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2012 年度 実績報告書

仮想解剖模型を活用した福祉系学生の能動型医学学習支援システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 22300295
研究機関中部学院大学

研究代表者

寺嶋 正己  中部学院大学, 人間福祉学部, 教授 (20312184)

研究分担者 岡本 健  中部学院大学, 人間福祉学部, 教授 (60122842)
木島 竜吾  岐阜大学, 工学部, 准教授 (80283282)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワードバーチャルリアリティ / 自由曲面ディスプレイ / 仮想解剖模型 / マルチプロジェクション / インタラクション / キャリブレーション / 観察輝度 / 視点運動
研究概要

仮想解剖模型活用における描画品質の問題に関しては、特に曲率の大きい面を有する頭部版では、学習者の意欲を削ぐ懸念があった。モデル物体スクリーンに単一プロジェクタで投影する方式では、観察されるスクリーン物体表面に、画像が投影されない部分が発生するからであった。
ユーザの視点運動範囲に対して十分な投影領域を確保すべく、マルチビデオプロジェクション方式の自由曲面投影システムを開発した。
マルチプロジェクションにおける投影画像の位置合わせに関し、プロジェクタキャリブレーションの計測誤差を小さくするため、複数回の計測によりノイズを減じ、針点法を用いて計測点の推定精度を向上させる方式を開発した。マルチプロジェクタの場合、空間に対する誤差ではなく、プロジェクタ間の相対誤差により、投影した結果の画像間に不整合が生じた。これに対し、アドホックな解決方法であるプロジェクタ位置、姿勢をマニュアルで動かせるツールを開発して修正を行う方式を採用した。投影された画像間の誤差は最大5ピクセルに抑えることができた。
人間が観察する輝度は、プロジェクタが投影した画像の画素値、スクリーン面の反射特性、スクリーン面素のプロジェクタに対する位置と法線、スクリーン面素の観察視点に対する位置と法線により決定される。自由曲面ディスプレイでは通常プロジェクタを用いる場合の平面投影時とは異なり、輝度は画素値だけに比例する訳ではなく、その位置関係によって変調されていることになる。この変調部分を逆に補正すれば、観察輝度そのものを指定することが可能であると推測し、画素値を補償する方法を開発した。これにより、各プロジェクタと物体の位置関係によらず、どのプロジェクタからでも統一的に面上の照度つまり観察輝度を指定することができた。
マルチプロジェクション方式により、高描画品質、高インタラクション性が実現できた。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Development of the active medical learning support system for students to be a welfare profession based on virtual anatomical model2012

    • 著者名/発表者名
      Masami Terajima, Ryugo Kijima and Ken Okamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of the 3th IIEEJ Image Electronics and Visual Computing Workshop 2012

      巻: 3,4C-1 ページ: 1-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 逆輝度マッピングによる高品質な自由曲面ディスプレイ2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕貴、木島竜吾、小林繁治、寺嶋正己
    • 雑誌名

      第17回日本バーチャルリアリティ学会大会論文集

      巻: 17,33C2 ページ: 1-4

  • [雑誌論文] 医学学習支援システムにおける能動性の確保に関する考察2012

    • 著者名/発表者名
      寺嶋 正己,木島 竜吾,岡本 健
    • 雑誌名

      H24電気学会 電子・情報・システム部門論文集

      巻: H24,GS7-3 ページ: 1519-1524

  • [雑誌論文] 画像スティッチングによるVAMの投影視野拡大2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕貴、小林繁治、木島竜吾、寺嶋正己
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 112 ページ: 49-54

  • [雑誌論文] 仮想解剖模型を活用した能動型学習支援システムの開発2012

    • 著者名/発表者名
      寺嶋正己、木島竜吾、岡本健
    • 雑誌名

      2012年度画像電子学会第40回年次大会論文集

      巻: 40,R1-5 ページ: 1-4

  • [学会発表] Development of the active medical learning support system for students to be a welfare profession based on virtual anatomical model

    • 著者名/発表者名
      Masami Terajima, Ryugo Kijima and Ken Okamoto
    • 学会等名
      The Institute of Image Electronics Engineers of Japan
    • 発表場所
      マレーシア・クチン
  • [学会発表] 逆輝度マッピングによる高品質な自由曲面ディスプレイ

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕貴、木島竜吾、小林繁治、寺嶋正己
    • 学会等名
      第17回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
  • [学会発表] 医学学習支援システムにおける能動性の確保に関する考察

    • 著者名/発表者名
      寺嶋 正己,木島 竜吾,岡本 健
    • 学会等名
      H24電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      青森県弘前市
  • [学会発表] 画像スティッチングによるVAMの投影視野拡大

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕貴、小林繁治、木島竜吾、寺嶋正己
    • 学会等名
      一般社団法人 電子情報通信学会
    • 発表場所
      東京都文京区
  • [学会発表] 仮想解剖模型を活用した能動型学習支援システムの開発

    • 著者名/発表者名
      寺嶋正己、木島竜吾、岡本健
    • 学会等名
      2012年度画像電子学会第40回年次大会
    • 発表場所
      東京都新宿区
  • [備考] 中部学院大学・WEB研究室・寺嶋研究室・研究紹介

    • URL

      http://web2.chubu-gu.ac.jp/blog/web_labo/terajima/research/vr-1.html

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公開日: 2014-07-24  

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