コンピュータディスプレイ上の自律移動型の半透明ビジュアルマーカ岸野泰恵 Ý 塚本昌彦 Þ 坂根裕 Þ 西尾章治郎 Þ Ý 大阪大学工学部 Þ 大阪大学大学院工学研究科概要：拡張現実空間を実現するためには，実空間を撮影しているカメラの位置や方向を正確に知る必要がある．最近では，見かけ上の位置精度が高くなるという理由から，画像処理を用いた研究が注目されている．これらの研究では，実空間内に貼り付けた紙マーカをカメラで撮影し，カメラ画像を解析するのが一般的であるが，マーカの識別が困難であることや，位置の変更は手で行わければならないという問題があった．筆者らはコンピュータディスプレイにマーカを表示し，一定時間間隔でマーカの色を変化させて，位置情報と共に数十バイトの情報を表現できるマーカとして Î （Î ×Ù た ½¼ ．従来の Î Ð ÓÑÔÙØ Ö ÓÑÑÙÒ Ø ÓÒ）方式を提案しでは，マーカをディスプレイに表示すると邪魔になり，コンピュータディスプレイを有効に使えないという問題があった．本稿では，この問題を解決するため，マーカを半透明にする，自律的に移動できるようにするなど Î を拡張し，その性能の評価を行った． ÌÖ Ò×ÐÙ ÒØ Î ×Ù Ð Å Ö Ö Û Ø ÙØÓÒÓÑÓÙ× ÅÓ Ð ØÝ ÓÒ ÓÑÔÙØ Ö ×ÔÐ Ý ×Ù Ý ÃÁËÀÁÆÇ ¸ Å × Ó ÌËÍÃ Þ ÅÇÌÇ ¸ ÙØ Ý ÙÐØÝ Ó Ò Ò Ö Ò ¸ Ç× Ë Ã Æ Þ Ò ÍÒ Ú Ö× ØÝ Þ Ö Ù Ø Ë ÓÓÐ Ó Ò Ò Ö Ò ¸ Ç× ÍÒ Ú Ö× ØÝ Ë Ó Þ ÖÓ ÆÁËÀÁÇ ÁÒ ÓÖ Ö ØÓ Ö Ð Þ Ò Ù Ñ ÒØ Ö Ð ×Ô ¸ Ø × Ò ×× ÖÝ ØÓ ÒÓÛ Ø ÙÖ Ø Ú Û Ò ÔÓ× Ø ÓÒ Ò Ø ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ó Ø Ñ Ö Ù× ØÓ Ø Ø Ñ Ó Ö Ð ÛÓÖÐ º Ê ÒØÐÝ¸ Ø Ú × ÓÒ¹ × ØÖ Ò Ø Ò ÕÙ ØØÖ Ø× ÐÓØ Ó ØØ ÒØ ÓÒ ÖÓÑ Ö × Ö Ö× ÓÖ Ø Ö ×ÓÒ Ø Ø Ø × Ñ Ø Ó Ò Ñ Ò Ñ Þ Ø Ú ×Ù Ð Ð ÒÑ ÒØ ÖÖÓÖº Ò Ö ÐÐÝ¸ Ø × ×Ý×Ø Ñ× ÔÔÐÝ Ø × Ø Ò ÕÙ ØÓ Ø Ø Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ Ó Ñ Ö ÔÓ× Ø ÓÒ Ò ÓÖ ÒØ Ø ÓÒ Ý Ò ÐÝÞ Ò Ø ÑÖ Ñ × ÒÛ Ø Ö Ö Ô Ô Ö¹ÔÖ ÒØ Ñ Ö Ö× ÔÐ Ò Ø Ö Ð ÛÓÖÐ º ÀÓÛ Ú Ö¸ Ø × Ñ Ø Ó × ØÛÓ × Ö ÓÙ× ÔÖÓ Ð Ñ×º ÇÒ Ó Ø ÔÖÓ Ð Ñ× × Ø Ø Ø × Æ ÙÐØ ØÓ ×Ø Ò Ù × Ñ Ö Ö ÖÓÑ ÓØ Ö Ó Ø×º Ì ÓØ Ö ÔÖÓ Ð Ñ × Ø Ø Û Ò Ù× Ö Û ÒØ× ØÓ ÑÓÚ Ñ Ö Ö¸ Ø Ù× Ö × ØÓ Ó Ø Ô Ý× ÐÐÝº ÁÒ ÓÖ Ö ØÓ ×ÓÐÚ Ø × ÔÖÓ Ð Ñ×¸ Û ÔÖÓÔÓ× Ø Î ´Î ×Ù Ð ÓÑÔÙØ Ö ÓÑÑÙÒ Ø ÓÒµ Ñ Ø Ó ½¼ ¸ Ò Û Ñ Ö Ö × ×ÔÐ Ý ÓÒ ÓÑÔÙØ Ö × Ö Ò¸ Ò Ø ÓÐÓÖ Ó ÓÑÔÓÒ ÒØ Ó Ø Ñ Ö Ö × Ò ÛØ Ò ÖØ Ò Ø Ñ ÒØ ÖÚ Ðº ÐØ ÓÙ Ø ÐÓ Ø ÓÒ Ò ÓÖÑ Ø ÓÒ × Û ÐÐ × × Ú Ö Ð ÝØ × Ó Ø Ò Ó Ø Ò Ý ÓÑÔÙØ Ö Û Ø ÑÖ Ý Ù× Ò Ø × ×Ý×Ø Ñ¸ Ø ÔÖ Ú ÓÙ× Î × ÔÖÓ Ð Ñ Ø Ñ Ö Ö ×ÔÐ Ý ÓÒ ÓÑÔÙØ Ö × Ö Ò Ó ÙÔ × Ø ×Ö Ò Ö Ò ÓÑ × Ò Ó ×Ø Ð ÓÖ Ø Ù× Ö ØÓ ÙØ Ð Þ Ø ÓÑÔÙØ Ö × Ö Òº Ì Ö ÓÖ ¸ Ò Ø × Ô Ô Ö¸ Û ÜØ Ò Î ØÓ Ñ Ñ Ö Ö ØÖ Ò×ÐÙ ÒØ Ò ØÓ Ò Ð Ñ Ö Ö ØÓ ÑÓÚ ÙØÓÒÓÑÓÙ×ÐÝº ÁÒ Ø ÓÒ¸ Û Ú ÐÙ Ø Ø Ô Ö ÓÖÑ Ò Ó Ø ÜØ Ò Î º ×ØÖ Ø 近年，仮想物体を現実空間の画像に重ね合わせ ÈË や地磁気センサなどのセンサ類を用いる研究が数多く行われている ¿¸ ．