音声認識や音声合成などの音声技術はスマートフォンやインターネットの普及に伴い急速に身近なものになってきた。本講演では，近年急速に増加している高齢者や，声を出して話すことが困難な発声障害者などに向けた音声技術による支援について，その取り組み例を紹介する。また，電子機器に対するアクセシビリティを向上させるための取り組みとして，現在筆者らが推進している音声ユーザインタフェースの国際標準化活動について紹介する。

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パターンマッチングはテンプレートマッチングとも呼ばれ，物体の検出や位置決めなどに用いられていて画像処理では基本的な処理である。本講演では，高度道路交通システム(ITS)の基盤要素の一つであるデジタル道路地図の作成として，航空画像からの道路抽出にパターンマッチングを利用した例を紹介する。また，産業用外観検査などの位置決めに新たな画像照合法として固有値分解テンプレート法を提案しているので，この基本的な原理についても紹介する。

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日本は今どこに行こうとしているのか。現役学生の就職率を見ても実質20 パーセント近くがフリーターとなっている。文科省は学生と企業のミスマッチと言っているが決してそうではない。これらの学生は企業では使えないと言ったほうがあたっているのである。例えばほとんど勉強もせず，世間一般常識も極端に低い学生，コンビニでのバイト中に考えられない行動をし，ツイッターにゲーム感覚で投稿する・・などなど，とても使えない学生なのである。更に日本での採用は企業側では支払い賃金が高い。東南アジアや中国，台湾などに工場を立てると1/2～1/10 くらいの賃金で立派に仕事をしてくれる。仕事も最初は日本人幹部が丁寧に教育するからだんだんと立派な仕事をしてくれるようになる。これでは日本人を採用するはずはない。いまでは大企業はもちろん中小企業も非常に多くが外国に工場を持つようになっている。また企業側は企業側で就職率の悪いことを盾に取り正社員として大量に採用し，ほとんど不可能に近い仕事を与えて若い新入社員を鬱にさせ，挙げ句の果ては「自己都合により退職」させる，いわゆるブラック企業の横行。大学でさえも若い優秀な博士たちを使い捨て非常勤講師として驚くほど安い年収で勤務させているブラック大学，・・このままだと確実に技術立国日本はなくなってしまう。ここではこれらの問題を提起し，いかにして解決し「侍日本の復活」を実現してゆくかの私見を述べる。

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近年、イメージセンサーは有用な情報提供手段としていろいろなシステムに組み込まれている。しかし、単一のセンサだけでは、多くのアプリケーションでシーンの完全な画像情報を提供することができない。その問題を解決のため、画像融合手法が提案されている。画像融合は高解像度で低スペクトル分解能の画像と、低解像度で高スペクトル分解能の画像を結合させることによって高解像度で高スペクトル分解能をもった画像を生成する処理である。このような異なる特性を持つ画像データを融合することにより、より多くの情報を効率的に得ることができる。本研究は画像融合に関する基礎的な原理を探求し、その成果を医用画像、衛星画像に応用する。

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近年、MRやCT装置などの医療機械の発展によって、人体内部が簡単に撮影できるようになった。また、最近のコンピュータの高速化、メモリの大容量化によって、それらの情報を解析、可視化し、評価することが容易になってきた。一般的には、興味ある部位をその医療画像から抽出し、それを評価、可視化、解析することが必要である。その際、抽出目的部位の濃度幅が異なるため単純なしきい値処理では抽出できないのが現状である。本研究室ではこのような医者の負担が軽減するための読影支援システムの構築に関する研究が続けられている。

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The new system for investigating violation of traffic is proposed. Shutter speed of a camera is made late. The photograph of the car which is running with the camera is taken. The line of the light by the headlight of a car can be created by this.It is possible to measure the speed of a car from a line. By this method, the speed of a car is measurable only with a camera night also. From the actual verification result, although there were a little errors, speed has been measured.

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従来の機械的なボタンスイッチとは異なり，人が接触することで動作するタッチスイッチがある。しかしながら，従来のタッチスイッチの多くは，メーカーが形状を決めている。 また，設置する場所も球面や凹凸面は含まれず平面に限られる。さらに，機器にあらかじめ組み込まれて出荷されることが一般的であり，スイッチの個数や形状，配置など，出荷後に自由にそれらを変更するようなことは考えられてこなかった。本研究では，利用者が，好きなようにスイッチの形状，個数，および，配置を任意に変更できるタッチスイッチを提案する。スイッチ部分には金属膜や金属フィルムを使用する。これにより，スイッチ部分を自由な形状にすることが可能となり，平面だけでなく様々な場所に金属膜を貼ったり置いたりすることで配置を任意に変更可能であるため，利便性や汎用性の向上を図ることが可能である。また，本研究で作成した回路は金属膜であるアルミ箔と抵抗で構成されるため，既存のタッチスイッチのように高価ではなく，金属膜の部分を増やしていくことで複数のスイッチを設置することが容易となる。

