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2019 年度 実績報告書

超低レイテンシ映像ディスプレイの研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H04146
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)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードディスプレイ / バーチャルリアリティ / 画像,文章,音声等認識 / ユーザインタフェース
研究実績の概要

本年度は、システム全体およびそのユースケースについての検討を行うとともに、レーザ走査投影システム、映像制御システム、高速計測システムのそれぞれについて原理及び実装方針についての基礎検討を行った。
レーザ走査投影システムおよび映像制御システムについては、互いに密接に関連するものであることから一体として検討を進めた。想定する映像制御方式について、レーザ走査投影システムを導入する前段階として現有の Digital Micromirror Device (DMD) プロジェクタによる走査投影のエミュレーションを実装し予備実験を行ったところ、想定通りの視認結果が得られる見通しを得た。投影方式についてはラスタ型とベクタ型の双方を検討したが、研究期間内でのシステム実装の現実性と効果を考慮して、本研究ではベクタ型に注力することとした。これらの検討結果に基づきシステム構成要素の選定・導入を行い試験実装に着手した。高速計測システムに関しては、DMD 上に表示された 2 値パターンから光学的に濃淡縞パターンを生成し投影するためのプロジェクタ光学系の設計を行い、高速カメラとの組み合わせにより、位相シフト法による高速3次元計測が可能となることを確認した。また、ユースケース例を検討するためのテストベッドとして落下する水滴群への投影および吊り下げられ揺動するスクリーンへの投影を行うシステムを構築し、動作確認を行うとともに予備的な評価を行った。

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

映像制御方式の検討に時間を要したことにより経費の一部を繰り越して研究を継続した。これによる遅れ以外については概ね順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

当年度までに実施した基礎検討結果に基づいて具体的な実装と評価を進めていく予定である。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Vision-Based Finger Tapping Detection Without Fingertip Observation2021

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

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 33 ページ: 484-493

    • DOI

      10.20965/jrm.2021.p0484

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] DMD プロジェクタを用いた低遅延な運動追従投影手法2020

    • 著者名/発表者名
      大城 和可菜, 鏡 慎吾, 橋本 浩一
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 25 ページ: 108-116

    • DOI

      10.18974/tvrsj.25.2_108

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Interactive Stickies: Low-Latency Projection Mapping for Dynamic Interaction with Projected Images on a Movable Surface2020

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

      Proc. ACM SIGGRAPH Conference and Exhibition on Computer Graphics and Interactive Techniques (SIGGRAPH 2020 Emerging Technologies)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1145/3388534.3407291

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Puppeteered Rain: Interactive Illusion of Levitating Water Drops by Position-Dependent Strobe Projection2019

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

      Proc. ACM SIGGRAPH Conference and Exhibition on Computer Graphics and Interactive Techniques (SIGGRAPH 2019 Posters)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1145/3306214.3338603

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Animated Stickies: Fast Video Projection Mapping onto a Markerless Plane through a Direct Closed-Loop Alignment2019

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

      IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics (Proc. ISMAR 2019)

      巻: 25 ページ: 3095-3105

    • DOI

      10.1109/TVCG.2019.2932248

    • 査読あり
  • [学会発表] Imperceptible Projected Marker Codes with Application to Calibration-Free Projection Mapping2021

    • 著者名/発表者名
      Shingo Kagami
    • 学会等名
      Laser Display and Lighting Conference 2021 (LDC2021) in Optics and Photonics International Congress 2021 (OPIC2021)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Animated Stickies: Fast Video Projection Mapping onto a Markerless Plane through a Direct Closed-Loop Alignment2020

    • 著者名/発表者名
      Shingo Kagami and Koichi Hashimoto
    • 学会等名
      第23回 画像の認識・理解シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 動く投影面と動的に相互作用する低遅延プロジェクションマッピングの実装2020

    • 著者名/発表者名
      鏡 慎吾, 橋本 浩一
    • 学会等名
      第21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] 運動追従プロジェクションマッピングのためのDMDプロジェクタの色表示技術2020

    • 著者名/発表者名
      鏡 慎吾, 大城 和可菜, 宮口 綾乃, 橋本 浩一
    • 学会等名
      第40回レーザー学会学術講演会年次大会
  • [学会発表] 運動物体三次元計測のための高速縞プロジェクタのシステム実装2020

    • 著者名/発表者名
      長沼 朋哉, 鏡 慎吾, 橋本 浩一
    • 学会等名
      第40回レーザー学会学術講演会年次大会
  • [学会発表] ハンドヘルド高速プロジェクタを利用した大画面ディスプレイとの低遅延なインタラクション2019

    • 著者名/発表者名
      吉川 太陽, 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2019
  • [学会発表] DMDプロジェクタにおける運動追従多値画像表示のためのバイナリフレーム更新手法の比較検討2019

    • 著者名/発表者名
      大城 和可菜, 鏡 慎吾, 橋本 浩一
    • 学会等名
      第24回バーチャルリアリティ学会大会
  • [学会発表] レーザを光源とする縞パターン高速投影プロジェクタを用いた動物体三次元計測システム2019

    • 著者名/発表者名
      長沼 朋哉,鏡 慎吾,橋本 浩一
    • 学会等名
      第25回画像センシングシンポジウム
  • [学会発表] 運動物体三次元計測のための高速縞プロジェクタの光学系2019

    • 著者名/発表者名
      長沼 朋哉,鏡 慎吾,橋本 浩一
    • 学会等名
      第13回新画像システム・情報フォトニクス研究討論会
  • [学会発表] Vision-based Guitar Chord Recognition Using Convolutional Neural Network2019

    • 著者名/発表者名
      Yaoyi Bian, Shingo Kagami, Koichi Hashimoto
    • 学会等名
      第13回新画像システム・情報フォトニクス研究討論会
  • [産業財産権] 投影システム、投影システム制御装置、投影方法及びプログラム2020

    • 発明者名
      鏡 慎吾
    • 権利者名
      国立大学法人東北大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2020/032650
    • 外国
  • [産業財産権] 投影システム、投影システム制御装置、投影方法及びプログラム2019

    • 発明者名
      鏡 慎吾
    • 権利者名
      国立大学法人東北大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2019-156876

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公開日: 2021-12-27  

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