光学シースルー頭部搭載型ディスプレイと視覚適応画像処理による視覚拡張技術の確立

光学シースルーHMD（OST-HMD）を用いて人間の視覚機能を制御・強化する、視覚拡張 (Vison Augmentation) 技術の実現に向けて、今年度は下記の進捗があった。【視覚特性の推定】について、装着型HMDでの使用を視野に入れた、眼球の焦点距離すなわち注視点の奥行きを推定する手法を検討した。光点から出た光が眼球内部で反射する第4次Purkinje反射、その位置が焦点距離と相関することを用いた推定手法を提案し、装着型視線追跡カメラを用いたシステムを実装した。その結果15~45㎝の視点距離において、約3.15㎝の平均誤差での焦点距離推定が行えた。本システムの利点は、既存の大型の計測機器と異なり、個々人を継続的に計測できることにある。【視覚特性適応画像処理】について、人の輝度調節機能を補助する視覚拡張手法を提案した。OST-HMDと遮蔽LCDパネルを組み合わせたシステムを構築した。一人称カメラで計測した視野画像から、ユーザーの視野において露出過多・不足の領域を推定し、眼に入る光量を本システムによって低減・増幅する。実験では露出過多・不足領域が25%・50％低減し、視点における画像のダイナミックレンジを制御できることを示した。【超高精度空間校正手法】について、各種HMDにて実行可能な赤外眼球画像向け３D視線追跡プログラムを実装し一般公開した。本プログラムは単眼の眼球近接赤外カメラで実行可能であり、本研究課題において汎用的に利用可能なソフトウェア資源となる。なお本研究課題は平成29年度より17H04692若手研究(A)へと昇華・統合し、視覚拡張技術の発展へ向けて研究を継続する。

光学シースルーHMD（OST-HMD）を用いて人間の視覚機能を制御・強化する、視覚拡張 (Vison Augmentation) 技術の実現に向けて、今年度は下記の進捗があった。【視覚特性の推定】について、装着型HMDでの使用を視野に入れた、眼球の焦点距離すなわち注視点の奥行きを推定する手法を検討した。光点から出た光が眼球内部で反射する第4次Purkinje反射、その位置が焦点距離と相関することを用いた推定手法を提案し、装着型視線追跡カメラを用いたシステムを実装した。その結果15~45㎝の視点距離において、約3.15㎝の平均誤差での焦点距離推定が行えた。本システムの利点は、既存の大型の計測機器と異なり、個々人を継続的に計測できることにある。【視覚特性適応画像処理】について、人の輝度調節機能を補助する視覚拡張手法を提案した。OST-HMDと遮蔽LCDパネルを組み合わせたシステムを構築した。一人称カメラで計測した視野画像から、ユーザーの視野において露出過多・不足の領域を推定し、眼に入る光量を本システムによって低減・増幅する。実験では露出過多・不足領域が25%・50％低減し、視点における画像のダイナミックレンジを制御できることを示した。【超高精度空間校正手法】について、各種HMDにて実行可能な赤外眼球画像向け３D視線追跡プログラムを実装し一般公開した。本プログラムは単眼の眼球近接赤外カメラで実行可能であり、本研究課題において汎用的に利用可能なソフトウェア資源となる。なお本研究課題は平成29年度より17H04692若手研究(A)へと昇華・統合し、視覚拡張技術の発展へ向けて研究を継続する。