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タッチパネルの操作は高齢者や視覚障害者などにとって困難を伴う．そこで，従来からタッチパネルに触れた指に触感を与えて，操作を支援する研究が行われている．しかしながら，慣れ親しんでいるボタンスイッチの感覚とは異なったり，ボタンの位置が分からなかったり，装置の小型化に不向きだったりする．我々は，タッチパネルが本来持っている表示内容を変えれば任意のユーザインタフェースに対応できるという汎用性と柔軟性を損なわず，単純な機構によってボタンの位置とクリック感を与えることができるタッチパネルの実現を目指している．その実現にあたって，著者らは上記の特徴を備えるのに必要なハードウェアフレームワークを提案した(1)．そして，そのハードウェアフレームワークに従って試作機を開発し、被験者に使用してもらった．すると，従来型のタッチパネルより試作機の方が，入力間違いが少なくなり，使いやすいという結果になり，提案タッチパネルの有用性が示せた．しかしながら，提案タッチパネルを普及させるには，様々な応用へ，提案タッチパネルを容易に適用できる必要がある．そのためには，(1)で示した一般的なハードウェアフレームワークだけではなく，ソフトウェアの一般的なフレームワーク（デザインフレームワーク）が必要になる．デザインフレームワークに従えば，任意のプログラマが提案タッチパネル上で様々なアプリケーションを統一的に開発できる．本論文では，提案タッチパネルのハードウェアフレームワークを概説した後に，アプリケーションのデザインフレームワークを示す．そして，試作機上での適用事例を通して，デザインフレームワークに従えば実際にアプリケーションが開発できることを示す．

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In recent years, the touchscreen is adopted as various electronic devices. However, on a flat touchscreen, for a vision disabled person, tactile feeling with the finger which is important information may not be obtained. Therefore operativity may be spoiled. We have proposed a wearable supporting system to operate a capacitive touchscreen for them. In a proposal system, an image sensor is equipped under the middle finger and an ear is equipped with the earphone for audio assists. And if a touchscreen is traced by the middle finger, the color barcode which the image sensor caught will be recognized, and the audio assist according to a result will be made. A user pushes an icon not by the middle finger but by an index finger, following an audio assist. In this paper, the hardware platform of the camera -control part in a proposal supporting system is developed. This platform consists of an interface with a camera or a host and an image processing part. The implementation result to FPGA showed that the interface was small and most resources could be used for an image processing part. The image from a camera was able to be displayed on the display through a fundamental verification of operation.

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現在タブレット，スマートフォン，携帯ゲーム機，銀行のATM，切符販売機などのタッチパネルを搭載した機器が普及している。しかし，これらの機器の操作や情報伝達は主に視覚に頼っており，眼の疲労などの問題を生むほか，視覚障害者や高齢者などはタッチパネルが使用しづらいなどの問題がある。そこで視覚以外で人間と機械の間の新たな入力デバイスまたは新たな情報提示装置として触覚が近年注目されている。本研究では、ソレノイドを用いたタッチパネル型触覚呈示装置を提案する。その結果従来のキーパッドより使いやすいというアンケート結果が出た。硬さの違いの表現が滑らかでなかったり、PWM制御周波数が高いと実験装置から不快音がでたりとまだまだ改良する点があるが、触覚を呈示可能な触覚呈示装置を実現できたと考えられる。

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Independent component analysis (ICA) is a signal separation technique inspired by the famous psychological phenomenon called cocktail party effect. Various kinds of its applications have been undertaken by a lot of researchers so far, and an alternative method based on a layered neural network with structural pruning was tried in the preceding studies. However, how to develop such a signal separation matrix was the center of attention, so how to apply it after training was not discussed a lot. Then, from the viewpoint of adaptability to untrained signals, some computer simulations are carried out in this study. As a result, it is found experimentaly that a vocal signal separation task with the developed separation matrix is accomplished successfully as we have intended in advance.

