者名
      Yuto Tamura and Kentaro Takemura
    • 学会等名
      The Adjunct Publication of the 32nd Annual Symposium on User Interface Software and Technology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 偏光カメラシステムによるディスプレイ反射領域検出を用いた可視光 Cross-Ratio Method2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木政人,長松隆,竹村憲太郎
    • 学会等名
      ロボティクスメカトロニクス講演会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 複数人の注視行動理解に向けたセマンティックマップによる三次元注視点推定2019

    • 著者名/発表者名
      松本龍晟,竹村憲太郎
    • 学会等名
      ロボティクスメカトロニクス講演会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 角膜上に映る照明情報を用いた人の位置推定2019

    • 著者名/発表者名
      沼倉健二,竹村憲太郎
    • 学会等名
      ロボティクスメカトロニクス講演会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 偏光カメラを用いた Cross-Ratio Method による注視点推定2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木政人,長松隆,竹村憲太郎
    • 学会等名
      第20回 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 滑動性眼球運動を用いた実空間での注視対象推定2019

    • 著者名/発表者名
      田村祐人,竹村憲太郎
    • 学会等名
      第20回 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ディスプレイ反射像を用いた可視光Cross-Ratio Methodによる注視点推定2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木政人,竹村憲太郎
    • 学会等名
      ロボティクスメカトロニクス講演会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 3次元顔モデルを用いた非装着型角膜イメージング法2018

    • 著者名/発表者名
      宇都貴将,竹村憲太郎
    • 学会等名
      第19回 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Cross-Ratio Based Gaze Estimation using Polarization Camera System2018

    • 著者名/発表者名
      Masato Sasaki, Takashi Nagamatsu, and Kentaro Takemura
    • 学会等名
      Proceedings of the 2018 ACM International Conference on Interactive Surfaces and Spaces
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 研究室HP

    • URL

      https://takemura-lab.org/wordpress/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 東海大学 情報理工学部 竹村研究室

    • URL

      https://takemura-lab.org/wordpress/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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