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日本ソフトウェア科学会第 31 回大会 (2014 年度) 講演論文集

Silhouettes: ディスプレイ間を移動可能な人物の実像を用いた情報通知システムの試作
丹羽 佑輔

白松 俊大囿 忠親

新谷 虎松

本研究では，複数のディスプレイ間を移動可能な人物の実像を用いた情報通知システムを試作した．本システムは，被呼び出し者の位置情報を用いて，被呼び出し者の近くにあるディスプレイ上に，呼び出し者の実像を表示することが可能である．被呼び出し者が移動した場合は，それを検出し被呼び出し者に近いディスプレイへ，実像を移動することが可能である．これにより，被呼び出し者が呼び出されていることへの気付きを促す．人物の位置情報の取得には Bluetooth の電波強度を用いて行う．人物および各ディスプレイに Bluetooth の送受信機を設置する．各送信機が定期的に発信するビーコンの情報を集約し処理することで，人物の位置情報を推定する．

色の図形は被呼び出し者を示す．緑色の図形は呼び

1 はじめに出し者が利用している端末であり，青色の図形は被通信インフラの品質向上と携帯端末の普及により，呼び出し者の周辺に設置されている端末である．本

遠隔地間の情報のやり取りを簡単に行えるようになっシステムは，被呼び出し者とディスプレイの相対距た．情報を中継する通信インフラの環境が良好であ離から，被呼び出し者の近くにあるディスプレイをる限り，自分宛に送信された情報はいつでも手元に届く．しかし，届いた情報を見るかどうかは受信者の状選択し，呼び出し者の実像を表示する．相対距離の推定には，Bluetooth Low Energy†1 上で動作する態次第である．

iBeacon†2 を用いた．本稿の以降の構成を示す．2 節

本研究では，被呼び出し者の周辺環境の設備を通知

では，人物の位置推定について説明する．3 節では，手段として用いる Silhouettes システムを実現する．

ディスプレイ間を移動可能な人物の実像について説明

遠隔地にいる人を呼び出す場合，その人の周辺にあする．4 節では，Silhouettes システムの実装の概略

る出力装置を情報通知に用いることで，情報の着信を示す．最後に，5 節で考察し，6 節でまとめる．

や呼び出しに気付くことのできない問題を解決する．
本システムは，出力装置としてディスプレイを用い，2 人物の位置推定通知する情報として呼び出し者の実像を用いる．被呼人物の位置推定の基盤技術として Bluetooth Low

び出し者は，ディスプレイ表示された呼び出し者の実

Energy (以降，BLE と呼ぶ．) 上で動作する iBeacon

像を見ることで，誰から呼び出しされたかがわかる．

を用いる．Blueetooth を用いた研究は多く存在す

図 1 は，ディスプレイ間を移動可能な人物の実像

る [1] [2] [3]．iBeacon は，BLE で規定されている Ad-を示す．図中の橙色の図形は呼び出し者を示し，灰vertising パケットを用いて Beacon 情報の発信を行

Implementing a Information System Using a Movable
User Image on Screens
Yusuke Niwa, Shun Shiramatsu, Tadachika Ozono,Toramatsu Shintani, Department of Computer Science and Engineering, Graduate School of Engineering, Nagoya Institute of Technology, .

う．Beacon 情報は，16 バイトの P roximityU U ID ，2 バイトの M ajor，2 バイトの M inor，1 バイトの T XP ower から構成される．P roximityU U ID ，
†1 https://www.bluetooth.org/†2 https://developer.apple.com/ibeacon/日本ソフトウェア科学会第 31 回大会 (2014 年度) 講演論文集2

図1

ディスプレイ間を移動可能な人物の実像

図2

Beacon 送信機の設置例

M ajor，M inor は任意の値を設定することが可能で見ない場合は，受信者自身が決めたことなので問題なある．T XP ower は，Beacon 情報の送信機 (以降，いが，1) の段階で気付けない場合は，受信者の判断Beacon 送信機と呼ぶ．) から 1 メートルはなれた場することなく情報を見ないので問題である．

所での Beacon の電波強度の推定値を設定する．Bea-情報の受信に気付けない例としては，携帯電話のマcon 情報の受信機 (以降，Beacon 受信機と呼ぶ．)ナーモードがある．会議前に携帯電話をマナーモード

は，受信時の電波強度と，Beacon 情報に設定されたへ設定し，会議後にマナーモードの解除を忘れてしT XP ower の値から，Beacon 送信機との相対距離をまった場合である．マナーモードには，着信音を無効推定する．にし振動のみにするモードと，着信音および振動を無BLE の特徴として，従来の Bluetooth と比較して効にするモードが存在する．端末をズボンのポケット消費電力が低い点である．Beacon 情報の送信機は，などに入れた状態で，端末の着信音および振動を無効

ボタン電池で数ヶ月から数年動作することが可能であに設定した場合では，携帯電話を見ない限り，新しいる．位置情報の推定には Wi-Fi を用いる方法もある

メールを受信したかどうかを気付くことはできない．

が，消費電力が抑えられかつデバイスが比較的安価で端末がユーザに対して通知する手段を一時的に停あることから BLE を利用した．GPS による位置情止している場合，ユーザが能動的に端末を確認しな