さらに最近では，画て提示する，拡張現実空間に関する研究が盛んに像処理を用いて位置情報を得る研究が注目されて行われているいる ½ はじめに ¾ ．これらの研究では，正しい位置．画像処理を用いると，位置情報を求めるに仮想物体を表示するために，現実空間を撮影す際に用いる画像と同じ画像をユーザが使用するたるカメラの位置や方向を正確に検出することが重め，見かけ上の位置精度を高くできる．この手法要になる．このような情報を取得する研究として，では，マーカを実空間のさまざまな場所に貼り付 ½ 図 ½ Î 利用状況の例図け，カメラで撮影したマーカの大きさや傾きなど M> M> ? ³L ; ; ; ~ は，マーカは紙に印刷したものを用いるのが一般 ; 的であり，そのためマーカの移動は手で行わなけ í ればならなかった．さらに，マーカを識別するため ¾ 次元のバーコードであ ~ ~ í ~ í ; í ¨l·z ¥^ 図を印刷する研究もあるが，マーるマトリックス仮想物体の合成例 ¨l·z からカメラの位置や方向を算出する．従来研究でに，マーカの中に数字や ¾ ¿ ~ ; ~ _ M> ¨l·z ; ~ í ; ~ í ¨l·z コーディングの例カで表現できる情報は数バイト程度であり，また他の情報を隠さないように，使われない領域へ自動的に内容を変更できないという問題があった．律的に移動するようマーカを拡張した． ¾ そこで，筆者らはコンピュータディスプレイ上にマーカを表示し，一定の時間間隔で表示色を変化 Î ×Ù Ð ÓÑ¹ ÔÙØ Ö ÓÑÑÙÒ Ø ÓÒ）方式を提案した ½¼ ．Î させて任意の情報を表現できる Î 図（ラで撮影している．手前のノートパソコンはマーカの色の変化を撮影し，カメラ画像を解析してマーマーカから理想的には任意長のデータが得られる．カとカメラの相対的な位置関係を算出する．さらの利用環境として，生活空間に同時に，マーカが表現している情報を読みとる．のいたるところにコンピュータが存在し，誰でも図自由に利用できるユビキタスコンピューティングル名の仮想物体を合成した例を示す．その他にも，ネルや，電車の中や駅前にあるようなディスプレ商店街などで店頭にあるディスプレイに表示され ÍÊÄ を読み取り，ホームページを表示する，人が身につけたマーカから ¹Å Ð アドレイにマーカを表示し，マーカの位置情報とともに， ÍÊÄ など，場所に依存した情たマーカから報を手軽に提示できる．現状では，街角やオフィスに Î スを読み取る，会議の際にスクリーンに投影したのマーカを自由に表示できるようなディス Î プレイは存在しないため，マーカから資料ファイルのあるパスを知るといっを利用するためにた利用方法が考えられる．は通常のコンピュータデスクトップに用いられて ¾º½ いるコンピュータディスプレイにマーカを表示することが考えられる．しかし，従来の Î ¾ に，画像処理によって得たマーカの位置と傾きの情報をもとに，マーカから読み取ったファイ環境を想定している．街角に設置されたタッチパ近くに存在する店のカメそれを手前のノートパソコンに付属したマーカとカメラの位置関係が得られると同時に， Î ½ では，左奥にあるコンピュータディスプレイ上にマトリックス状のカラータイルを点滅させ，を用いることで，マーカを写したカメラ画像から，本研究では， Î では，マーカのコーディング ¿ マーカのコーディングの一例として，図に示すディスプレイ上にマーカを表示すると，画面の大コーディング方法を説明する．本稿では，図のよう部分を占有し，他の情報を隠してしまう，画面内な × のの移動はユーザが明示的に行う必要があるなどのス状のマーカを利用する．このマーカを一定時間問題があった．間隔で変化させ，色の変化の差分を用いてデータ ½ 個のブロックに分割したマトリックを表現する．