本論文では,カメラ動き補償のための複数特徴点の追跡法を提案する.提案法では,FAST特徴点検出器を用いて検出した複数の特徴点を,KLT法により追跡を行う.特徴点の検出時や追跡中にも,追跡失敗点や不要な点を削除し新たな特徴点を検出・追加する処理を加えることにより,長期間にわたってロバストな特徴点の追跡が可能である.各特徴点の追跡情報を,画像の荒いセグメンテーション情報と結びつけることにより,平面領域を推定し,背景の動きを複数の平面射影変換モデルとして推定する.動き補償を行うことにより,動画像中からカメラによる動きを排した移動物体のみの動き情報の推定を行う.複数の異なる環境において,移動カメラによって撮影した映像に対して本手法を適用し,効果的な特徴点の検出と追跡,および動き補償が行えることを示す.

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磁性流体はナノサイズ粒子であるため,その誘導性を利用して薬剤送達を行うMT-DDS(Magnetic Targeting Drug Delivery System)は,能動的薬剤送達システムとして注目されているが,目標部位へのキャリアの集積状況を観察する方法には未だ具体的な提案はない.そこで今回,大型放射光施設SPring-8を用いてマウスの腎臓と頭部で磁性流体の分布を観察し,評価することを目的として実験を行った.実験の結果から,放射光の透過撮影によって生体内でも磁性流体の空間分布を観察することができ,生体内での磁性流体密度を決定できることを示した.さらに,画像データのデジタル値を最適化することでコントラストが向上し,視覚的に磁性流体の分布をとらえることが,より容易にできることを示した.

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本論文は,仮想透視カメラ群を用いて,立体の全形状を一度に復元する方法を提案する.提案法は,複数のカメラで立体を囲み,後方の立体形状を手前のカメラ群で透視して見える形状に変換し,それを手前の形状に重ねる.また手前の立体形状を後方のカメラ群で透視して見える形状に変換し,それを後方の形状に重ねる.これらを全部まとめれば,立体を囲む全カメラでその全周形状が観察されたことになり,立体復元においてより強い幾何学的拘束が与えられることになる.この情報に因子分解を適用し,一度に全周形状を復元する.実験により,本法は先に提案した方法よりも高い精度で形状復元を行うことができることを確認した.

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情報社会と高齢社会が同時に到来し,若年者だけではなく高齢者がWebサイトを利用して情報取得を行う機会が増加した.視覚機能は加齢とともに低下することが知られており,視覚を介した情報提供が中心となっている.Webサイトは,視覚特性の変化に配慮して視認性を高めることが重要となる.Webサイトの視認性に関しては,心理指標による検討が多く報告されているが,今後は生理指標による検討も必要となってくる.そこで,眼球運動に着目し,黙読時間,注視時間およびサッカードを用いて可読性の評価を行った.背景色より文字色の輝度が低いポジティブ配色とその反対のネガティブ配色の文章を読んでいるときの注視点計測を行った.その結果,両配色でコントラストが低下すると黙読時間と注視時間が長くなり,サッカードが小さくなる傾向が得られた.さらに,ネガティブ配色はポジティブ配色に比ベコントラスト低下時の可読性低下が大きくなった.以上のことから,コントラストが高いほど可読性が高く,ポジティブ配色が有効であることが示された.

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球面SOMを用いたクラスタ分析法が提案されている.球面SOMは四隅がなく境界効果の影響を受けないので精度良いクラスタ分析が期待できる.球面SOMの適用分野の拡大を目的に,眼底画像から得られた医療データの球面SOMを用いたクラスタ分析を試みた.実データに対する球面SOMを用いたクラスタ分析の性能を評価するため,LVQ法,SVM法,判別分析法の精度を比較した.球面SOMを用いたクラスタ分析は他の3つの手法と同等以上の精度であることを確認した.この医療データでは,画像の種類,多変量解析の方法による分析精度に差異が生じることも確認した.

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近年,生活習慣病の増加と疾病構造の変化によって,東洋医学と西洋医学を統合した医学が必要とされてきた。そこで我々は現代西洋医学の人間ドックにおいて,東洋医学の診察法の有用性を検討するために,人間ドックの検査結果と東洋医学の診察結果を比較し,その関連性をみることにした.その結果,人間ドックの総合評価が正常で,東洋医学の健康評価が異常(已病)であった者は15名中12名(80%)であった.人間ドックの総合評価が異常で,東洋医学の健康評価が異常であった者は36名中32名(89%)であった.また東洋医学の診断の結果は一部の人間ドックの検査結果に関連が認められた.このことから,統合型人間ドックは従来と異なった視点で健康状態を評価できるために有用であると思われた.

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病院または福祉施設で高齢者や障害者を安心して目的地まで誘導する案内ロボットが開発されている.しかし,視覚障害者を案内するためには視覚情報以外の手段で視覚障害者を案内する方法が必要である.本研究では,被験者とロボットの間で相互に力情報を伝達できる5類の案内ロボット用リードを開発した.また,被験者に案内実験を行った結果をアンケートにより評価し,各リードの安心性を検証した.その結果,リードの固定部にバネのような弾性のある物を取り付けることで,より安心に案内できることが示された.

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我々が関係する生活習慣病は,喫煙,肥満,運動習慣,さらにストレッサーなどの要因から引き起こされる.しかし,これらの病気の明白な徴候を観る為には,毎日の健康チェックが重要である.我々は,通常の自己組織化マップ(SOM)を使って,視覚的に血管の状態を把握する診断用ソフトウェアを開発した.そこでは,マップ位置(血管の状態),測定データのばらつき,脈拍と脈の安定性の4つの要素を総合的に調べて脈を司る血管の診断を遂行する.更に血管状態に付随する病体例も調べられた.

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男女各1名の被験者に対して,吹奏楽曲一曲(「アパラチアン序曲」(バーンズ作曲))を2週間(聴取回数:1回/日)にわたり聴取させ,聴取中の心拍変動(HRV)の経日変化について比較考察することを目的とした.聴取中のHRVについては,著者らが提案した手法(耳たぶより収集された脈波のピーク間隔より心拍変動間隔を求め,更に補間を施して100ms間隔の時系列データとする)により求めた.得られたHRV時系列データについては,FFTによるパワースペクトル解析を行い,低周波数領域の成分(LF:0.04-0.15Hz)および高周波数領域の成分(HF:0.15-0.4Hz)を抽出した.その結果,いずれの被験者においてもHF成分(副交感神経活動の亢進の指標)が,聴取回数(実験日数)の増加と共に直線的に増加することがわかった.

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本研究では,脳活動を入力信号とするBrain-Computer Interface(BCI)の開発を行っている.本論文では黙読を入力信号に利用した簡易な言語活動BCIシステムの構築を目指し,近赤外線分光法(NIRS)を用いて文章黙読時の脳機能計測および脳血流量動態データのリアルタイム処理を行った.実験結果より,文章黙読時における脳血流量動態変化より簡易なON/OFFスイッチ操作が可能となったことから,言語活動BCIの実用可能性が示された.

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