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この研究では、救急車と一般の車両の事故を防止する救急車のサイレン音検出装置を製作することを目的とする。特に、救急車のサイレン音を検出する装置に、検出アルゴリズムを実装することを目的とする。検出方法はまず、マイクからシリアル通信を用いて音声を取得する。そのデータを、2段のFFTを用いて周波数解析を行い、音程周波数と断続周波数を解析する。解析結果からサイレン音の特徴の有無を判断し、サイレン音があればドライバーに通知する。実験により、S/N比0dBでも検出が可能であること、ドップラー効果が加わっても検出が可能であることを示した。

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近年，日本の急速な高齢化に伴う老人性難聴者の増加は大きな社会問題の一つである。難聴者に対する支援の一つとして補聴器の使用があるが，高度難聴者や加齢による認知能力の低下した高齢者の会話が聞き取れない原因は聴力の低下だけではないため，その効果は十分とは言えない。また，難聴者が病院等の受付で名前を呼ばれた時に気付くことができないため，不便に感じているというニーズがある。そこで，補聴器のような小型機器にユーザの名前が呼ばれた際に反応するための音声認識エンジンを組み込み，さらに聴力の低下したユーザのために視覚情報や振動により名前が呼ばれたことを知らせてくれる新たな認知支援システムがあれば有用と考える。そこで本論文では，日本人姓を含む音声のワードスポッティング音声認識法の性能改善を目的として，日本人姓の特徴に基づいた2種類の改善方法 (敬称に基づいた改善方法，無音区間の自動検出に基づいた改善方法)を提案し，その評価を行った。その結果，認識性能の低下の大きな原因の一つであった湧き出しを抑え，誤認識を防ぐことができた。

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近年，喉頭摘出者のための電気式人工喉頭（以下電気喉頭）による音声の音質改善の検討が行われており，中村らにより肉伝導人工音声によるコミュニケーション支援システムが提案されている。現在我々は，電気喉頭を用いて発声された音声をマイクで収音し，スピーカで拡声する発声補助システムを検討している。本稿では，電気喉頭音声よりも音質の良い音源の検討を行った。ケプストラム分析により声道特性を比較するとRosenberg波音源が低域でも通常の声帯振動に近い音源であることがわかった。また，ケプストラムのケフレンシー幅に着目し，声帯特性を比較するとRosenberg波の声帯特性が最も通常発声のケフレンシー幅に近く，約96%の幅であった。以上のことより，電気喉頭の音源にRosenberg波を用いることで，電気喉頭音声の音質の改善が行える可能性があることがわかった。

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互いに溶着する二枚の発泡プラスチック板の間に接触しないように金属の薄い帯を置いて通電し，その輻射熱で両側の板の表面を融かして効率的に圧接する方法を開発し、特許を取得したので報告する。本方法の作業手順は自動化に向いており，熟練した作業員による熱風溶着作業に較べて大幅な効率化が可能である。本方法では，加熱時間は5〜10秒，冷却とワークの取り替えの時間は15〜20秒と見込まれる。合わせて一回の溶着の所要時間は20〜30秒と見込まれる。従って，1台の装置で１分に2〜3回の溶着ができる。また、ワークの交換を手作業で行なう半自動化の場合を想定すれば，１人の作業員は左右にこの装置を置いて２台の装置を交互に動かすことができる。こうすると１人の作業員は１分に4〜6回の溶着ができる。よって，熱風溶着に較べて人件費が1/5程度になる可能性がある。また，ヒータ装置の通電時の電力は600W程度であるが，通電時間は熱風溶着に較べて短くなると予想されるので電力の節約も期待される。

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危険区域・侵入禁止区域への立入りは，事故に繋がる恐れや侵入者による犯罪が懸念される。そこで，侵入防止を目的とした侵入者検知システムがある。侵入者検知システムの中には様々な手法を用いたものがあるが，光を用いたものが使用環境に最も影響されにくいため主流となっている(1)。光を用いた侵入者検知システムは光源と受光部によって構成される。光源の光はレンズによって集光され，レーザ状の光となり離れた場所にある受光部に照射する。光源の光の遮断による出力電圧の変化により侵入者を検知している。しかし，このシステムは設置時に手動で光軸の調整を厳密に行う必要があるため，任意に設置することが難しい。そこで，本研究では光源，反射板，受光素子を用いた侵入者検知のためのライトカーテンを提案する。本システムは，反射板に半球面ミラーを用いることにより光軸の調整が不要になるため，任意に設置できる侵入者検知システムが実現可能となる。

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キノフォームは，位相変調のみを持つ計算機ホログラムの一種で，入射光の振幅を変調しないため，高い光の利用効率を有する。キノフォームは振幅変調をもたないため，振幅分布を一定にしなければならない。これにより，再生像に大きな誤差をもたらす。この誤差は繰り返しダミー領域法によって低減することができる。この繰り返しダミー領域法を用いた場合，原画像のまわりにノイズが集中する。これを改善するために，可変ダミー領域サイズを用いた繰り返しダミー領域法が提案された。今回は，この方法を用いた均一なレーザ光の生成についてシミュレーションを行い，その結果を示す。

