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認知的整合性を実現する拡張現実感技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 20H00608
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分61:人間情報学およびその関連分野
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

加藤 博一  奈良先端科学技術大学院大学, デジタルグリーンイノベーションセンター, 教授 (70221182)

研究分担者 天野 敏之  和歌山大学, システム工学部, 教授 (60324472)
蒲池 みゆき  工学院大学, 情報学部(情報工学部), 教授 (70395101)
山本 豪志朗  京都大学, 医学研究科, 准教授 (70571446)
斎藤 英雄  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (90245605)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
44,850千円 (直接経費: 34,500千円、間接経費: 10,350千円)
2023年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
2022年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
2021年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2020年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
キーワード拡張現実感 / 認知的整合性 / 知覚・認知プロセス
研究開始時の研究の概要

拡張現実感(以下AR)とは、仮想物体をあたかもそれが現実世界に存在するかのように表示する技術である。ARの目的は、現実環境に直感的でわかりやすい情報を付加することで、ユーザの活動を支援することであり、心理的な側面からの評価が重要である。このような評価基準で考えられたARを、我々は認知的整合性駆動型ARと定義した。本研究は、以下の4つの研究項目を設定し、この認知的整合性駆動型ARを実現する技術の確立を目指す。
・現実環境の状況に依存した仮想物体の知覚・認知プロセスのモデル化
・知覚・認知プロセスの逆変換技術の構築
・認知的整合性駆動型仮想物体表示パイプラインの実現
・認知的整合性駆動型ARの有効性評価

研究成果の概要

拡張現実感は、ユーザに仮想物体や情報をあたかもそれが現実世界に存在するかのように表示する技術である。従来は物理的な見えにおける整合性によって、その技術の評価を行ってきたが、我々は心理的な見えにおける整合性を用いる方が、作業支援や行動支援という目的において適していると考え、それを認知的整合性駆動型拡張現実感と定義した。この研究は、この認知的整合性駆動型拡張現実感を実現する技術の確立に向け、物理的な見えに対する心理的な見えを表現するための仮想物体の知覚・認知プロセスをモデル化した。その上で、評価システムを構築し、通常のシステムとの比較実験を行うことで、認知的整合性駆動型拡張現実感の有効性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、拡張現実感が様々な場面で使われるようになった。これは、拡張現実感技術の優れた情報伝達能力が認められるようになったからである。しかし、これまでの拡張現実感研究における情報伝達能力の評価は、物理的な尺度によって行われてきた。この場合、提示された情報を人間が正しく認識したかどうかまでは考慮されない。この研究の成果である認知的整合性駆動型拡張現実感技術は、人間が情報を認識する過程を含めて情報伝達性能の向上を狙ったもので、例えば、錯視現象によって誤って認識されることまでも加味して正確な情報伝達を実現する技術である。これにより、ユーザに対し、より的確に情報を提供するシステムを実現できる。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (40件) (うち国際学会 18件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] VR空間内の動作における自己身体可視性の重要度2024

    • 著者名/発表者名
      湯村 颯悟、尾上 凌太、蒲池 みゆき
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 29 号: 1 ページ: 49-56

    • DOI

      10.18974/tvrsj.29.1_49

    • ISSN
      1344-011X, 2423-9593
    • 年月日
      2024-03-31
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 光線場投影を用いた光学モデルに基づく異方性反射の操作2024

    • 著者名/発表者名
      大隅 祥伍、天野 敏之
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 29

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects on Size Perception by Changing Dynamic Invisible Body Size2024

    • 著者名/発表者名
      Ryota Kondo、Maki Sugimoto、Hideo Saito
    • 雑誌名

      Proceedings of 2024 IEEE Conference on Virtual Reality and 3D User Interfaces Abstracts and Workshops (VRW)

      巻: - ページ: 733-734

    • DOI

      10.1109/vrw62533.2024.00163

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 自動車運転者の適切な速度制御を促す拡張現実感2023

    • 著者名/発表者名
      淺田 樹生、澤邊 太志、藤本 雄一郎、神原 誠之、加藤 博一
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 28 号: 3 ページ: 211-220