隅のブロックをロケータ部と呼び，本稿では，これらの問題を解決するような，目立 ¾ つが組になって一定時間間隔で交互たなく邪魔にならないマーカを実現するため，マー対角線上のカを半透明にした．さらにディスプレイ上にあるに白黒と点滅することでマーカの境界を示す． ¾ ロケータ部以外のブロックをデータ部と呼ぶ．第 ½ ビットから第ビットの個のブロックをコーディングするのに ½ 色を用いれば，一度の色の変化で ½ バイトの情報を，¾ 色でコーディングし，¾ 色が重なった色も含めて合計 ¿ 色を用いれば ¾ バイトの情報を表せる．½ 色コーディングのときには，½ （）：元の画像図バイト送信ビットを反転させる．パリティビットはエラーのチェックに利用する．データの送信を開 ¿º¾ 始，終了するときには，それぞれ送信開始ビット，マーカの移動マーカをディスプレイ上で使用しない領域に表送信終了ビットを反転させる． ¾º¾ （）：差分画像半透明にしたマーカの例示すれば，それほど邪魔にならないことが想定される．通常のコンピュータデスクトップの場合に，マーカの検出方法使用しない領域がどこであるか推定するための条受信側のコンピュータは，マーカの変化と同じ件として，次のようなものが挙げられる．間隔で画像を取り込み，前のフレームで取り込んを計算し，色情報を読み取る．色情報からマーカ ¯ ユーザによる指定 ¯ マウスカーソルの位置 ¯ アクティブウィンドウの位置 ¯ キャレットの位置 ¯ 文字や画像の位置の表現しているデータを得る．さらに，画像中のこれらの条件の中で，文字や画像のある位置をロケータ部の座標を用いてマーカとカメラの間の検出するためには，デスクトップ画像をキャプチャ．し，画像処理を行う必要がある．しかし，今回はだカメラ画像との差分画像を作成する．これを適当な閾値で色ごとに二値化し，二値化した画像から連結白領域を取り出し，マーカの隅を検出する．検出したロケータ部をもとにマーカ内の座標距離や傾きを求め，法線ベクトルを算出する ¿ Î 実時間でマーカの表示位置を決定する必要があり，の拡張方針本研究では，従来の Î 画像処理に時間がかかるこの方法は用いない．そに対し，以下のようなこで，実時間で処理でき，自律的にマーカの位置 ¯ マーカを半透明にする． ¯ マーカをユーザが使用していないディスプレイを変更できるよう，マウスカーソルの移動履歴と方針で拡張した．アクティブウィンドウの位置とサイズ，キャレット位置の領域へ移動させる．スプレイ領域を推定することにした．さらにこれらを組み合わせることで，より目立処理を簡単にするため，ディスプレイ領域をいたなく，邪魔にならないマーカが実現できる． ¿º½ ¿ つの条件から現在使用されていないディくつかのブロックに分割し，それぞれのブロックについて使われる可能性 È を求め，この値の低いマーカの半透明化位置にマーカを表示する．マーカを半透明にすることで全体的に色が薄くマウスカーソル：ÈÑ なり目立ちにくくなる．さらに，これまで不可能 Ø とし，時刻 Ø における ÈÑ を ÈÑ であったマーカの下に隠れている部分が見れるよ ¡Ø ごとに利用可能性を計算する．これまでの履歴のうち，うになる．デスクトップ上にマーカを表示した場最近の情報を重視するように，合では，マウス情報を透過させることで，マーカ ÈÑØ ごしのウィンドウ操作が可能になる． ÛÈÑØ ¡Ø ´¼ Û ½µ と Û をかけ，時間が経つにつれて ÈÑ を単調は半透明なマーカを撮影した様子である．図（）ディスプレイ左下にマーカを表示しているが，あに減少させる．マウスカーソルと重なっていまり目立たないことが確認できる．しかし，適切るブロックには，使用可能性を高くするため， ¡ÈÑ を，その近傍のブロックには ¡ÈÑ ¾ を加える．¡ÈÑ は，¼ から ½ の値をとるように，ÈÑ ½ のときは ÈÑ ½ とする．な閾値を選択することで，図（）のような見た目よりはっきりした差分画像が得られ，従来のアルゴリズムでも正しくマーカを検出できる． ¿ （）：デスクトップ図（）：利用可能性利用可能性の計算結果アクティブウィンドウ：ÈÛ ÈÛ は，ÈÑ と同様に，Û によって一定時間間隔で単調に減少し，アクティブウィンドウに覆われているブロックには ¡ÈÛ を加え，アクティブウィンドウと一部重なるブロックには ¡ÈÛ ¾ を加える．