研究部門の業績

情報メディア教育研究部門
Informedia Education Research Division


1.部門スタッフ

教授 竹村治雄
略歴:1982年3月 大阪大学基礎工学部情報工学科卒業、1984年3月 大阪大学大学院基礎工学研究科博士前期課程物理系専攻修了。1987年3月 大阪大学大学院基礎工学研究科博士後期課程物理系専攻単位取得退学。同年4月 株式会社国際電気通信基礎技術研究所入社(ATR)、エイ・ティ・アール通信システム研究所勤務。1992年4月同主任研究員。1994年4月奈良先端科学技術大学院大学情報科学研究科助教授。2001年4月より大阪大学サイバーメディアセンター情報メディア教育研究部門教授。IEEE、ACM、SPIE、電子情報通信学会、情報処理学会各会員、日本バーチャルリアリティ学会、ヒューマンインタフェース学会各会員。1987年工学博士(大阪大学)。

助教授 清川 清
略歴:1994年3月 大阪大学基礎工学部情報工学科退学。1998年6月 奈良先端科学技術大学院大学博士後期課程修了。同年日本学術振興会特別研究員。1999年4月 郵政省通信総合研究所研究官。2001年7月より2002年6月まで米国ワシントン大学ヒューマンインタフェーステクノロジ研究所客員研究員。2002年10月より大阪大学サイバーメディアセンター情報メディア教育研究部門助教授。通信総合研究所招聘研究員。博士(工学)。電子情報通信学会、情報処理学会、日本バーチャルリアリティ学会、ACM各会員。

講師 中澤篤志
略歴:1997年3月大阪大学基礎工学部システム工学科卒。1999年3月大阪大学基礎工学研究科システム科学分野修士課程修。2001年3月 大阪大学基礎工学研究科システム科学分野博士課程博士取得退学。2001年4月科学技術振興事業団(東京大学生産技術研究所)研究員。2003年3月大阪大学サイバーメディアセンター情報メディア教育研究部門講師。IEEE Computer Society、 情報処理学会、日本ロボット学会、ヒューマンインタフェース学会各会員。

助手 桝田秀夫
略歴:1992年3月 大阪大学基礎工学部情報工学科卒業、1994年3月 大阪大学大学院基礎工学研究科博士前期課程物理系専攻修了、1998年3月 大阪大学大学院基礎工学研究科博士後期課程物理系専攻修了。博士(工学)。1998年4月 大阪大学情報処理教育センター助手、2000年4月 大阪大学サイバーメディアセンター情報メディア教育研究部門助手。電子情報通信学会、情報処理学会 各会員。

助手 小川剛史
略歴:1997年大阪大学工学部情報システム工学科卒業。1999年同大学院工学研究科博士前期課程修了。2000年同研究科博士後期過程中退後、大阪大学サイバーメディアセンター情報メディア教育研究部門助手となり、現在に至る。グループウェア、バーチャルリアリティ、オーグメンティッドリアリティ、モーバイルコンピューティングに興味をもつ。情報処理学会、電子情報通信学会、日本バーチャルリアリティ学会各会員。

助手 町田貴史
略歴:1998年大3月阪大学基礎工学部情報科学科卒業。2000年3月奈良先端科学技術大学院大学情報科学研究科博士前期課程修了・2002年3月奈良先端科学技術大学院大学博士後期課程退学。2002年4月大阪大学サイバーメディアセンター情報メディア教育研究部門助手。コンピュータグラフィックス、コンピュータビジョン、バーチャルリアリティ関係の研究に従事。電子情報通信学会、日本バーチャルリアリティ学会各会員。

2.教育および教育支援業績

2.1 教育用計算機システムの豊中教育実習棟への移転

 豊中教育研究棟の新営に伴い、教育実習棟、豊中データステーション、附属図書館本館に分散配置されていた情報教育教室を豊中教育研究棟に集約した。このため、多数の端末を9月下旬から10月上旬の短期間に移設した、また、従来豊中教育実習棟の3階に設置されていたサーバ計算機群も、新棟の地下計算機室に移転した。これにより豊中新棟の自家発電装置が利用可能となり、豊中地区が停電の場合でも、吹田地区の情報教育システムにたいしてサービスを提供することが可能となった。