    • DOI

      10.18974/tvrsj.28.3_211

    • ISSN
      1344-011X, 2423-9593
    • 年月日
      2023-09-30
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 照明環境の変動に対して頑強な見かけの制御2023

    • 著者名/発表者名
      岡本 侑汰郎、天野 敏之
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 28 号: 3 ページ: 271-279

    • DOI

      10.18974/tvrsj.28.3_271

    • ISSN
      1344-011X, 2423-9593
    • 年月日
      2023-09-30
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ライトフィールドフィードバックを用いた光沢物体に対する視点依存の光沢感強調2023

    • 著者名/発表者名
      松本 侑大、天野 敏之
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 28 号: 3 ページ: 255-262

    • DOI

      10.18974/tvrsj.28.3_255

    • ISSN
      1344-011X, 2423-9593
    • 年月日
      2023-09-30
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Study of Real-World Information Mapping for Information Sharing Using Edge Devices2023

    • 著者名/発表者名
      Hara Takenori、Saito Hideo
    • 雑誌名

      Proceedings of the 19th International Joint Conference on Computer Vision, Imaging and Computer Graphics Theory and Applications (VISIGRAPP 2024)

      巻: - ページ: 477-484

    • DOI

      10.1145/3603421.3603438

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Operating Room Surveillance Video Analysis for Group Activity Recognition2023

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Koji、Yamamoto Goshiro、Liu Chang、Kishimoto Kazumasa、Kuroda Tomohiro
    • 雑誌名

      Advanced Biomedical Engineering

      巻: 12 号: 0 ページ: 171-181

    • DOI

      10.14326/abe.12.171

    • ISSN
      2187-5219
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 自己身体の認識がVR空間内の運動パフォーマンスに及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      湯村颯悟、蒲池みゆき
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 27 号: 4 ページ: 291-300

    • DOI

      10.18974/tvrsj.27.4_291

    • ISSN
      1344-011X, 2423-9593
    • 年月日
      2022-12-28
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recognition of Instrument Passing and Group Attention for Understanding Intraoperative State of Surgical Team2022

    • 著者名/発表者名
      横山晃士,山本豪志朗,劉暢,杉山治,黒田知宏
    • 雑誌名

      Advanced Biomedical Engineering

      巻: 11 号: 0 ページ: 37-47

    • DOI

      10.14326/abe.11.37

    • NAID

      130008160196

    • ISSN
      2187-5219
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] プロジェクターによって拡張される実世界 プロジェクションによる適応的な見かけの操作の原理と応用2022

    • 著者名/発表者名
      天野敏之
    • 雑誌名

      日本光学会機関紙「光学」

      巻: 52 (1), 2-7, 2023-01 ページ: 2-7

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] [Paper] Driver Visibility Improvement using Spatial Augmented Reality with Pixelated Headlights2022

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Amano, Takaya Kano
    • 雑誌名

      ITE Transactions on Media Technology and Applications

      巻: 10 号: 4 ページ: 171-177

    • DOI

      10.3169/mta.10.171

    • ISSN
      2186-7364
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 軌跡に重み付けされた単一方向動作への順応が異方向動作に及ぼす影響2024

    • 著者名/発表者名
      湯村 颯悟、尾上 凌太、蒲池 みゆき
    • 学会等名
      日本視覚学会2024年冬季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] バーチャル空間の自然な動作の丁寧さと自己身体可視性との関係2023

    • 著者名/発表者名
      湯村 颯悟、尾上 凌太、蒲池 みゆき
    • 学会等名
      第28回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 軌跡に重み付けされた手の一方向性運動学習がリーチング動作に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      尾上 凌太、湯村 颯悟、蒲池 みゆき
    • 学会等名
      第28回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 身体の可視性有無による自然な動作の「丁寧さ」への影響2023

