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超高解像度カメラと情報処理技術を駆使した日本手話映像コーパスの構築

研究課題

研究課題/領域番号 20H01262
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02060:言語学関連
研究機関立命館大学

研究代表者

田中 省作  立命館大学, 文学部, 教授 (00325549)

研究分担者 本田 久平  大分工業高等専門学校, 電気電子工学科, 教授 (40342589)
長谷川 由美  近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (40585220)
バイティガ ザカリ  沖縄工業高等専門学校, メディア情報工学科, 准教授 (40462155)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワード日本手話 / コーパス / 手話映像検索 / 手話コーパス研究 / 手話会話映像 / ダイナミックタイムワーピング距離 / 日本手話上の表現間の共起性 / 日本語上の内容語間の共起性 / 共起性の代替 / 映像認識・処理 / 非手指要素 / 欠損があるベクトル / 映像検索 / 手話データ / 超高解像度カメラ / 手話検索 / 言語要素 / 記録環境
研究開始時の研究の概要

視覚言語である手話のコーパス構築は,日本語や英語のような音声言語のコーパス構築とは異なり,映像として記録し,処理する新しい技術が求められる.現時点で話者らの負担が少なく,効率的に蓄積し,低コストで検索まで実現する方法論は確立されていない.
そこで本研究は,超高解像度カメラを配した撮影環境を構成し,多人数の話者がいつものように会話する風景から自然発話を収集し,蓄積する.映像に対して,手指,視線,口型といった手話表現の言語的構成素を自動的に同定する.カメラで撮影した手話表現(キー映像)で直接コーパスを検索できるだけでなく,一般の日本語の言語情報も活用し,キー映像の拡張を提案し,検索精度をあげる.

研究実績の概要

コロナ禍による手話会話の撮影困難が続いたため、研究計画内の解決すべき小課題の順序を入れ替えたり、代替する計画を立案したりして、主に次の3テーマを推進した。
1.DVDなどの手話会話映像の収集と蓄積:前年度同様、新型コロナウイルス感染症の懸念から、本課題が当初計画していたような、手話熟達者が多く集まる場での自然会話風景の撮影機会に恵まれていない。そこで、いくつかの聴覚障害者情報提供施設の協力も得て、テキストのDVDなど、すでに記録されている手話会話映像を蓄積することも始めた。著作権上の問題もあるため、研究グループ内でも安易に共有することはかなわないものの、ゆうに50時間人を超える手話映像が蓄積された。これまで開発したプログラムで、それら映像内の主に手指腕部に関する認識情報が与えられている。
2.動的計画法に基づいた手話表現の検索手法:ダイナミックタイムワーピング距離という、動的計画法に基づき2つの時系列データに対する最小距離と、その経路を見出す方法を、手話表現の検索に導入した。これまでの手指要素に対する欠損を含むベクトル表現と境界条件を改変し、適用する。類似度の算出時間もこれまでの素朴な方法に比べ、大幅に改善している。
3.日本手話の内容表現間の共起性の代替:手話検索の際、キー手話表現xが認識上の問題で、うまく検索できない場合がある。そういったとき、共起的にxを導く、つまり「手話表現yが出ると前後、高い確率でxが出現する」、そういうyを使って代替的に検索する方法を提案している。このxとyの共起性に帰着される関係を手話表現から直接得るのは、データが過疎な現状では難しい。そこで、日本手話の内容語間の共起性を、日本語で近似する。実際に手話テキスト上の日本手話データと、日本語コーパス上のデータでその関係性を確認した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

映像データ内の手話表現を検索する仕組みが、実用的な時間、精度で実装できていない。また、共起性を利用した検索についてもその前提を確認した段階である。

今後の研究の推進方策

映像データの体系化、検索のための仕組み全般を実装し、目標としているシステムに統合する。現在は自グループだけがわかるかたちでプログラム等整備されており、公開のための整形等も進める。このように、残された課題を計画通りに推進する。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [雑誌論文] Parallel Navigation of Multi-Drones using City Information for Search and Rescue Operations2022

    • 著者名/発表者名
      Mbaitiga, Z., Tanaka, S.
    • 雑誌名

      Journal of Information and Communication Engineering

      巻: 8(2) ページ: 529-531

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 韓国手話教育概観(翻訳)2022

    • 著者名/発表者名
      長谷川由美
    • 雑誌名

      近畿大学教養・外国語教育センター紀要(外国語編)

      巻: 13(1) ページ: 79-92

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a Japanese Language Learning Support System for International Students Using Video Content2022