図は，ÈÑ と同様に，Û によって一定時間間隔で単調に減少し，キャレットが乗っているブロックには ¡ ¾ ¡È を，その近傍のブロックを加える．には È この ÈÑ ，ÈÛ ，È を適当な割合で加えて È を算出する．それぞれの割合を表す変数 Ö を用い，È · ÖÛ · Ö ½）．あるブロックが使用される可能性は È が ½ に近いほど高く，¼ に近いほど低いことを意味する． ÖÑ ÈÑ · ÖÛ ÈÛ · Ö È とする（ÖÑ のようにウェブページを参照し例えば，図（）ながら文章を書くとき，使用可能性は，ÈÑ ，ÈÛ ， È を同じ割合で加えて算出すると，図（）のようでは使用可能性 È を高さ軸にしてになる．図（）おり，交互にアクティブになる ¾ つのウィンドウの部分が全体的に高くなり，それに加えてマウスカーソルやキャレットのあった部分が高くなっている．マーカ検出の画像処理には差分画像を用いていマーカが移動する様子際にデスクトップ上で作業した場合の情報を元に，シミュレートした結果である．画像中の数字は時間の変化を意味し，現在の位置を ½ とした．アクティブウィンドウが移動するとマーカがそれを避けるように移動していることが確認できる．キャレット：È È 実装マーカをディスプレイ上に表示するプログラム È ¹ ½ （È ÒØ ÙÑ¾ ¼¼ÅÀÞ，メモリ ½¾ Å ）で Ï Ò ÓÛ× 上に Î ×Ù¹ Ð × º¼ を用いて実装した． º 型の液晶ディスプ ¾ レイ上に解像度 ½¼¾ ¢ ¼ ピクセル，色は Ê は，ソニー社バイオノートビット（各色ビット）を用いてマーカを表示した．各色の階調は ¾ である．マーカを検出するプログラムは，ソニー社バ È ¹ ½ÎÂ（ ÖÙ×Ó ¼¼ÅÀÞ，メモリ ½¾ Å ）で，Ï Ò ÓÛ×Å 上に Î ×Ù Ð × º¼ で実装し，画像処理には Î ×Ù Ð ··を用いた．カメライオノートカメラはこのノートパソコンに付属している ½ を使用した．カメラは画素をした º½ Ê ¾ ビットで表 ½ ¼¢½¾¼ ピクセルの大きさの画像を撮影する．マーカの半透明化ディスプレイ上に，透明度 « を用いて，全てのピクセルで色ごとに以下のように画素値を計算し， Ê るため，突然マーカが離れた位置に移動すると正半透明のマーカを重ね合わせた．しく検出できない．そこで，どこにマーカを移動色は Ê，， × ¢ ´½ させるかが決まれば，次にマーカの移動経路と速度が問題になる．移動する方向は，移動先への最それぞれの階調で表示されるものとする． « µ · ¢ ½ ½ ´ ¾ Ê « µ 短経路全てについて，経路上の使用可能性を足しここで，はディスプレイに表示する画素値，は合わせ，合計が最小の方向とする．経路は一定距マーカの下に表示されている背景の画素値，× は重離進むごとに再計算し，マーカは常に最小の利用ね合わせるマーカの画素値である．実装した環境可能性の部分へ移動しようとする．では Ê いずれも ¾ 階調なので，« が ¼ ¾ のとに示す．これはマきはマーカは全く見えず，« がのときはマーカのウスカーソル（図中右上の曲線），アクティブウィンみが表示されて背景は全く見えないことになる．マーカが移動する様子を図ドウ（右側の長方形），キャレット（右中央の直線）の位置からマーカの表示位置（左上の正方形）を，実これまで Î で情報が正しく得られない場合は，ロケータ部とデータ部の区別ができずロケー Mû¡ M +Ò c¤·¸| c¤·¸| 図 :ÿ 透明度とエラー率の関係（青色の背景）図で，ロケータ部をデータ部より少し濃く表示し，読み取り精度の向上を図ることにした．差分画像にピクセルで表示で ½¾º½ 型のディスプレイを持つソニー社バイオ ¹Ê ¼ ）を用いた．マーカの移動速度ノート（È は ½ つのマーカの幅の ½ とした．使用可能性 È は，画面上を ½ ¢½¾ のブロックに分けて算出した．マーカの大きさは ¾ ¢¾ ピクセルとした．