2.2 情報処理教育環境の維持・管理

 安定したシステム運用を図るために、年度当初よりVine-Linux2.1.5をシステムのOSとして採用した。
 また、従来の授業支援システムに加えて、WebCTによる授業支援サービスを試験的に実施した。このため、8月にはWebCT講習会をファカルティディベロップメントの一環として実施し、WebCTを用いたコース管理についてのトレーニングを行った。
 また、数式処理ソフトウェアとして、従来から導入しているMathematica に加えてMapleを導入した。
 従来から改善の要望の多かった統合オフィスソフトウェアについては、現在利用しているApplixWareに加えて、OpenOfficeならびにStarSuiteの利用の可能性を検討した。その結果、フォントの取り扱いに優れたStarSuiteを採用するのが妥当との結論を得たが、導入にはカーネルのバージョンアップが必要となるため、年度末にバージョンアップを実施して導入することとした。

2.3 授業担当

 共通教育の情報処理教育科目のうち「情報活用基礎」(桝田、小川、町田)、「情報探索入門」(清川、町田)および「情報社会と倫理」を分担した。そのほか、共通教育科目の基礎セミナー「UNIXプログラミング入門」を部門各教官が担当した。
 学部・研究科の専門科目では、基礎工学部「マン・マシンインタフェース論」、基礎工学研究科「ヒューマンインタフェース論」を竹村が、情報科学研究科の「システムインタフェース設計論」を竹村・清川が担当した。

3.研究概要

 本部門では、高度情報教育および計算機の利用者インタフェースに関する種々の研究を実施している。高度情報教育に関するものとしては、具体的には、高度情報教育の実施方法、教育システムの構成方法ならびに維持管理手法に関する研究を実施している。
 計算機の利用者インタフェースに関するものでは、3次元コンピュータグラフィックス技術を利用したインタフェースに着目各種研究を実施している。具体的には、複合現実感に関する研究として、3次元位置計測手法とアノテーション表示手法に関する研究、現実物体の仮想化に関する研究として、コンピュータグラフィックスによる実物体の3次元モデル化と再構成、表現手法に関する研究、さらに計算機を利用した利用者支援として、仮想環境を用いた協調作業支援、コミュニケーション支援に関する研究などを実施している。
 これらの研究要素を集大成することで、先端的な情報メディア教育環境の構築に資することができる。それぞれの研究内容の概要については、次節で紹介する。

4.2002年度研究業績

4.1 高度情報教育環境に関する研究

 高度情報教育システムの運用に関して、ハードウェア面・ソフトウェア面、さらに運用管理の面から、種々の研究開発を行っている。具体的には、以下の研究を実施している。
関連発表論文等
 (9) (11) (12) (16) (21) (22) (26) (28) (30)

4.2 複合現実感に関する研究

 現実環境を現実環境に種々な情報を重畳提示する複合現実環境に関する研究を実施している。具体的には、屋内環境で広範囲に複合現実感を用いた情報提示を実現するための手法として、赤外線マーカを用いた位置検出手法および図形マーカを用いた位置検出手法について研究を実施している。前者は、IrDAプロトコルで発信する赤外線マーカを複数配置し、これを赤外線ステレオカメラとIrDAデバイスで追跡し利用者の位置をマーカのIDとステレオ計測に基づいて推計する。また、後者は、屋内の天井に配置された複数の図形マーカをCCDカメラで撮影し、得られたマーカIDとマーカに対する相対的な3次元位置に基づいて利用者の位置を推定する。
 本年度は、これらの位置検出方法の検出精度の向上を図り、現実環境中に注釈情報を重畳表示するシステムを構築した(図1)。また、注釈の表示手法に関する研究として、注釈の奥行きを明示的に表示する手法の有効性を検証した。
 本研究の一部は科学研究費補助金を得ており、一部は科学技術振興財団のCRESTプロジェク(代表者 木戸出正継)として、奈良先端科技術大学院大学と共同で実施した。