    • 著者名/発表者名
      湯村 颯悟、尾上 凌太、蒲池 みゆき
    • 学会等名
      日本視覚学会2023年夏季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 軌跡に重み付けされた手と一方向性運動の協応が自己受容感覚に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      尾上 凌太、湯村 颯悟、蒲池 みゆき
    • 学会等名
      日本視覚学会2023年夏季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Object-wise Individual Appearance Manipulation with Layer Detection2023

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nagata、Toshiyuki Amano
    • 学会等名
      15th Asia-Pacific Workshop on Mixed and Augmented Reality
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 周辺領域との輝度差を考慮した光線場投影による違和感のないBRDF提示2023

    • 著者名/発表者名
      小段海人、天野敏之
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会第28回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 五つのプロジェクタカメラ系を用いた対象物体の全周囲に対する見かけの操作2023

    • 著者名/発表者名
      山本奨騎、天野敏之
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会第28回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 複数レイヤの同時見かけの制御2023

    • 著者名/発表者名
      永田剛大、天野敏之
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 自由視点画像生成のためのフォーカルスタックによる多層シーン表現2023

    • 著者名/発表者名
      石川玲奈,森尚平,上田 栞,デニス・カルコーフェン,斎藤英雄
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会 複合現実感研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] A Study of Real-World Information Mapping for Information Sharing Using Edge Devices2023

    • 著者名/発表者名
      Takenori Hara, Hideo Saito
    • 学会等名
      the 7th International Conference on Virtual and Augmented Reality Simulations (ICVARS2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Manipulation of anisotropic reflections based on optical models using multiple projectors2022

    • 著者名/発表者名
      Shogo Ohsumi, Toshiyuki Amano
    • 学会等名
      14th APMAR 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cast-Shadow Removal for Cooperative Adaptive Appearance Manipulation2022

    • 著者名/発表者名
      Shoko Uesaka, Toshiyuki Amano
    • 学会等名
      ICAT - EGVE - International Conference on Artificial Reality and Telexistence - Eurographics Symposium on Virtual Environments 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プロジェクタカメラ系によるリアリティの操作2022

    • 著者名/発表者名
      天野敏之
    • 学会等名
      電気関係学会関西連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A new planetarium harmonized with natural starry sky2022

    • 著者名/発表者名
      Chisato Yamauchi, Toshiyuki Amano, Masami Okyudo
    • 学会等名
      IDW'22 - The 28th International Display Workshop
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Robust Appearance Manipulation against Changes in the Lighting Environment2022

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Okamoto, Toshiyuki Amano
    • 学会等名
      IDW'22 - The 28th International Display Workshop
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 照明環境の変動に頑強な見かけの制御2022

    • 著者名/発表者名
      岡本侑汰郎, 天野敏之
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 2軸移動に対応した見かけの操作における投影のずれ補償2022

    • 著者名/発表者名
      狩野貴哉, 天野 敏之
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 部位依存の劣化に対応する空間拡張現実感を用いた視覚補助2022

    • 著者名/発表者名
      東 奏太, 天野 敏之
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Perceptual BRDF manipulation by 4-DoF Light Field Projection using Multiple Mirrors and Projectors2022

    • 著者名/発表者名
      Kayo Kimura, Toshiyuki Amano
    • 学会等名
      19th EuroXR International Conference - EuroXR 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Multiple Mirror based Arbitrary Lighting Environment Reproduction2022

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Amano, Raichi Kubo
    • 学会等名
      19th EuroXR International Conference - EuroXR 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Advanced Reality: Real-world Appearance Manipulation with Projector Camera Systems2022

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Amano
    • 学会等名
      IMID 2022, 06. AR/VR/MR and 3D Display Optics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 複数の鏡とプロジェクタを用いた光線空間の生成による質感表示2022

    • 著者名/発表者名
      木村佳代, 天野敏之
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Geometric Calibration with Multi-Viewpoints for Multi-Projector Systems on Arbitrary Shapes Using Homography and Pixel Maps2022