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計算機ホログラムを再生する際、スペックルノイズは深刻な問題である。特に位相型計算機ホログラムの1種であるキノフォームにとって、スペックルは非常に大きな再生像誤差の原因となる。そのためスペックルを除去することは重要な課題である。スペックルを除去する方法として位相差制限法が提案されている。ただしこの位相差制限法ではフーリエ型キノフォームにおいてのみシミュレーションが行われている。しかし、光学再生を考慮するとフレネル型キノフォームを用いる方が好ましい。そのため本研究ではフレネル型キノフォームにおいて、シミュレーションを行う。シミュレーションは「F」,「Y」,「I」の3種類において行ったが、いずれもスペックルの除去が確認された。故に位相差制限法はフレネル型キノフォームでも有用であることが確認できた。

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2012年10月1日現在の日本は，総人口1億2,752万人に対して高齢者人口（65 歳以上）は過去最高の3,079万人，総人口に占める高齢者の割合を表す高齢化率は24.1 %である。加えて少子化の影響もあり，「団塊ジュニア」が高齢期を迎える2060年には，高齢化率は39.9 %になると推計されている (1,2)。 このため現在問題となっている介護士不足や独居・老々世帯の増加がこの先も進行することは明らかである。独居・老々世帯者は十分に介護を受けることが困難 となり，事故が起きた際に発見が遅れるなどして二次的災害や孤独死などの問題へと繋がる。このような問題を解消することを目的としてシステムの開発を行っ た。実験を行った結果，VCTFを使用している家電機器において電源コード外部の磁束密度が非常に小さかったため検知に至らないという問題が生じたが，本手法により多数の家電機器において検知の確認ができた。また家電機器を使用していないにもかかわらず検知を判定するという誤審はなかった。よって提案システムは特定の電源コードを除き有用性がある。今後はこの電源コードに対応した検知方法を見出すことが課題となる。

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近年、ATM やスマートフォン、PC などにタッチパネル方式が用いられた機器が普及している。タッチパネルにおいて、指などの対象物を検出する手法として静電容量方式や抵抗膜方式が多く用いられている。これらの手法では直感的に操作ができる半面、直接タッチパネルに触れて操作するため、操作範囲が装置サイズに依存してしまう。そのため、押し間違いが起こらないような大きいキーを多数配置すると、装置サイズの増大に繋がり、携帯性との両立が難しくなるという問題が生じる。これを解決するものとして 3 次元タッチパネルが挙げられる。これは空間上に 3 次元の仮想タッチパネルを設置し、その空間で指などを動かすことで、操作するデバイスである。これにより、広い操作範囲を持ち、なおかつ装置サイズを小さくすることができるため、操作性と携帯性との両立が可能となる。また、既存の手法として超音波センサと PSD を用いた2 次元座標取得法がある。三角測量を用いる従来法では、異なる 2 点からの測量が必要であるために、装置の更なる小型化が難しいという問題があった。しかし、この手法では、原理上 1 点の測点しか必要としないため、装置の小型化が可能となる。本研究では、超音波センサと PSD を用いた 2 次元座標取得法を拡張し、3 次元座標の取得法を提案する。この手法を用いると、装置サイズ自体を小さくすることが可能であり、また、画像処理を使用しないため、よりリアルタイムな操作が可能となる。本研究では指の 3 次元座標が測定できたので報告する。

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高カロリー食物の過剰摂取や，運動不足といった生活習慣の変化により，現在，糖尿病患者数が増加し続けている。糖尿病の治療法として，運動療法，薬物療法，食事療法が挙げられるが，運動療法として行うべき日々の運動を怠ってしまう患者は多い。また，患者の半数以上は所定の時間の服薬を忘れてしまうことがある。このような問題を解決することを目的として，携帯端末を用いて糖尿病患者の看護を支援するシステムの開発が行われたが，患者が日々の運動量を記憶する必要があったため，上手く機能しなかった。そこで我々は以前，糖尿病患者を支援するシステムの開発を行った。このシステムは患者の運動量を自動的に記録し，統計的に患者にアドバイスを行う。また，服薬の状況を認識し，患者に正確な服薬を促す。しかし，服薬の面から治療を支援する服薬センサは持ち運びに不便な大きさであった。 本研究では，持ち運びが容易な，服薬忘れを防止するための新しい服薬センサを提案する。

