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2016 年度 実績報告書

高速プロジェクションを基盤として実現するマルチモーダルインタラクション環境

研究課題

研究課題/領域番号 16H02853
研究機関東北大学

研究代表者

鏡 慎吾  東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (90361542)

研究分担者 嵯峨 智  筑波大学, システム情報系, 准教授 (10451535)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードユーザインタフェース / マルチモーダルインタフェース / 画像,文章,音声等認識 / バーチャルリアリティ / ディスプレイ
研究実績の概要

本年度は,高速プロジェクション基盤システムの開発を行うとともに,振動に基づくインタラクション検出,熱放射による力覚提示,振動による力覚提示の各要素技術に関する基本的な検討を行った.
基盤システムに関しては,現有する高速プロジェクタハードウェアを次世代版に更新するための対応を進めた.これにより,運動追従性能の向上とともに,カラー映像投影,複数運動領域へのプロジェクションマッピングといった機能向上が可能となる.これと並行して,画像処理アルゴリズムに関しては,平面追跡処理の高速化ならびに高機能化を進めた.具体的には,SIMD 並列命令を活用した追跡処理の高速化と,DMD プロジェクタによる複数ビットプレーンが部分的に合成された画像を追跡するためのアルゴリズム開発を行った.また,高速映像中に肉眼では視認できないマーカ情報を埋め込み,これを単一の撮影画像から検出するための手法を開発した.これらにより,高速プロジェクタによる投影像のより高速かつロバストな追跡の実現が期待できる.
振動に基づくインタラクション検出に関しては,画像中の紙面領域のわずかな振動信号を抽出してその周波数成分を分析する手法を開発した.これにより得られた信号を機械学習することにより,肉眼では区別できない動画像を,紙面への物理的タッチがある場合とない場合に識別するための手法を検討した.
熱放射による力覚提示に関しては,現有システムの改良を進めるとともに,キャリブレーション手法の整備を行った.振動による力覚提示に関しては,特に衝突感の提示を目的として複数の提示デバイスと提示方法を検討した.

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

高速プロジェクタの次世代版ハードウェアの導入に遅れが生じたことにより,経費の一部を平成29年度に繰り越して研究を継続した.これによる遅れ以外に関しては概ね順調に進んでいる.

今後の研究の推進方策

現有高速プロジェクタで検討を続けてきた各要素技術について,次世代版高速プロジェクタへの移行を行って研究を進めていく予定である.

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Lightning Markers: Synchronization-free Single-shot Detection of Imperceptible AR Markers Embedded in a High-Speed Video Display2017

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Kusanagi, Shingo Kagami and Koichi Hashimoto
    • 雑誌名

      Adjunct Proc. 2017 IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality

      巻: - ページ: 229-234

    • DOI

      10.1109/ISMAR-Adjunct.2017.75

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alignment of a flexible sheet object with position-based and image-based visual servoing2016

    • 著者名/発表者名
      Shingo Kagami, Kotaro Omi, Koichi Hashimoto
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 30 ページ: 965-978

    • DOI

      10.1080/01691864.2016.1183518

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Display tracking using blended images with unknown mixing ratio as a template2016

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Goto, Shingo Kagami, Koichi Hashimoto
    • 雑誌名

      Proc. 9th ACM SIGGRAPH Conference and Exhibition on Computer Graphics and Interactive Techniques in Asia, Technical Briefs

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1145/2818466.2818485

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-frame-rate region-based visual tracking on CPU: an implementation perspective2016

    • 著者名/発表者名
      Shingo Kagami, Koichi Hashimoto
    • 雑誌名

      Proc. 2016 IEEE/SICE International Symposium on System Integration

      巻: - ページ: 562-567

    • DOI

      10.1109/SII.2016.7844058

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of a large relative rotation between two images of a fast spinning marker-less golf ball2016

