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2019 年度 実績報告書

角膜表面上のディスプレイ反射像を用いた可視光視線計測技術

研究課題

研究課題/領域番号 18H03279
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 松本 吉央  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究チーム長 (00314534)
長松 隆  神戸大学, 海事科学研究科, 准教授 (80314251)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード視線計測
研究実績の概要

2019年度は,偏光カメラを用いて角膜表面上からディスプレイの反射領域を検出する手法に取り組み,安定にディスプレイ反射領域の四隅を抽出することに成功した.採用した偏光カメラは,4つの方向の偏光子が一定パターンで配置されており,ストークスパラメータの計算及び,偏光度や偏光角度の算出が可能である.そこで,これらの情報を手がかりに,角膜表面上に反射する偏光成分のクラスタリングを行い,ディスプレイの反射領域を検出した.また,偏光角度情報はディスプレイ毎に異なる場合もあることから,反射するディスプレイを区別することにも利用が可能である.そこで,従来研究ではほとんど扱われてこなかった,複数ディスプレイに対する注視点推定に有効であることを示した.注視点推定は,偏光カメラによって検出されたディスプレイ四隅の座標を使用して,Cross-ratio methodを用いて行った.近赤外を用いない可視光計測では,モデルベースの虹彩追跡を採用することで,注視点の推定を実現が可能である.また,オプションとして,カメラ付近から近赤外を照射すると,虹彩ではなく瞳孔追跡が可能となるため,瞳孔(虹彩)中心の算出精度が高まり,注視点の推定精度が向上することを確認した.瞳孔検出用に近赤外LEDの照射した場合も,汎用的なディスプレイが利用である利点は維持されており,本提案手法の有効性が維持されており,アプリケーションの要求精度に応じて選択的に利用することが可能となった.また,角膜表面上から歪なく環境情報を抽出する角膜イメージングについては,GPUを活用した高速化を実現した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

研究当初は,近赤外を用いない場合のみを想定した研究計画となっていたが,近赤外の照射を部分的に使用して精度向上を図るなど,当初の予定にはない部分についても検討を行うことができたことから,当初の計画以上に進展していると判断した.

今後の研究の推進方策

従来手法と同等の精度が求められていることから,幾何的拘束等を増やすことで精度向上を試みる.具体的には,Corneal imagingによって歪みない画像が得られることから,その画像を用いたCross-Ratio Methodや両眼の画像を用いた計算などを検討している.

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] RGB-IRカメラを用いたハイブリッドな瞳孔・虹彩同時追跡2019

    • 著者名/発表者名
      山岸健太,竹村憲太郎
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 55 ページ: 491~498

    • DOI

      https://doi.org/10.9746/sicetr.55.491

    • 査読あり
  • [学会発表] Screen corner detection using polarization camera for cross-ratio based gaze estimation2019

    • 著者名/発表者名
      Masato Sasaki, Takashi Nagamatsu, and Kentaro Takemura
    • 学会等名
      Proceedings of the 11th ACM Symposium on Eye Tracking Research & Applications
    • 国際学会
  • [学会発表] Remote corneal imaging by integrating a 3D face model and an eyeball model2019

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Utsu and Kentaro Takemura
    • 学会等名
      Proceedings of the 11th ACM Symposium on Eye Tracking Research & Applications
    • 国際学会
  • [学会発表] Indoor human localization based on the corneal reflection of illumination2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Numakura and Kentaro Takemura
    • 学会等名
      Proceedings of the 21st International Conference on Human-Computer Interaction with Mobile Devices and Services
    • 国際学会
  • [学会発表] Semantic 3D gaze mapping for estimating focused objects2019

    • 著者名/発表者名
      Ryusei Matsumoto and Kentaro Takemura
    • 学会等名
      Proceedings of the 21st International Conference on Human-Computer Interaction with Mobile Devices and Services
    • 国際学会
  • [学会発表] Cross-Ratio Based Gaze Estimation for Multiple Displays using a Polarization Camera2019

    • 著者名/発表者名
      Masato Sasaki, Takashi Nagamatsu, and Kentaro Takemura
    • 学会等名
      The Adjunct Publication of the 32nd Annual Symposium on User Interface Software and Technology
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimating Focused Object using Smooth Pursuit Eye Movements and Interest Points in the Real World2019

    • 著者名/発表者名
      Yuto Tamura and Kentaro Takemura
    • 学会等名
      The Adjunct Publication of the 32nd Annual Symposium on User Interface Software and Technology
    • 国際学会
  • [学会発表] 偏光カメラシステムによるディスプレイ反射領域検出を用いた可視光 Cross-Ratio Method2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木政人,長松隆,竹村憲太郎
    • 学会等名
      ロボティクスメカトロニクス講演会2019
  • [学会発表] 複数人の注視行動理解に向けたセマンティックマップによる三次元注視点推定2019

    • 著者名/発表者名
      松本龍晟,竹村憲太郎
    • 学会等名
      ロボティクスメカトロニクス講演会2019
  • [学会発表] 角膜上に映る照明情報を用いた人の位置推定2019

    • 著者名/発表者名
      沼倉健二,竹村憲太郎
    • 学会等名
      ロボティクスメカトロニクス講演会2019
  • [学会発表] 偏光カメラを用いた Cross-Ratio Method による注視点推定2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木政人,長松隆,竹村憲太郎
    • 学会等名
      第20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
  • [学会発表] 滑動性眼球運動を用いた実空間での注視対象推定2019

    • 著者名/発表者名
      田村祐人,竹村憲太郎
    • 学会等名
      第20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
  • [備考] 東海大学 情報理工学部 竹村研究室

    • URL

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

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公開日: 2021-01-27  

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