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2022 年度 実績報告書

偏光を用いた視線計測技術の確立と多様なディスプレイ環境への応用

研究課題

研究課題/領域番号 21H03486
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 長松 隆  神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (80314251)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード視線計測 / 偏光
研究実績の概要

令和4年度は,多様なディスプレイ環境の一つとして,大型・近接のディスプレイを対象に偏光を用いた注視点推定手法の実現に取り組んだ.個人利用のコンピュータ環境においても,40インチを超える大型のディスプレイが利用されるようになってきているが,従来の視線計測手法ではディスプレの外側に近赤外光源を配置するため,眼球の姿勢が大きく変化する大型・近接のディスプレイ環境では光源の角膜反射像が得られずに視線計測が困難となる場合があった.そこで,令和3年度に実現した偏光による基準点の提示手法を用いて,50インチのディスプレイに対する視線計測・注視点推定を行った.具体的には,偏光カメラで観測した角膜表面の画像から偏光特徴点を抽出し,それをグリントの代わりに用いて注視点を推定した.偏光のパターンを用いた基準点提示では,基準点の提示する位置がディスプレイ上となるため,眼球の姿勢が大きく変化した際も観測が可能であった.また,複数のディスプレイを区別するために,基準点をマーカに拡張することにも取り組んだ.角膜表面の反射画像からマーカを抽出し,それらを基準点として注視点の推定が可能であることを確認した.視線計測では,角膜に反射する基準点に加えて瞳孔中心の座標を用いるが,瞳孔中心の検出には近赤外線の照射が必要となる.そこで,完全な近赤外線レスの計測手法の実現を目指し,深層学習を用いた虹彩追跡手法を実装したところ,照明変化による精度低下を抑制できることが確認できた.

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

深層学習による虹彩検出については,検出の精度が十分とは言えないため引き続き改善が必要であるが,令和4年度の目標は概ね達成していることから,順調に進展しているとした.

今後の研究の推進方策

マーカから基準点を抽出する視線計測手法では,精度向上に向けてマーカの検出精度を改善する必要がある.そこで,令和5年度は,マーカの検出精度の改善に取り組む.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Model-based Gaze Estimation with Transparent Markers on Large Screens2022

    • 著者名/発表者名
      Koshikawa Koki、Nagamatsu Takashi、Takemura Kentaro
    • 雑誌名

      Proceedings of the ACM on Human-Computer Interaction

      巻: 6 ページ: 1~16

    • DOI

      10.1145/3530888

    • 査読あり
  • [学会発表] Gaze Estimation with Imperceptible Marker Displayed Dynamically Using Polarization2022

    • 著者名/発表者名
      Inoue Yutaro、Koshikawa Koki、Takemura Kentaro
    • 学会等名
      Proceedings of the 13th ACM Symposium on Eye Tracking Research & Applications
    • 国際学会
  • [学会発表] Vision-based tactile sensing using multiple contact images generated by re-propagated frustrated total internal reflections2022

    • 著者名/発表者名
      Wattanaparinton Ratchanon、Takemura Kentaro
    • 学会等名
      2022 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics
    • 国際学会
  • [学会発表] 視線計測のための液晶を用いた不可視マーカの動的再配置2022

    • 著者名/発表者名
      井上勇太郎、竹村憲太郎
    • 学会等名
      第23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] 研究室HP

    • URL

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

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公開日: 2023-12-25  

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