関連発表論文等
 (5) (18) (19) (23) (24) (31) (37) (38) (42)

4.3 3次元物体の仮想空間中での表現と操作に関する研究

 サイバースペース空間の構築には、現実環境の仮想化が不可欠である。このため、本研究では屋外建築物のような実環境中の物体を効率良く3次元モデル化する手法が求められている。昨年度は、実環境を撮影した連続動画像中に存在する、あらかじめ三次元位置が既知のマーカを追跡し、同時に画像中の自然特徴点を追跡することで連続動画像撮影時のカメラパラメータを推定し、推定されたパラメタを利用したマルチベースラインステレオ法により対象物体の3次元モデルをボクセル表現で生成するアルゴリズムを開発した。本年は、ボクセルモデルをデータ量の少ないポリゴンモデルに変換する手法を提案し実装した。既存環境の3次元化により、古墳やピラミッドなどの3次元モデル化も可能であり、マルチメディアを用いた教育への応用も考えられる。
 また、これとは異なる現実物体の仮想化の方式として、対象物体を光線ベースでモデリングする際に生成されるエピポーラ画像をフラクタル圧縮伸張する手法に関して研究を実施した。
 現実物体を仮想化する際に、その形状だけでなく物体表面の反射特性を推定し、推定された反射特性に基づいて物体の色および表面反射特性を正しく表現する手法、統一的なジェスチャで仮想物体操作と仮想空間ナビゲーションを行う手法(図2)についても研究を実施している。
 本研究の一部は、経済産業省の次世代バーチャルリアリティ等推進事業の一部として実施した。


関連発表論文等
 (1) (2) (13) (14) (20) (25) (36) (44)

4.4 仮想空間を用いた協調作業支援に関する研究

 仮想空間を複数の利用者が共有して協調作業を実施する環境の構成方法、利用者支援方法について検討している。具体的には、以下の研究テーマを実施している。

関連発表論文等
 (27) (32) (33) (34) (35) (41) (43)

4.5 静止画を用いた仮想空間構築技術とその応用に関する研究

図5 携帯電話上でのIBNR
   空間の表示例
 WWW技術を用いて人々のコミュニケーションを支援するシステムに関する研究を進めている。われわれは現実空間を撮影した風景写真の背景にユーザが利用するアバタの画像を合成して擬似的な3次元空間を表現する手法IBNR (Image-Based Non-Rendering)を提案している。今年度は、IBNRをマルチユーザ化し、場所性を考慮したコミュニケーションシステムの構築や、携帯電話上でIBNRを実現し、屋外で仮想空間を利用できるシステムの構築、アバタを自動的に制御するためのアバタ制御プログラミング言語の開発などを行った。
 また、多数のユーザが広大な空間を共有して利用する仮想空間システムにおいて、空間を構成する大量のモデルデータを効率よくユーザへ配信するため、データ放送を用いた仮想空間システムの提案も行った。提案システムでは、利用する仮想空間を複数の部分空間に分割し、各部分空間のデータを1つのデータアイテムとしてサーバから繰り返しクライアントへ放送する。この際、放送帯域幅と仮想空間内でのユーザの移動速度を考慮して、部分空間を切り替える際の待ち時間を低減する放送プログラムのスケジューリング方式やユーザの移動特性を考慮したデータのキャッシング方式についての検討を行っている。

関連発表論文
 (3) (4) (6) (7) (8) (15) (17) (29)

5.社会貢献に関する業績

5.1 教育面における社会貢献

5.1.1 学外活動
5.1.2 研究部門公開

5.2学会活動

5.2.1 国内学会における活動
5.2.2 論文誌編集
日本バーチャルリアリティ学会・複合現実感特集号・編集委員 (竹村)

