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2017 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  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 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,前年度に実施した各要素技術の基礎検討をさらに深化させるとともに,具体的なシステム実装に取り組んだ.
共通基盤システムに関しては,カラー映像の投影が可能な新しい高速プロジェクタプラットフォームを導入し,高速カメラと接続したプロジェクタ・カメラシステムを構成した.これにより,カラー化に加えてHDMI入力が使用できるようになり,あらかじめプロジェクタ内メモリにロードしたコンテンツのみを利用できた前システムと比べて柔軟性が高まった.一方,光刺激パターンを画像系列としてあらかじめメモリに保持しておくことも依然として有用であるため,HDMIをリアルタイム映像入力だけではなくオフラインのパターンロードにも使用できるようファームウェアの拡張を行った.
振動に基づくインタラクション検出に関しては,前年度に検討した機械学習による振動信号からのタッチ検出をより精密化するため,データセットの整備を行った.紙面を連続してタッチする映像を音声とともに記録し,音声信号のピークをタッチイベントが発生した真の時刻とみなして,教師あり学習および検証を実施できるようにした.複数の手法の予備評価の結果,画像の時刻間の類似度に基づいて生成した時系列信号を特徴として畳み込みニューラルネットワークによる識別を行う方法により比較的良好な結果が得られることがわかった.
熱放射による力覚提示に関しては,キャリブレーション手法の改良を継続し,特に位置および放射強度の補正手法を開発した.また,これまでのハロゲンランプ光源に代わってレーザ光源を用いる方法について検討を行った.衝突感提示に関しては,視覚刺激によって誘発される擬似力覚による衝突感の強化について検討し,予備評価により視覚刺激の有意な効果を確認した.

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

刺激提示方法についての検討に時間を要したことから,経費の一部を平成30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

当初予定に従って,アプリケーションシステムとして各要素技術を統合することにより各手法およびそれらの組み合わせの有用性を評価する.

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Perception of Motion-Adaptive Color Images Displayed by a High-Speed DMD Projector2019

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

      IEEE Virtual Realty 2019 Workshop on Perception-driven Graphics and Displays for VR and AR (PerGraVAR 2019)

      巻: - ページ: 1790-1793

    • DOI

      10.1109/VR.2019.8797850

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A full-color single-chip-DLP projector with an embedded 2400-fps homography warping engine2018

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

      ACM SIGGRAPH Conference and Exhibition on Computer Graphics and Interactive Techniques (SIGGRAPH 2018 Emerging Technologies)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1145/3214907.3214927

    • 査読あり
  • [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] Children's Social Behavior Analysis System Using BLE and Accelerometer2017

    • 著者名/発表者名
      Shuta Nakamae, Shumpei Kataoka, Can Tang, Simona Vasilache, Satoshi Saga, Buntarou Shizuki, Shin Takahashi
    • 雑誌名

      International Conference on Collaboration Technologies

      巻: - ページ: 153-167

    • DOI

      10.1007/978-3-319-63088-5_14

    • 査読あり
  • [学会発表] A high-pattern-rate photostimulation system capable of low-latency geometrical control for bio-navigation studies2018

    • 著者名/発表者名
      Shingo Kagami, Koichi Hashimoto
    • 学会等名
      International Symposium on System Science of Bio-Navigation
    • 国際学会
  • [学会発表] 高速カメラを用いたタッチ検出のための振動解析2018

    • 著者名/発表者名
      成田 正太郎, 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] フルカラー高速ホモグラフィ変換プロジェクタ2018

    • 著者名/発表者名
      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] DMDを用いた三次元計測のための濃淡縞パターン高速生成2018

    • 著者名/発表者名
      長沼 朋哉, 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] 投影型バーチャルエアホッケーにおける打突感提示のための視覚的刺激の検討2018

    • 著者名/発表者名
      島森 洸, 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DMDプロジェクタを用いた運動追従多値画像の知覚の評価2018

    • 著者名/発表者名
      大城 和可菜, 鏡 慎吾, 橋本 浩一
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会大会
  • [学会発表] 機械学習による高速カメラ映像からのタッチイベント検出2018

    • 著者名/発表者名
      成田 正太郎, 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] 空間積分光学系を備える DMD プロジェクタを用いた3次元計測2018

    • 著者名/発表者名
      長沼 朋哉, 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] 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] Thermal-Radiation-Based Haptic Display - Precise Calibration System and Shape Displaying Method -2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Saga
    • 学会等名
      IEEE World Haptics 2017
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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