A Study on Gaze-driven Image Presentation on Automotive HUDs

本研究の目的は，車載の窓型透明ディスプレイを対象に，利用者の三次元的な注視位置を推定し，これに基づき提示するAR像を変化させることで視認性を向上させる技術の確立である．目的達成のために，次の課題をこれまでに実施した．A）車窓ディスプレイのための三次元注視位置センシング：(A-1) 視線検出器の自動較正法：利用者に特定の動作を課さずに，自動的に視線検出器を較正する手法を開発した．開発した手法では，環境の三次元モデルとと視線の交点（注視点）を算出し，較正された視線の注視点は，固視中に密集する性質から，このばらつきを最小化する最適化問題として較正パラメータを推定する．バーチャルリアリティ（VR）環境において本手法が，顕著性に基づく従来法に比べて精度が高く，頭部の18m程度並進移動により較正精度が収束することを確認した．(A-2) 中遠景の重畳像に対応した三次元注視位置センシング：並進移動する車両内にいる利用者が透明ディスプレイを介してAR像と実風景との混合像をみる際の，三次元注視位置を推定する手法を開発した．本手法では，注視対象上の各座標系において固視を検出することで，視線が密集する瞬間をとらえる．VR環境を用いた実験において，輻輳角を用いた従来法よりも注視対象の判定精度が高いこと，および車両の速度により最適な固視検出の閾値が変化することを明らかにした．B) 三次元注視位置に基づく重畳像の高視認性レンダリング：三次元注視位置の推定結果をもとにAR像を注視する場合は，AR像の視認性を高め，実風景を注視する場合はAR像の一部の透過率を高めて実風景の視認性が向上するよう像を提示する手法を開発した．開発した手法では，非注視対象の存在を完全に消してしまわないよう，AR像をメッシュ状に加工して提示する．バーチャルリアリティ環境を用いた実験により，両者の視認性が向上することを確認した．

本研究の目的は，車載の窓型透明ディスプレイを対象に，利用者の三次元的な注視位置を推定し，これに基づき提示するAR像を変化させることで視認性を向上させる技術の確立である．目的達成のために，次の課題をこれまでに実施した．A）車窓ディスプレイのための三次元注視位置センシング：(A-1) 視線検出器の自動較正法：利用者に特定の動作を課さずに，自動的に視線検出器を較正する手法を開発した．開発した手法では，環境の三次元モデルとと視線の交点（注視点）を算出し，較正された視線の注視点は，固視中に密集する性質から，このばらつきを最小化する最適化問題として較正パラメータを推定する．バーチャルリアリティ（VR）環境において本手法が，顕著性に基づく従来法に比べて精度が高く，頭部の18m程度並進移動により較正精度が収束することを確認した．(A-2) 中遠景の重畳像に対応した三次元注視位置センシング：並進移動する車両内にいる利用者が透明ディスプレイを介してAR像と実風景との混合像をみる際の，三次元注視位置を推定する手法を開発した．本手法では，注視対象上の各座標系において固視を検出することで，視線が密集する瞬間をとらえる．VR環境を用いた実験において，輻輳角を用いた従来法よりも注視対象の判定精度が高いこと，および車両の速度により最適な固視検出の閾値が変化することを明らかにした．B) 三次元注視位置に基づく重畳像の高視認性レンダリング：三次元注視位置の推定結果をもとにAR像を注視する場合は，AR像の視認性を高め，実風景を注視する場合はAR像の一部の透過率を高めて実風景の視認性が向上するよう像を提示する手法を開発した．開発した手法では，非注視対象の存在を完全に消してしまわないよう，AR像をメッシュ状に加工して提示する．バーチャルリアリティ環境を用いた実験により，両者の視認性が向上することを確認した．