    • 著者名/発表者名
      Yuta Imai, Shingo Kagami, Koichi Hashimoto
    • 雑誌名

      2016 IEEE/SICEInternational Symposium on System Integration

      巻: - ページ: 556-561

    • DOI

      10.1109/SII.2016.7844057

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fast projection mapping onto a moving planar surface2016

    • 著者名/発表者名
      Shingo Kagami
    • 雑誌名

      SPIE Newsroom

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1117/2.1201603.006423

  • [雑誌論文] Thermal-Radiation-Based Haptic Display - Calibration and Shape display -2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Saga
    • 雑誌名

      Proc. AsiaHaptics 2016

      巻: - ページ: 67-70

    • DOI

      10.1007/978-981-10-4157-0_11

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calibration Method of Thermal-Radiation-Based Haptic Display2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Saga
    • 雑誌名

      Proc. EuroHaptics 2016

      巻: - ページ: 470-478

    • DOI

      10.1007/978-3-319-42324-1_46

    • 査読あり
  • [学会発表] 動きをとらえる高フレームレート画像処理とその応用2017

    • 著者名/発表者名
      鏡 慎吾
    • 学会等名
      第6回バイオメトリクスと認識・認証シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] バーチャルプロジェクション型インタラクションシステムの高速化2017

    • 著者名/発表者名
      乙部成史, 鏡慎吾, 橋本浩一
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • [学会発表] 高速三次元計測のための合成正弦波を用いた位相シフト法2017

    • 著者名/発表者名
      塩谷美帆, 鏡慎吾, 橋本浩一
    • 学会等名
      画像センシングシンポジウム
  • [学会発表] weAtheR: AR技術を用いたアンビエントな天気情報の提示2017

    • 著者名/発表者名
      成田正太郎, 鏡慎吾, 橋本浩一
    • 学会等名
      エンタテインメントコンピューティングシンポジウム
  • [学会発表] 高速プロジェクタによる投影コンテンツとの動的インタラクション2017

    • 著者名/発表者名
      鏡慎吾, 橋本浩一
    • 学会等名
      エンタテインメントコンピューティングシンポジウム
  • [学会発表] 高速ディスプレイ映像に隠蔽されたマーカを用いるモバイルARシステム2017

    • 著者名/発表者名
      草彅 勉, 鏡 慎吾, 橋本 浩一
    • 学会等名
      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
  • [学会発表] Image and Graphics Processing for Fast Projection Mapping onto a Moving Surface2016

    • 著者名/発表者名
      Shingo Kagami
    • 学会等名
      31th International Congress on High-Speed Imaging and Photonics
    • 国際学会
  • [学会発表] 加法合成画像の追跡に基づく動く平面への追従投影2016

    • 著者名/発表者名
      後藤 皓史, 鏡 慎吾, 橋本 浩一
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会
  • [学会発表] 領域ベース平面追跡の高速計算2016

    • 著者名/発表者名
      鏡 慎吾, 橋本 浩一
    • 学会等名
      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
  • [学会発表] 高速ディスプレイ映像への埋め込みに適した不可視マーカの検討2016

    • 著者名/発表者名
      草彅 勉, 鏡 慎吾, 橋本 浩一
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会
  • [学会発表] Synchronization-free single-shot detection of imperceptible AR markers in a high-speed video display2016

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Kusanagi, Shingo Kagami, Koichi Hashimoto
    • 学会等名
      3rd International Workshop on Image Sensors and Imaging Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] 高フレームレート画像追跡とその応用2016

    • 著者名/発表者名
      鏡 慎吾
    • 学会等名
      パーティクルフィルタ研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] ディスプレイ映像を基準としたモバイルARのためのマーカ隠蔽手法2016

    • 著者名/発表者名
      草彅 勉, 鏡 慎吾, 橋本 浩一
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • [学会発表] 未知混合比の加法合成画像の追跡2016

    • 著者名/発表者名
      後藤 皓史, 鏡 慎吾, 橋本 浩一
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会

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公開日: 2018-12-17  

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