5.2.3 国際会議への参画 5.2.4 学会における招待講演・パネル
5.2.5 招待論文
なし
5.2.6 学会表彰

5.3 産学連携

5.3.1 企業との共同研究
 遠隔協調作業環境に関する研究(通信総合研究所)

5.3.2 学外での講演
 なし

5.3.3 特許
 なし

5.4 プロジェクト活動

5.5 その他の活動

 なし

2002年度研究発表論文一覧

著書
 なし
学会論文誌
(1) T. Sato, M. Kanbara, N. Yokoya, and H. Takemura: "Dense 3-D reconstruction of an outdoor scene by hundreds-baseline stereo using a hand-held video camera", International Journal of Computer Vision, Vol. 47, No. 1-3, pp. 119-129, April 2002.

(2) 佐藤 智和, 神原 誠之, 横矢 直和, 竹村 治雄: "マルチベースラインステレオ法を利用した動画像からの屋外環境の三次元モデル化", 日本バーチャルリアリティ学会論文誌, Vol. 7, No. 2, pp. 275-282, June 2002.

(3) Loh, Y.-H., Ogawa, T., Tsukamoto, M., and Nishio, S.: An Inter-Space Avatar Programming Language in a Virtual Space on the WWW, 情報処理学会論文誌, Vol.43, No.8, pp.2797-2809 (Aug. 2002).

(4) 中尾 太郎, 小川 剛史, 宮前 雅一, 塚本 昌彦, 西尾 章治郎: W@nderland: 参加者によるWWW上での構築が可能な画像ベースの仮想空間, 情報処理学会論文誌, Vol.43, No.9, pp.2903-2913 (Sep. 2002).

(5) 神原 誠之, 横矢 直和, 竹村 治雄: "マーカと自然特徴点を併用した広範囲見回し可能なステレオビデオシースルー拡張現実感", 日本バーチャルリアリティ学会論文誌, Vol. 7, No. 3, pp. 367-373, Oct. 2002.

(6) 小川 剛史, 塚本 昌彦, 西尾 章治郎: 静止画を用いたWWW上でのコミュニケーション支援システム, 情報処理学会論文誌, Vol.43, No.11, pp.3364-3374 (Nov. 2002).

(7) 中尾 太郎, 小川 剛史, 塚本 昌彦, 西尾 章治郎: 共有仮想空間間でのオブジェクトの移動を実現するプロトコル, 情報処理学会論文誌, Vol.44, No.1, pp.176-186 (Jan. 2003).

(8) 中尾 太郎, 小川 剛史, 塚本 昌彦, 西尾 章治郎: 携帯空間: モバイル計算環境での共有3次元仮想空間システム, 情報処理学会論文誌, Vol.44, No.2, pp.276-284 (Feb. 2003).

レター
(9) 櫻井 佑輔,浅越 悟史,桝田 秀夫,齊藤 明紀,増澤 利光:“分散管理体制に対応した大規模分散端末システム用遠隔電源管理システム”、情報科学技術フォーラム(FIT)2002情報技術レターズ, LL-2, pp.209-210, September, 2002.

国際会議会議録
(10) N. Yokoya, K. Yamazawa, and H. Takemura: "Interactive media-oriented applications of an omnidirectional video camera", Proc. 4th Int. Forum on Multimedia and Image Processing (IFMIP2002), No. IFMIP041, June 2002.

(11) Hiroyuki Nagataki, Nobuki Tokura, Takayuki Nagai, Hideo Masuda, Michio Nakanishi and Toshimitsu Masuzawa : “An interactive lecture support system in a classroom,” Proceedings of The 3rd International Conference on Information Technology Based Higher Education and Training (ITHET2002), July 04-06, 2002

(12) Daisuke Kondou, Hideo Masuda and Toshimitsu Masuzawa: ”A self-stabilizing protocol for pipelined PIF,” International Conference on Distributed Computing Systems(ICDCS 2002), Vienna, Austria, pp.181-190, July 02-05, 2002

(13) M. Kanbara, N. Yokoya, and H. Takemura: "Registration for stereo vision-based augmented reality based on extendible tracking of markers and natural features", Proc. 16th IAPR Int. Conf. on Pattern Recognition (ICPR2002), Vol. II, pp. 1045-1048, Aug. 2002.