きる評価実験性能 º½ 拡張した Î :ÿ c¤·¸| Mû¡ ½¼¾ ¢ 易になるので，閾値を厳密に選ぶ必要がなくなる．実装には，解像度おいて，ロケータ部がはっきり読み取れ，検出が容マーカの移動透明度とエラー率の関係（緑色の背景）タ部の検出に失敗していることが多かった．そこ º¾ Mû¡ M +Ò ·zñ1Xÿ 図透明度とエラー率の関係（ロケータ部を濃く表示した場合）次第に上げていき，どこまで上げられるのか調べた．マーカのコーディングは青一色と，青と赤を用いた場合について実験した．閾値は透明度を変化させるごとに最適な固定の値を手動で選択した．結果は，背景が青色の場合が図，背景が緑色のとなった．これらのグラフより，透明場合が図度を上げていくと青と赤を使った場合は，図の評価実験を行った．実験では ÁÈ アドレスを想定したランダムな文字の文字列は透明度 ¼ を，図では透明度 ½ ¼ を超えると，エラー率が高くなり，青一色でコーディングした ½ ¼ を超えると，を用いてエラー率を測定した．マーカが表示する場合は，どちらの背景でも透明度情報をカメラで撮影して解析して，得られた文字エラー率が高くなることが分かった． ½ で列がビットでも誤っていた場合をエラーとし，そロケータ部をデータ部より濃く表示した場合のの割合をエラー率とした．マーカの色の変化とカ実験結果を図に示す．ロケータ部の透明度はデーメラで画像を取り込むタイミングによって精度がタ部よりも変わるため，つの文字列を表示し終えるたびにラ青一色でコーディングした場合のものである．背ンダムな時間マーカを停止させた．マーカとカメ景は緑色にした．ロケータ部をデータ部より濃くラの間の距離や角度とエラー率の関係については表示したことで，図と比較すると，透明度 ½ すでに実験を行っておりもエラー率が低かった，この実験において最 ¼ Ñ の距離にマーカとカメラを設置し，コーディングには青一色と，青と赤 ¾¼¼ ミリそれぞれ ½ 色に秒とした．カメラ画像の色は Ê つき ¾ 階調で表され，画像処理における閾値は ¼ から ¾ の間の値を取る．実験は屋内で行った．を用いた．マーカの色が変化する間隔はら ¾¼ 下げた値を用いた．結果はマーカを ½¾¼ か ½ ¼ では ½¼±以上エラー率が低くなっている．マーカの移動とエラー率の関係 º½º¾ マーカの移動中もマーカを認識できるか調べる ½ ため，フレームでのマーカの移動距離とエラー率の関係を調べた．閾値は以前の実験で最もエラー調べるため，透明度とエラー率の関係を調べた．背 ½¼¼，青 ½ ¼，緑 ½ ¼ に固定した．実験結果は図 ½¼ のようになった．横軸が ½ フレーム（¾¼¼ ミリ秒）におけるマーカの移動速度で，単位はピクセルである．½ フレーム間におけるマーカの移動距離が ½ ブロックの幅の約 ½ ¿ である ¾ ピク景は無地で青色と緑色を用いた．透明度をセルより小さい場合は，移動しない場合と比較し º½º½ 透明度と背景の影響マーカを半透明にしても，正しく検出できるか ¼ から率の低かった赤表 ½ マーカの状態と手動で移動させた回数マーカの状態不透明固定不透明移動半透明固定半透明移動 c¤·¸| Mû¡ M +Ò ½¼ `/B jv¦ 図マーカのエラー率の関係 ½ フレーム間における移動距離とれの場合について約 ½ 平均移動回数 º 回 ¿º 回 ¿º¾ 回 ½º 回分間マーカを表示し，実験中にマーカが邪魔になり，何回手動で移動させたかを調べた．マーカの色が回変化するごとに一回，マウスカーソル，アクティブウィンドウ，キャ ၾႂ Ʀ ೐ ႇႲ ƫƪ* Ⴛ჋ Ʀ i #ƨ ƨၺ 図レットの位置を調べた．被験者はパソコンを日頃からよく使っている ¾¼ 代の男性人であり，普段どおりにコンピュータを使用してもらった． ½ 結果は，表のようになった．結果より，不透明より半透明の方が，固定より自律移動の方が移動 ½½ させる回数が減っている．マーカを提案する方法マーカと作業領域が重なった割合てエラー率が同程度であるが，それよりも大きくで拡張することは，ユーザの作業の邪魔になるこなるとエラー率が高くなることが分かる．