| 研究課題/領域番号 |
16K06348
|
|---|
| 研究機関 | 名古屋大学 |
|---|
研究代表者 |
岡田 啓 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (50324463)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| キーワード | 通信方式 / 可視光イメージセンサ通信 / デジタルサイネージ |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究では，デジタルサイネージ本来の視覚情報提供に加え，可視光イメージセンサ通信によるデータ情報伝送手法を検討する．デジタルサイネージ本来の視覚情報を阻害しないように，人が視認できないように情報を動画像（視覚情報）に重畳し，これを携帯端末のイメージセンサで撮影し，復調する可視光通信方式を考案する．具体的には以下の課題について取り組む．
（１）人が視認できないデータ情報重畳伝送方式の検討
（２）時刻同期ずれの影響軽減策の検討
平成２９年度では，（２）時刻同期ずれの影響軽減策について主に検討した．可視光イメージセンサ通信では，送信機と受信機は互いに独立したクロックにより動作しているため，送受信機の同期ずれが生じる．さらに，スマートフォンなどの携帯端末に搭載されているイメージセンサは，画像上部から画素走査線毎に順次読み出しを行なうローリングシャッタ方式が用いられている．もし，各走査線の露光中に送信機の表示するフレームが切り替わると，受信機は連続する二つの送信フレームの混合画像を取得することとなり，通信性能が劣化する要因となる．
そこで，まず始めに送受信機の時刻非同期動作とローリングシャッタ現象が受信機で取得する画像に与える影響についてシミュレーションにて評価を行った．その結果，露光時間の短縮により撮影された画像における混合画像が発生している面積が減少していることが分かった．また，送受信機の同期ずれが生じている場合，取得画像の上端と下端で異なる色になっていることが分かった．
そこで，露光時間を短くすること，送信画像の上部と下部にパイロットを挿入することで同期状態を検出する手法を提案した．提案システムを実機実装し，その性能を実験により評価した．その結果，提案方式により再撮影率を低く抑えつつ，ビット誤りを減らすことができるのを示した．
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
申請書において，平成２９年度は（２）時刻同期ずれの影響軽減策の検討として，まずは同期ずれがどのように発生しているのかを検証するためのテスト動画パターンを作成し，これを用いて実際にどのように影響が出るのかを調べ，その結果を踏まえて，パイロット信号の挿入方法を提案することを予定していた．
これに対し，研究実績の概要で述べたように，送受信機の時刻非同期動作とローリングシャッタ現象が受信機で取得する画像に与える影響についてシミュレーションにて評価を行ない，露光時間の短縮により撮影された画像における混合画像が発生している面積が減少していること，および送受信機の同期ずれが生じている場合，取得画像の上端と下端で異なる色になっていることが分かった．この結果を踏まえ，露光時間を短くすること，送信画像の上部と下部にパイロットを挿入することで同期状態を検出する手法を提案した．提案システムを実機実装し，その性能を実験により評価することで，提案方式により再撮影率を低く抑えつつ，ビット誤りを減らすことができるのを示した．このように，当初目的を達成することができ，おおむね順調に進展していると言える．
|
| 今後の研究の推進方策 |
平成30年度は，これまで検討してきた2つの課題についてそれぞれ検討を進めることで，デジタルサイネージを用いた可視光イメージセンサ通信システムを構築する．
（１）人が視認できないデータ情報重畳伝送方式の検討では，視覚情報として静止画を扱っていたが，動画にも適用できるよう検討を進める．受信機においてデータ情報を復調するとき，視覚情報を取り除く必要がある．静止画の場合，連続する2つのフレームの差分画像を取ることで視覚情報を削除することができる．動画像の場合は完全に視覚情報を削除することができないため，データ情報への干渉として視覚情報が残る．これに対し画像処理におけるパターンマッチングや干渉除去手法を適用することで，干渉による性能劣化を軽減することを図る．
（２）時刻同期ずれの影響軽減策の検討では，送信画像の上部と下部にパイロットを挿入することで同期状態を検出してきたが，この手法だと受信フレーム毎にしか同期状態を検出することができない．そこで，送信画像の左部と右部にパイロットを挿入しローリングシャッタ方式を用いることで，走査線毎に同期状態を検出し，データ情報を復調する手法を検討する．
なお，次年度への繰越額については，デジタルサイネージ機器の購入や可視光通信の国際標準化が本年度開始されたIEEE 802.11 Light Communications Study Groupにおける技術動向の調査などに使用する．
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
（理由）
今年度，購入予定であったデジタルサイネージ機器について，今年度は保有する液晶ディスプレイ，および安価な液晶ディスプレイを購入して実験を大なったため，執行額が減額となった．このため，次年度使用額が生じた．
（使用計画）
今年度，購入予定であったデジタルサイネージ機器を次年度において購入する．また，可視光通信の国際標準化が本年度開始されたIEEE 802.11 Light Communications Study Groupにおける技術動向の調査などに使用する．
|
