低容量回線でも高画質画像を活用できる「超舞台」遠隔交流学習支援システムの開発

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23501197
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 森川 治 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 共同研究講座研究員 (50358181)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 戸田 賢二 独立行政法人産業技術総合研究所, 知能システム研究部門, 主任研究員 (70357565) ; 前迫 孝憲 大阪大学, 人間科学研究科, 教授 (00114893)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2015-03-31
• Keywords: 遠隔授業 / 一体感 / テレビ電話 / 静止画追加 / 合成映像 / ハイパーステージ / ハイパーミラー

Outline of Annual Research Achievements

一般にテレビ電話では、伝わる画質に限界があるため、普段どおりに書いた黒板の文字はそのままでは伝わらない。一方、静止画であれば普段どおりに書いた黒板の文字であっても、通信時間をかけさえすれば、鮮明な画像を送受信でき、授業に利用可能である。黒板など背景写真を静止画として別途送り、その上に教師や児童の映像を重畳表示することにより、低容量回線でも高画質画像を活用できる遠隔交流学習の実現を目指す。
平成23年度にはWindowsで動く、画像合成システム（動画部の解像度が320x240画素）を試作した。しかし解像度不足等のため、残念ながら試作版の仕様では、教育現場で利用できないとの評価が出た。これを受け２年目には、高解像度化に向け試作版の改良を試みたが、ライブラリの関係で高解像度は無理なことが判明し、専門家からは、ゼロからの再開発を提案された。ハードウエア化も検討し、名刺大のコンピュータボードRaspberry Piが比較的有力と考え購入したが、満足できる動画撮影ができず、開発は停滞した。３年目には、画像合成処理装置をレンタルすることで、システム構築を計画した。調査した結果、複数の放送局仕様の映像機器を組み合わせることで構成可能であることはわかったが、レンタル費用が非常に高価であり、本予算では無理なことが判明した。
４年目は、初年度の方針に舞い戻り、グラフィック処理能力の高いPCのWindows7-64bit上に画像合成システムを構築し、普及し安価になりつつあるスマートフォンのカメラを利用し、人物部分を切り出して動画送信するシステムを設計した。試作には至らなかったが、画像合成位置と画像縮尺の自動化に必要なモデルを構築し、「映像フェデレーションによる整合性の自動保持」として 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で発表した。

Research Products

• [Journal Article] 国際遠隔交流学習による日本語会話授業―「超鏡」を用いた中日の大学間の実践をもとに― (2015)
  • Author(s): 李哲, 孫帙, 奥林泰一郎, 中村雅子, 前迫孝憲
  • Journal Title: 大阪大学教育学年報 Volume: 20 Pages: 63-76
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 映像フェデレーションによる整合性の自動保持 (2014)
  • Author(s): 森川治、戸田賢二、前迫孝憲
  • Journal Title: 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SI2014論文集 Volume: 1 Pages: 937-942
• [Journal Article] Hyper Mirror System Based Collaborative Language Learning between Foreign Language Learners and Native Speakers (2014)
  • Author(s): Sun Zhi, Li Zhe, Zaorski Spence, Okubayashi Taiichiro, Maesako Takanori, Zhang Hai
  • Journal Title: IEEE IE Proceedings Volume: 1 Pages: 306-309
  • DOI: 10.1109/IE.2014.64
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evaluation of Three-Site Multipoint Distance Learning using High-Definition “HyperMirror” (2014)
  • Author(s): Taichiro Okubayashi, Akiko Nakazawa, Hideki Mori, Takanori Maesako, Osamu Morikawa
  • Journal Title: Proceedings of the 22nd International Conference on Computers in Education Volume: 1 Pages: 945-950
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 映像フェデレーションによる整合性の自動保持， (2014)
  • Author(s): 森川治、戸田 賢二、前迫孝憲
  • Organizer: 計測自動制御学会
  • Place of Presentation: 東京ビッグサイト（東京）
  • Year and Date: 2014-12-15 – 2014-12-17
• [Presentation] Evaluation of Three-Site Multipoint Distance Learning using High-Definition “HyperMirror” (2014)
  • Author(s): Taichiro Okubayashi, Akiko Nakazawa, Hideki Mori, Takanori Maesako, Osamu Morikawa
  • Organizer: Proceedings of the 22nd International Conference on Computers in Education
  • Place of Presentation: 奈良県新公会堂（奈良）
  • Year and Date: 2014-11-30 – 2014-12-04
• [Presentation] 映像を自由に統合し活用できる低遅延オブジェクトベースパケット方式ディスプレイの製造業への応用可能性 (2014)
  • Author(s): 戸田 賢二、森川 治、大山 英明
  • Organizer: 産技連・情報技術分科会 情報通信研究会
  • Place of Presentation: じゅうろくプラザ (岐阜県)
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-25
• [Presentation] Hyper Mirror System Based Collaborative Language Learning between Foreign Language Learners and Native Speakers (2014)
  • Author(s): Sun Zhi, Li Zhe, Zaorski Spence, Okubayashi Taiichiro, Maesako Takanori, Zhang Hai
  • Organizer: Intelligent Environments (IE)
  • Place of Presentation: 上海（中国）
  • Year and Date: 2014-06-30 – 2014-07-04
• [Presentation] スマートフォンを用いた簡易型遠隔行動誘導システム (2014)
  • Author(s): 大山 英明、戸田 賢二、森川 治
  • Organizer: ロボティクス・メカトロニクス講演会2014 in Toyama
  • Place of Presentation: 富山市総合体育館（富山市）
  • Year and Date: 2014-05-27 – 2014-05-27
• [Patent(Industrial Property Rights)] 映像表示装置 (2012)
  • Inventor(s): 森川治、戸田賢二、片下敏宏、堀洋平
  • Industrial Property Rights Holder: 産業技術総合技術研究所
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 特 5548898
  • Filing Date: 2012-08-12
  • Acquisition Date: 2014-05-30