    • 著者名/発表者名
      Suriyon, T., Takamine, K., Mbaitiga, Z.
    • 雑誌名

      Journal of Information and Communication Engineering

      巻: 8(2) ページ: 537-539

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Flexible Text Input Device Based on Image Processing for Each Level of Disability Person2022

    • 著者名/発表者名
      Kinjo, H., Mbaitiga, Z.
    • 雑誌名

      Journal of Information and Communication Engineering

      巻: 8(2) ページ: 526-528

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 姿勢・手指形推定に基づいた手話動作類語の試行的同定2022

    • 著者名/発表者名
      田中省作・本田久平・バイティガザカリ
    • 雑誌名

      統計数理研究所共同研究リポート

      巻: 459 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Non-Predefined Life Signs Detection for Disaster Survivors Rescue2021

    • 著者名/発表者名
      Mbaitiga, Zacharie・Tanaka, Shosaku
    • 雑誌名

      Journal of Information and Communication Engineering

      巻: 7(2) ページ: 474-480

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ネットワーク分析に基づいた日本手話初学者の指文字読取の誤り分析2021

    • 著者名/発表者名
      田中省作・本田久平・長谷川由美
    • 雑誌名

      統計数理研究所共同研究リポート

      巻: 450 ページ: 23-44

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] New Image Processing Application for Life Signs Detection2020

    • 著者名/発表者名
      Mbaitiga, Zacharie・Tanaka, Shosaku
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Control, Automation and Robotics

      巻: 51(1) ページ: 181-188

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Drone Detecting Free Parking Space for Car Parking Guidance2020

    • 著者名/発表者名
      Tasato, Yusuke・Mbaitiga, Zacharie
    • 雑誌名

      Journal of Information and Communication Engineering, Applied Science and Computer Science Publications

      巻: 6(1) ページ: 318-320

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 手の関節情報とDTWを用いた手話動画の類似検索2023

    • 著者名/発表者名
      八島永知・本田久平・田中省作
    • 学会等名
      2023年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 手関節のAI認識を用いた指文字学習支援Webシステム2023

    • 著者名/発表者名
      本田久平・田中省作・長谷川由美・宮崎佳典
    • 学会等名
      日本教育工学会2023年春季全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 姿勢・手指形推定を活用した手話動作類語の単純な同定法2022

    • 著者名/発表者名
      田中省作・本田久平・バイティガザカリ
    • 学会等名
      第21回情報科学技術フォーラム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Assessment of Multi-Drones using City Information for Search and Rescue Operations2022

    • 著者名/発表者名
      Mbaitiga, Z., & Murata, Y., Tanaka, S.
    • 学会等名
      2022 7th International Conference on Intelligent Informatics and Biomedical Science
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 姿勢・手指形推定を単純に活用した手話表現の検索2022

    • 著者名/発表者名
      田中省作・本田久平・バイティガザカリ
    • 学会等名
      情報処理学会第84回全国大会講演論文集
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] MediaPipeを利用した指文字学習支援のためのWebアプリケーション開発2021

    • 著者名/発表者名
      上村知也・本田久平・長谷川由美・田中省作
    • 学会等名
      第74回電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 日本手話初学者の指文字読取誤りに対するネットワーク分析2021

    • 著者名/発表者名
      田中省作・本田久平・長谷川由美
    • 学会等名
      日本教育工学会2021年秋季全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Human only Made Life Signs Detection for Disaster Survivor Rescue2021

    • 著者名/発表者名
      Mbaitiga, Zacharie・Tanaka, Shosaku
    • 学会等名
      6th International Conference on Intelligent Informatics and Biomedical Sciences
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 指文字学習支援システムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      徳永和彦・本田久平・長谷川由美・田中省作
    • 学会等名
      令和2年度(第11回)電気学会九州支部高専研究講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 日本手話初学者の指文字読取の誤り分析2021

    • 著者名/発表者名
      田中省作
    • 学会等名
      言語と統計2021 (セミナーシリーズ Vol. 16)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 全国手話検定試験で学ぶ基本単語に関する一考察:親密度と出現頻度の観点から2020

    • 著者名/発表者名
      長谷川由美
    • 学会等名
      第46回全国日本手話学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 指文字 in JSL2021

    • 著者名/発表者名
      長谷川由美・本田久平・田中省作
    • 総ページ数
      52
    • 出版者
      麦の郷
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 2022 7th International Conference on Intelligent Informatics and Biomedical Science (ICIIBMS)2022

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 6th International Conference on Intelligent Informatics and Biomedical Sciences2021

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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