とを防ぐ上で効果があるものと考えられる． º¾ 考察マーカの自律的な移動マーカを自律的に移動させた場合に，使用している領域とマーカがどれだけ重なるかを確認する ½ È ½¼¾ ¢ ピクセル）を使用し，½ 秒おきにマウスカーソルとアク実験を行った．約時間（解像度ティブウィンドウ，キャレットの位置を取り，マーカの表示位置を算出した．実験結果は図し，ÖÑ Ö ½½ のようになった．¡È ¼ º½ マーカの半透明化と精度実験結果から青一色でコーディングした場合は， ½ ¼ 程度まで上げられることが分かった．透明度が ½ ¼ より大きくなると，全体的にマーカ透明度をの色が薄くなり，検出や色情報の読み取りが困難になる．青と赤を用いた場合，透明度の高いとこととした．横軸は ÖÛ を表し，縦軸はマーろでは，赤が非常に暗くなり赤の色情報が読み取れていなかった．背景の色が緑の場合の方が青のカとマウスカーソル，アクティブウィンドウやキャ場合よりもエラー率が低く，背景で用いられていレットが重なった割合を表す．アクティブウィンドない色でマーカをコーディングした方がエラーがウがデスクトップである場合や，マーカを表示する少なくなることが分かった．ロケータ部をデータ余地がない程大きい場合は，マーカをどこに表示部より少し濃く表示した図しても重なるので，そのような場合は除いている． ¿ 結果より，つの条件を合わせて使用可能性を求では，そうでない図よりエラー率が少し下がっている．差分画像においてデータ部が全体的に暗くなり，ロケータ部のめると，マウスカーソル，アクティブウィンドウ，検出が容易になるためである．この拡張によって，キャレットのいずれともマーカがあまり重ならないロケータ部の透明度をことが分かる．また Ö や Û を調節することで，重なる割合を低く抑えられることが分かった． ¾¼ 下げても見た目はほとんど変わらないが，精度が向上することが分かった．今後，背景の色から動的にマーカに使用する色拡張したマーカのユーザによる評価を選ぶことで，エラーを少なくしたい．また，影マーカをディスプレイに表示し，半透明にした響を受けにくい背景の領域を選んでマーカを表示り，自律的に移動させた場合，ユーザがどのようにする方法も，エラーを減らすために有効である．感じるかを調べた．実験は，マーカが不透明の場マーカを半透明にすることで，背景が激しく変合と半透明の場合，固定の場合と自律的に動く場化したときに，差分画像にその変化が現れ，マー合を組み合わせ，不透明固定，不透明移動，半透明カを検出できない可能性が生じる．マーカの形状固定，半透明移動の通りについて行った．それぞが正方形から大きく歪んでいる場合，読み取った º¿ 表 ¾ データの繰り返し受信回数とエラー率繰り返し回数（回）エラー率（±） ½ ¾ ¿ ¾½ ¿ ¼ ½¼ ¼ 動できることが分かる．しかし，アクティブでないウィンドウを参照しながら，別のウィンドウで結果は無視するなどの対策が必要になる．文章を書くような場合，参照しているウィンドウの上にマーカが移動する可能性があるため，Û やマーカの移動と精度 º¾ ½ 実験結果からフレームにおける移動の幅がマー ½ カのブロックのれほど重ならずに，使用しない領域へマーカを移 ½ ¿ よりも大きくなると，エラー ¡È の値を調節する必要がある．常にウィンドウをフルサイズにするユーザの場合，マウスカーソル率が高くなることが分かった．画像処理に差分画とキャレット位置のみからマーカの表示位置を決像を使っているため，マーカの移動が速すぎ前回定するため，邪魔になる位置にマーカが移動するのフレームと重なる部分が少なくなると，マーカ可能性がある．この場合，文字や画像の場所情報の検出が困難になるためである．を利用することが必要になる．文字や画像はユビこの実験により，マーカがどの程度の速度で移動できるのか分かったので，マーカの移動中に，その内容を読み取るような応用が可能になった． º¿ Î 現在の Î の性能 ¾¼±程ではエラー率が低い部分で，キタスディスプレイにおいてもユーザが特に注目する部分になると考えられる．ユーザによる評価 º º¿ 節で述べた実験の後に被験者にマーカに関するアンケートを行った結果．半透明化については，度である．