(14) T. Sato, M. Kanbara, N. Yokoya, and H. Takemura: "3-D modeling of an outdoor scene by multi-baseline stereo using a long sequence of images", Proc. 16th IAPR Int. Conf. on Pattern Recognition (ICPR2002), Vol. III, pp. 581-584, Aug. 2002.

(15) Ogawa, T., Tsukamoto, M., Loh, Y.-H., Nakao, T., and Nishio, S.: An Image-Based Approach for Human Communication on the WWW, Proc. of IASTED Int'l Conf. on Communications, Internet and Information Technology (CIIT 2002), Virgin Islands, U.S.A., pp.472-478 (Nov. 2002).

(16) Akira Harada, Torii Minoru, Michio Nakanishi and Hideo Masuda: “Computer anxiety and skill-based class organization in computer literacy education,” International Conference on Computers in Education (ICCE2002), pp.1021-1022, December 03-06, 2002

口頭発表(国内研究会など)
(17) 中尾 太郎, 小川 剛史, 塚本 昌彦, 西尾 章治郎: 携帯電話上で利用できる仮想空間コミュニケーション支援システム, 情報処理学会シンポジウムシリーズ・マルチメディア,分散,協調とモバイルシンポジウム(DICOMO2002), Vol.2002, No.9, pp. 217-220 (Jul. 2002).

(18) 前田 真希, 小川 剛史, 町田 貴史, 竹村 治雄; ”拡張現実感によるナビゲーション支援の為の赤外線識別子を用いたユーザ位置検出”, 電子情報通信学会技術報告, MVE, July 2002

(19) 羽原 寿和, 町田 貴史, 小川 剛史, 竹村 治雄: “ 画像マーカを用いた屋内位置検出機構とその評価”, 電子情報通信学会技術報告, MVE, July 2002

(20) 佐藤 智和, 神原 誠之, 横矢 直和, 竹村 治雄: “マーカと自然特徴点の追跡による動画像からのカメラパラメータの推定と三次元復元” 画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2002)講演論文集, Vol. II, pp. 7-12, Aug. 2002.

(21) 桝田 秀夫, 中西 通雄: “セキュリティレベルに応じた校内情報コンセントシステムの構成法と運用例”, 情報処理学会 コンピュータと教育研究会: 情報教育シンポジウム(SSS2002) pp.31-36, August, 2002.

(22) 桝田 秀夫, 大角 祐介, 鈴木 未央, 中西 通雄 : “生協食堂における無線LANサービス実証実験”, 2002年PCカンファレンス, pp.348-349, Auguest, 2002.

(23) 前田 真希, 小川 剛史, 町田 貴史, 竹村 治雄: ”ウェアラブルシステムのための赤外線識別子を用いたユーザ位置検出”, 第7回日本VR学会大会論文集, October 2002.

(24) 羽原 寿和, 町田 貴史, 小川 剛史, 竹村 治雄: “ウェアラブルPCのための画像マーカを用いた屋内位置検出”, 第7回日本VR学会大会論文集, October 2002.

(25) 沈黎, 町田 貴史, 竹村 治雄: “フラクタル符号化による仮想視点画の像生成”, 第7回日本VR学会大会論文集, October 2002.

(26) 町田 貴史, 桝田 秀夫, 菅野 剛, 原田 章, 中西 通雄, 竹村 治雄: ”WebCTによる授業支援システムの利用と評価”, 平成14年度(2002年)情報処理教育研究集会, October, 2002.

(27) 清川 清: “協調型拡張現実感インタフェースにおけるコミュニケーションの活性化”, 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, 3A91-06, pp.103-104, 2002.

