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偏光を用いた視線計測技術の確立と多様なディスプレイ環境への応用

研究課題

研究課題/領域番号 21H03486
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 長松 隆  神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (80314251)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2023年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2022年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2021年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
キーワード視線計測 / 偏光
研究開始時の研究の概要

従来の視線計測技術では,近赤外光源の角膜上の反射点 (以下,グリント) が,特徴点として視線方向・注視点の算出に利用されてきた.そのため,グリントが常に角膜上に反射する必要があるが,眼球運動が大きくなる大型・近接のディスプレイ等では常時グリントを観測することが困難であった.そこで本研究課題では,近赤外に変わる新たな特徴として偏光を視線計測に導入し,従来計測が困難であった多様なディスプレイ環境においても計測が可能な技術の確立を目指す.

研究成果の概要

本研究では,ディスプレイから照射される光が偏光していることに注目し,多様なディスプレイ環境で使用可能な,グリントフリーな視線計測手法を実現した.半波長板や液晶を用いることで,スクリーン上に不可視なマーカを配置し,偏光の角度を特徴量として特徴点を識別した.眼球運動が大きくなるとグリントをロストするため,大型のディスプレイではこれまで視線計測は困難であったが,偏光を用いてスクリーン上に基準点を配置したことで,眼球運動が大きな場合も,基準点の追跡が可能となった.実験を通して,大型のディスプレイ環境での視線計測に偏光を用いて基準点をスクリーン上に提示することが有効であることが確認できた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は,これまで従来の視線計測装置では利用が困難であった大型のディスプレイ環境等においても,視線計測の利用を可能にするものである.視線計測装置を用いたヒューマンコンピュータインタラクション技術は,今後利用の拡大が期待されている技術であることから,近接に配置された大型ディスプレイや複数のディスプレイなど,様々な環境で利用できるように技術開発を行った本研究の成果には社会的な意義がある.

報告書

(3件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Model-based Gaze Estimation with Transparent Markers on Large Screens2022

    • 著者名/発表者名
      Koshikawa Koki、Nagamatsu Takashi、Takemura Kentaro
    • 雑誌名

      Proceedings of the ACM on Human-Computer Interaction

      巻: 6 号: ETRA ページ: 1-16

    • DOI

      10.1145/3530888

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Gaze Estimation with Imperceptible Marker Displayed Dynamically Using Polarization2022

    • 著者名/発表者名
      Inoue Yutaro、Koshikawa Koki、Takemura Kentaro
    • 学会等名
      Proceedings of the 13th ACM Symposium on Eye Tracking Research & Applications
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vision-based tactile sensing using multiple contact images generated by re-propagated frustrated total internal reflections2022

    • 著者名/発表者名
      Wattanaparinton Ratchanon、Takemura Kentaro
    • 学会等名
      2022 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 視線計測のための液晶を用いた不可視マーカの動的再配置2022

    • 著者名/発表者名
      井上勇太郎、竹村憲太郎
    • 学会等名
      第23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
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Estimating Focused Pedestrian using Smooth-Pursuits Eye Movements and Point Cloud toward Assistive System for Wheelchair2021

    • 著者名/発表者名
      Yuto Ito and Kentaro Takemura
    • 学会等名
      2021 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Eye Gaze Estimation using Imperceptible Marker Presented on High-Speed Display2021

    • 著者名/発表者名
      Kento Seida and Kentaro Takemura
    • 学会等名
      13th ACM Symposium on Eye Tracking Research & Applications
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高速液晶ディスプレイを用いた不可視な基準点の提示による注視点推定2021

    • 著者名/発表者名
      清田健登,竹村憲太郎
    • 学会等名
      第22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
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 視線計測装置とLiDAR 間の幾何的な拘束が不要な歩行者に対する注視判定手法2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤雄仁,竹村憲太郎
    • 学会等名
      第22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
      2021 実績報告書
  • [備考] 研究室HP

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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