この程度の精度ならば，数回繰り返し肯定的な感想が得られたが，自律的な移動につい同じデータを読み取り，何回分かのデータを比較ては，特に文章を読んでいるときに，注目していすることで，短い情報ならばマーカから正しく読る部分をマーカが横切ると邪魔になるという意見み取れる．表は，バイトの同じデータを繰り返があった．これに対しては，文字や画像の場所情し読み取り，その中で最も数の多いデータを正し報を利用すれば，改善できると考えている．また，いデータとした場合に，どの程度エラー率が下が隅のみにマーカを表示したいという意見もあり， ¾ ¾ るかを実験した結果である．表に示すように，約ディスプレイの用途によるアルゴリズムの変更がのエラーがある場合でも回繰り返し読み取れ必要であることが分かった．さらに，マーカが動く ½ ば，ほとんどエラーがなくなることが分かる． Î ÍÊÄ や ÁÈ アドバイトの ÁÈ アドレで利用を想定しているのはレスといったデータである．ことによって集中力が失われるという指摘もあり，マーカでデータ中断の情報を伝えて，使用可能性の低い位置に移動させた後，再開するなどの対策スを回繰り返すのには秒かかる．マーカを数秒が必要になる．その他に，タスクバーの上にマーカ間カメラの前で静止させるようなアプリケーショがあると特に邪魔だという意見もあった．使用可ンでは，この程度の性能でも十分だと考えられる．能性 ÈÛ を求めるときに，タスクバーの位置と大き º マーカのコーディングさも参考にするなど，ユビキタスディスプレイ上本稿で説明したコーディング方法では，マーカで常に見えていることが重要なコンテンツとマーの一部が隠れる場合や，マーカの上下が入れ替わっカが重ならないようにする必要がある．このようた場合には対処できない．これらの問題点を解決なコンテンツとしては，ヘルプを起動するためのするようなコーディング方法も考えられるが，実アイコンなどが考えられる． ½ 際のデータ以外の情報が増えるため，度の点滅で伝える情報量を現在と同等にするならばマーカのサイズが大きくなる，マーカのサイズを現在と同等にするならば一度の点滅で伝えられる情報量が減るなどの問題があり，本稿では扱っていない． º マーカの自律的な移動実験結果より，提案手法を用いると，マウスカーソルやアクティブウィンドウ，キャレット位置とそハイブリッドなセンサ º 拡張現実感の分野で，位置情報を得るための方法として，画像処理とセンサ，あるいは複数のセンサを組み合わせた研究が行われている ¸ ½½ ．Î でも他のセンサと組み合わせることで位置情報の精度を向上させたり，センサでカメラの移動を測定し画像中のマーカ位置を予測することで，画像処理速度を向上させることが期待できる．関連研究 º Ý Ö Ó ¸ 赤外線 Ä ÐÐÓÓÒ Ì ½ などがある． Ý Ö Ó 関連研究として，を用いるでは紙のマトリックス状のマーカをカメラで撮影し，画像を解析して Á を読み取り，対応するコンピュータ上の情報を利用できる．紙のマーカを用いるので Î 参考文献 ½ 青木恒カメラで読み取る赤外線タグとその応用¸ インタラクティブシステムとソフトウェア ÎÁÁÁ （日本ソフトウェア科学会 ÏÁËË ¾¼¼¼） ¸ 近代科学社¸ ÔÔº½¿½ß½¿ ´¾¼¼¼µº ¾ ÞÙÑ ¸ Êº： ËÙÖÚ Ý Ó Ù Ñ ÒØ Ê Ð ØÝ¸ ÈÖ × Ò Ì Ð ÓÔ Ö ØÓÖ× Ò Î ÖØÙ Ð ÒÚ ÖÓÒ¹ Ñ ÒØ×，ÎÓÐº ¸ ÆÓº ¸ ÔÔº¿ ß¿ ´½ µº ¿ ÞÙÑ ¸ Êº¸ ÀÓ«¸ º¸ Æ ÐÐÝ ÁÁÁ¸ Àº¸ Ò Ë Ö¹ ØÝ¸ Êº： ÅÓØ ÓÒ¹ËØ Ð Þ ÇÙØ ÓÓÖ Ù ¹ Ñ ÒØ Ê Ð ØÝ ËÝ×Ø Ñ¸ ÈÖÓ º Ó Á ÎÊ ³ ¸ ÔÔº¾ ¾ß¾ ´½ µº よりも手軽にマーカを利用できるが，表現できる情報量は数バイト程度である． ÐÐÓÓÒ Ì では赤外線 Ä を撮影したカメラの画像からタグの位置を解析し，その情報を読み取る．