(28) 桝田 秀夫, 齊藤 明紀, 増澤 利光: ”設定が容易な可搬型の多用途情報コンセントサーバの設計と実装”, 情報処理学会 分散システム運用研究会(DSM): シンポジウム(DSM2003) pp.49-54, January, 2003.

(29) 小川 剛史, 塚本 昌彦, 西尾 章治郎: 放送帯域幅と仮想空間内でのユーザの移動速度を考慮した放送型仮想空間システムの提案, 情報処理学会研究報告(データベースシステム研究会 2003-DBS-129, 放送コンピューティング研究グループ, 2003-BCCgr-4 合同研究発表会), pp.49-56 (Jan. 2003).

(30) 太田 範, 桝田 秀夫, 齊藤 明紀, 増澤 利光: ”個人所有の計算機を用いた計算機環境でのモバイルエージェントを用いた教育支援システムの設計”, 電子情報通信学会(IEICE) 教育工学研究会, March, 2003.

(31) 浦谷 謙吾, 町田 貴史, 清川 清, 竹村 治雄: ”奥行き情報を考慮した注釈表示手法の提案”, 2003年電子情報通信学会総合全国大会論文集, A-16-9, March 2003.

(32) 吉川 恭平, 清川 清, 竹村 治雄, 大野 浩之: “背景領域の2次元表示と人物領域の3次元表示を併用した空間共有通, A-16-10, March 2003.

(33) 中島 康輔, 町田 貴史, 清川 清, 竹村 治雄: “IllusionHoleマスクへの投影画像を利用した協調作業環境”, A-16-15, March 2003.

(34) 足立 智章, 小川剛史, 清川 清, 竹村 治雄: ”CyberDomeとレーザポインタを用いた高没入感遠隔指示システム”, 2003年電子情報通信学会総合全国大会論文集, A-16-16, March 2003.

(35) 友添 雄亮, 清川 清, 竹村 治雄: “遠隔仮想物体の操作と仮想空間ナビゲーションのための統一的ジェスチャコマンド”, 2003年電子情報通信学会総合全国大会論文集, A-16-17, March 2003.

(36) 山本 国士, 町田 貴史, 清川 清, 竹村 治雄: ”ボクセルデータからの簡易なポリゴン変換の一手法”, 2003年電子情報通信学会総合全国大会論文集, D-12-141, March 2003.

(37) 羽原 寿和, 町田 貴史, 清川 清, 竹村 治雄: ”ウェアラブルPCのための画像マーカを用いた屋内位置検出手法とその評価”, 3T4B-3, March 2003.

(38) 前田 真希, 町田 貴史, 清川 清, 竹村 治雄: “ウェアラブルシステムのための赤外線識別子を用いた三次元ユーザ位置・方向検出手法の提案”, 情報処理学会第65回全国大会講演論文集, 3T4B-4, March 2003.

解説・その他
(39) 佐藤 智和, 神原 誠之, 横矢 直和, 竹村 治雄: "動画像からの三次元復元 マルチベースラインステレオ法を用いた屋外環境の三次元モデル化", 画像ラボ, Vol. 14, No. 4, pp. 1-5, April 2003.

(40) 清川 清: “拡張現実感インタフェースを用いた体面協調作業のコミュニケーション”, 画像ラボ, Vol.14, No.4, pp.29-33, 2003.

2002年度特別研究報告・修士論文・博士論文

卒業研究報告
(41) 足立 智章 「小型ドーム型表示装置を用いた高没入感遠隔指示システムの試作」

(42) 浦谷 謙吾 「奥行き情報を利用した拡張現実環境における注釈表示手法の提案」

(43) 中島 康輔 「多人数用立体表示装置―IllusionHoleの遮蔽板への投影画像を利用した協調作業環境の構築」

(44) 山本 国士 「測地ドームの収縮と再帰分割によるボクセルデータからの簡易ポリゴンモデルの作成手法」