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国立環境研究所の「熱中症患者情報速報平成23年度報告書」によると，2011年に東京で熱中症の患者数は2,712人であった。熱中症によって死亡するケースもあり，熱中症の予防は非常に重要である。そこで，熱中症の予防のためのシステムを提案する。スマートフォンは，常に携帯して容易に本システムに組み込むことができるため，我々は，スマートフォンを使用することに決定した。スマートフォンは，近年急速に普及しているので，このシステムを容易に普及させることができる。本研究では，温度，湿度，気圧，加速度を外部のセンサを用いて計測する。 しかしながら，将来的には，スマートフォンに温湿度，気圧，加速度を測定する機能がつくので本システムをスマートフォンだけで使用することができると仮定する。 以前の研究では，温湿度と気圧から熱中症の危険度を推定していたが，本研究では，加速度センサを加えることで運動量を測定し，個人に適応した危険度を推定することができる。

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現在の日本では，高齢化社会により高齢者の割合が多くなり，その介護者もより多く必要とされる社会となっている。福祉の現場における問題の一つとして，高齢者の深夜徘徊があげられる。深夜徘徊による事故の危険性のために，介護者はその危機管理に大変な精神的労力を必要とする。既存の深夜徘徊防止装置には，マットセンサ・センサーパッド・赤外線センサ・クリップ・タグなどを利用したものが存在するが, マットセンサ簡単によけることが出来，センサーパッドは寝返りによる誤作動が多い。赤外線センサは設置の難しさや誤作動の多さに問題があり，クリップ及びタグタイプは患者にはずされてしまう問題がある。本研究では，その介護の現場において問題となっている深夜徘徊の危険性及び介護者の負担に着目し，患者の安全管理の容易さと患者及び介護者の心的負担を軽減するシステムの開発を目指す。ここで提案するシステムでは，Kinect内蔵の深度センサを利用し設置場所を天井にすることで，Kinectの広い感知範囲から調節を容易にし，センサを避けられたり外されたりといった問題を解消するシステムを構成した。

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音声処理や動画像処理において，三角関数・指数関数・対数関数といった初等関数の演算を行うことが多い。そして，それらの処理をハードウェア化する場合，C言語などのソフトウェア言語でアルゴリズムの設計を行った後にハードウェア記述言語でハードウェア設計を行う。開発者にとって，この一連の設計フローの中で一貫した動作検証が行えることが望ましい。しかし，この設計フローにおいて初等関数を導入するということは容易ではない。例えば，C言語の標準ヘッダファイルであるmath.hから初等関数を使用する場合，言語の違いからハードウェア設計での一貫した動作検証が困難である。また，ネットリストレベルやHDLレベルのIPをCプログラムで呼び出して使用する場合，シミュレーション時間の増大や，デバイス依存等の問題が生じるため，開発者にとって大きな不可になる。このような背景から，C言語からハードウェア言語への変換を行う高位合成用の初等関数ライブラリが開発されているが，その詳細は浮動小数点での演算であるため，回路規模や性能，消費電力の観点からハードウェア化が困難な場合がある。そこで，固定小数点での演算を行い，かつ，高位合成を行える初等関数ライブラリを開発し，開発者に提供する。これにより，Cプログラムのみの高位合成を主体としたハードウェア設計を行えるので，ハードウェア言語での設計負荷を大幅に削減することができ，回路規模や性能に優れたハードウェアを生成することができる。本論文では，固定小数点演算での初等関数ライブラリの作成にあたり，CORDICというアルゴリズムを用いて，三角関数の演算を行うプログラムをC言語で設計し，開発した。実験では，浮動小数点演算であるmath.hを高位合成し，回路規模や動作速度の比較を行った。その結果，計算精度は同等であり，リソース使用率はmath.hに含まれる三角関数よりも本研究の三角関数のほうが低くなった。

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超音波モータ（Ultrasonic Motor: USM）は小型軽量，動作音がなく，低速高トルクであり，停止時の保持トルクが大きい，電磁両立性に優れているなどの特性を持っている。しかし，超音波モータは動作原理が従来の電磁モータと異なり，摩擦力で駆動される特殊なモータであるため，制御に非線形性や特性変動など困難点がある。本研究では，超音波モータの制御に対して，リアルタイム知的PID制御手法を提案する。

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本研究は，稼働中の電動機の内部固定子で発生する短絡の有無をオンラインで診断する手法を提案する。そしてその有用性をいくつかの実験により検証する。

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これから先、ロボットが様々な場所で勝康するような場所において現在用いられている充電方式では効率・精度・コストの面において問題点が数多くあるのでこれらの問題点を解決するための新しい運用システムを提案する。今回ダイオードブリッジを用いた制御回路によって、電極の触れている場所や電池交換の際の精度を向上させることができ、なおかつ小規模で利便性のよい放電システムを作ることができた。

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