本稿では，マーカを目立たなくするために，半透明にしたが， ÐÐÓÓÒ Ì 出口光一郎センシング／認識シリーズ第画像と空間¸ 昭晃堂 ´½ ½µº では目に見えない赤 ÀÓÐÐ Ö Ö¸ Ìº¸ Ò Ö¸ Ëº¸ Ò È ÚÐ ¸ Âº： Ë ØÙ Ø Ó ÙÑ ÒØ Ö × Ñ Ò ÅÙÐØ Ñ ÈÖ × Ò¹ Ø Ø ÓÒ× Ò Ø Ê Ð ÏÓÖÐ ¸ ÈÖÓ º Ó Ì Ö ÁÒ¹ Ø ÖÒ Ø ÓÒ Ð ËÝÑÔÓ× ÙÑ ÓÒ Ï Ö Ð ÓÑÔÙØ Ö× ´ÁËÏ ³ µ¸ ÔÔº ß ´½ µº 外線領域を用いている．比較すると，クロック信号を利用するのでデータ通信速度によらない情報送受信が可能であり，目立たないという利点があるが，データ送信速度が遅いという問題がある．さ岸野泰恵¸ 塚本昌彦¸ 坂根裕¸ 西尾章治郎コンピュータディスプレイを用いたビジュアルマーカ（マルの実現¸ 情報処理学会シンポジウムシリーズ ¸ チメディア¸ 分散¸ 協調とモバイルシンポジウム）らに，アプリケーションで用いるカラー画像は別に取得する必要がある．ユーザにとってもマーカを認識できず，カメラでマーカを捉えにくい．また，電波無線タグを用いる研究 ½¾ も，目立た ÎÓÐº¾¼¼½¸ ÆÓº ¸ ÔÔº¾ ß¾ 確な距離や角度が取得できないという問題がある．まとめ Ê ÑÓØÓ¸ Âº Ò Ý Ø×Ù ¸ º： Ý Ö Ó ： × ÒÒ Ù Ñ ÒØ Ê Ð ØÝ ÒÚ ÖÓÒÑ ÒØ× Û Ø Î ×Ù Ð Ì ×¸ ÈÖÓ º Ó Å × ÒÒ Ù Ñ ÒØ Ê Ð ØÝ ÒÚ ÖÓÒÑ ÒØ× ´ Ê ¾¼¼¼µ ´¾¼¼¼µº 本稿では，半透明で自律的に移動するビジュアルなマーカを実現した．さらに，評価実験を行い，その性能を調べた．今回提案した方式は，主に通常のコンピュータデスクトップを利用してマーカ ËØ Ø ¸ º¸ À ÖÓØ ¸ º¸ Ò¸ º Ìº¸ ÖÖ ØØ¸ º¸ Ò Ä Ú Ò ×ØÒ¸ Åº： ËÙÔ Ö ÓÖ Ù Ñ ÒØ Ê Ð ØÝ Ê ×ØÖ Ø ÓÒ Ý ÁÒØ Ö Ø Ò Ä Ò Ñ Ö ÌÖ Ò Ò Å Ò Ø ÌÖ Ò ¸ Å ËÁ Ê ÈÀ ³ ¸ ÔÔº ¾ ß ´½ µº を表示することを想定するものであり，将来ユビキタスディスプレイを利用できるようになるまでの間は特に有効であるものと考える．今後の課題として，画像処理に用いる閾値を自 ½¼ 塚本昌彦実空間利用のためのビジュアルなコン（モーピュータ間通信方式¸ 情報処理学会研究報告 ¸ バイルコンピューティング研究会 ¾¼¼¼¹Å Ä¹½¾）向上させることが挙げられる．性能を向上させる ÎÓÐº¾¼¼¼¸ ÆÓº½ ¸ ÔÔº¾ ß¿¾ ´¾¼¼¼µº ためには，例えばカメラで画像を撮影する速度を ¾ 倍以上にする必要がある．謝辞本研究の一部は，日本学術振興会未来開拓学術研究推進事業における研究プロジェクト「マルチメディア・コンテンツの高次処理の研究」（プロジェクト番号：ÂËÈË¹ Ê Ì È¼¼ ¼½），文部科学省科学技術振興調整費研究課題「モバイル環境向 È¾È 型情報共有基盤の確立」，お）½¿¾¾ ¼ ）によってよび，文部科学省特定領域研究（（いる．ここに記して謝意を表す． ´¾¼¼½µº È Ö ¸ Âº¸ Â Ò ¸ º¸ Ò Æ ÙÑ ÒÒ¸ Íº： Î × ÓÒ¹ × ÈÓ× ÓÑÔÙØ Ø ÓÒ ÊÓ Ù×Ø Ò Ù¹ Ö Ø Ù Ñ ÒØ Ê Ð ØÝ ÌÖ Ò ¸ Á ÁÒØ Ö¹ Ò Ø ÓÒ Ð ÏÓÖ × ÓÔ ÓÒ Ù Ñ ÒØ Ê Ð ØÝ¸ ÔÔº¿ß ½¾ ´½ µº ないという利点があるが，タグと受信機の間の明動的に選択する手法の実現や，読み取りの性能を巻 ½½ ÓÙ¸ Ëº Ò Æ ÙÑ ÒÒ¸ Íº： Ù× ÓÒ Ó Î × ÓÒ Ò ÝÖÓ ÌÖ Ò ÓÖ ÊÓ Ù×Ø Ù Ñ ÒØ Ê ¹ Ð ØÝ Ê ×ØÖ Ø ÓÒ¸ Á Î ÖØÙ Ð Ê Ð ØÝ ¾¼¼½¸ ÔÔº ½ß ´¾¼¼½µº ½¾ Ï ÒØ¸ Êº¸ × Ò¸ Èº Ãº¸ Ù Ö¸ º¸ Ò À ÖÖ ×ÓÒ¸ Äº º： Ö Ò È Ý× Ð Ò Î Ö¹ ØÙ Ð ÏÓÖÐ × Û Ø Ð ØÖÓÒ Ì ×¸ ÈÖÓ º Ó Å ÓÒ Ö Ò ÓÒ ÀÙÑ Ò ØÓÖ× Ò ÓÑÔÙØ Ò ËÝ×¹ Ø Ñ×´ ÀÁ ³ µ¸ ÔÔº¿ ¼ß¿ ´½ µº