    • 著者名/発表者名
      A. Ueno, T. Amano, C. Yamauchi
    • 学会等名
      2022 IEEE Conference on Virtual Reality and 3D User Interfaces Abstracts and Workshops (VRW)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Apparent Shape Manipulation by Light-Field Projection onto a Retroreflective Surface2022

    • 著者名/発表者名
      J. Kanaya, T. Amano
    • 学会等名
      2022 IEEE Conference on Virtual Reality and 3D User Interfaces Abstracts and Workshops (VRW)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Geometric Calibration with Multi-Viewpoints for Multi-Projector Systems on Arbitrary Shapes Using Homography and Pixel Maps2021

    • 著者名/発表者名
      A. Ueno, T. Amano, C. Yamauchi
    • 学会等名
      2022 IEEE Conference on Virtual Reality and 3D User Interfaces Abstracts and Workshops (VRW)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Apparent Shape Manipulation by Light-Field Projection onto a Retroreflective Surface2021

    • 著者名/発表者名
      J. Kanaya, T. Amano
    • 学会等名
      2022 IEEE Conference on Virtual Reality and 3D User Interfaces Abstracts and Workshops (VRW)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高速インスタンスセグメンテーションを用いた投影による選択的色操作の提案2021

    • 著者名/発表者名
      小石原遼, 天野敏之, 渡辺義浩
    • 学会等名
      研究報告コンピュータビジョンとイメージメディア(CVIM)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] プロジェクタとカメラを用いた光学フィードバックによる現実世界の操作2021

    • 著者名/発表者名
      天野敏之
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 光学限界を超える見かけの操作に関する考察2021

    • 著者名/発表者名
      天野敏之
    • 学会等名
      日本光学会情報フォトニクス研究グループ第6回MIETA+ワーキンググループ研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Study on Shadow Removal for Viewing Direction Dependent Appearance Manipulation2021

    • 著者名/発表者名
      Yudai Matsumoto, Toshiyuki Amano
    • 学会等名
      18th EuroXR International Conference - EuroXR 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Automotive lighting technology for driver's visibility improvement using imperceptible pattern illumination2021

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Amano, Keigo Takemine, Junna Tsukuma
    • 学会等名
      IDW'21 - The 28th International Display Workshop
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Projection Alignment Correction for In-Vehicle Projector-Camera System2021

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Amano, Taichi Kagawa
    • 学会等名
      ICAT-EGVE 2021 - International Conference on Artificial Reality and Telexistence and Eurographics Symposium on Virtual Environments
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 見かけの制御の分散協調投影のための重畳部分の輝度補正2021

    • 著者名/発表者名
      上坂 祥子, 天野 敏之
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] リアル星空とのハイブリッドプラネタリウムのための外構プロジェクションに関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      上野 敦矢, 國枝 志帆, 天野 敏之, 山内 千里
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 複数のプロジェクタを用いた視点依存の見かけの操作の立体物への適応2021

    • 著者名/発表者名
      大隅 祥伍, 天野 敏之
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] クレイク・オブライエン効果を応用した投影対象の存在感を低減させる光学イリュージョンの提案2021

    • 著者名/発表者名
      松本 侑大, 天野 敏之
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] プロジェクタアレイを用いた立体物上でのBRDF の提示2021

    • 著者名/発表者名
      金谷 慈恩, 天野 敏之
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Skin and Water Conditions on Water Surface Perception2021

    • 著者名/発表者名
      Kohei Kawamata, Miyuki G.Kamachi
    • 学会等名
      International Symposium on Advanced Technology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influencing Driving Speed Using Perception-Based Augmented Reality2021

    • 著者名/発表者名
      Nicko R. Caluya, Yuichiro Fujimoto, Masayuki Kanbara, Hirokazu Kato
    • 学会等名
      Asia-Pacific Workshop on Mixed and Augmented Reality 2021 (APMAR2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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