報推定は，屋内環境では上空が天井により遮蔽されるければならない．情報を送信する側の視点では，相手ため著しく推定精度が落ちてしまう理由から利用しからの応答がないため，再度情報の送信を試みるか，ない．

別のサービスを用いて情報の送信を試みるだろう．もしくは，相手を直接呼び出さず，その相手と行動を供

3 ディスプレイ間を移動可能な人物の実像にしているであろう人物に対して連絡をして間接的ユーザが端末で受信した情報を見るまでには 3 つな呼び出しを試みるだろう．の段階があり，1) 情報を受信したことに気付き，2)

先の例では，メールを送信しても返事が無い場合見るか見ないかを判断し，3) 実際に見る，という順は，電話を掛けるなどの手順を踏み，手間である．誰序を踏むと考えられる．2) については省略される場と行動をともにしているかわからない場合は，思い当合もあり，例えば電子メールの場合では，携帯端末がたる人全員へ送信する必要があり，手間がかかる．情発するメール着信音に気付き，メールの送信者や件名報を受信できるサービスは，できる限り，ユーザに対を確認せずに，本文を見る場合である．2) の段階で，して情報を受信したことを知らせる努力をすべきで受信者が見ないと判断した結果として届いた情報をある．携帯電話の着信音や振動が問題になる点は，会日本ソフトウェア科学会第 31 回大会 (2014 年度) 講演論文集
表1

3

display-beacon テーブルのスキーマ

フィールド名フィールドの意味

displayID

display の識別番号

proximityUUID

Beacon 情報の ProximityUUID

major

Beacon 情報の Major

minor

Beacon 情報の Minor

表2

callee-beacon テーブルのスキーマ

フィールド名フィールドの意味

calleeIDcallee の識別番号

timestamp

Beacon 情報を受信した時刻議などの音声を用いたコミュニケーションにおいて，

proximityUUID

Beacon 情報の ProximityUUID

音声情報にノイズを加えてしまうことである．人間本major

Beacon 情報の Major

来の聴覚機能で，特定の音だけ選択して聞くという

minor

Beacon 情報の Minorのは困難である．視覚機能は，見る方向を変えること

accuracy

Beacon 情報の Accuracy

図3

Silhouettes システム全体の構成図

で，情報を選択することが可能である．視覚による情報提供は，音声によるコミュニケーションを妨害せずは，呼び出し者の画像を表示するディスプレイであ会議中でも利用可能である．

る．beacon は，各 display の傍に設置される Beacon

本研究では，各ディスプレイの傍に Beacon 送信送信機である．caller は，呼び出し者が利用する端末機を設置し，被呼び出し者は Beacon 受信機を持つである．callee は，被呼び出し者が利用する端末で状況を想定する．Beacon 送信機の設置例を図 2 に示ある．display と caller には Web カメラが付属してす．Beacon 受信機が受信した Beacon 情報から，各いる．

Beacon 送信機との相対距離を計算し最小の値を持つ

表 1 は，display-beacon テーブルのスキーマを示

ものを計算することで，被呼び出し者に最も近いディす．display-beacon テーブルは，display と beaconスプレイを求める．被呼び出し者に最も近いディスの対応関係を保持する．displayID は display の識

プレイに，常に呼び出し者の実像を表示することで，別番号である．proximityUUID，major，minor は，ディスプレイへ移動することが可能となり，被呼び出

beacon が受信した情報である．

し者へ情報通知の気付きを促す．

表 2 は，callee-beacon テーブルのスキーマを示す．

callee-beacon テーブルは，callee が受信した Beacon

4 Silhouettes システムの実装情報を保持する．calleeID は，callee の識別番号でSilhouettes システム全体の構成図を図 3 に示す．本ある．timestamp は，callee が Beacon 情報を受信しシステムは，server ，display ，beacon，caller ，calleeた時刻である．proximityUUID，major，minor は，の 5 つのコンポーネントから構成される．server は 1

beacon が発した Beacon 情報である．

つ存在し，display ，beacon，caller ，callee は，1 つ

位置情報推定アルゴリズムを処理 1 に示す．処理以上存在する．display ，caller ，callee はシステム内

1 は，与えられた caller と callee について caller をで識別するために，それぞれ displayID ，callerID ，表示するための適切な display を決定する処理であcalleeID を設定する．server は，Beacon 情報の集る．関数 collectBeacons は，callee の Beacon 情報約と画像の送受信を中継するサーバである．displayを集める処理である．関数 score は，ある display に日本ソフトウェア科学会第 31 回大会 (2014 年度) 講演論文集4

処理 1 ディスプレイ選択処理
1: while true do
2:

beacons ⇐ collectBeacons(callee)

3:

S⇐ϕ

4:

for all d in displays do

5:s ⇐ score(d, beacons)

6:

S ⇐ S ∪ {⟨d, s⟩}7:

end for8:

S ′ ⇐ select(S)9:for all ⟨d, s⟩ in S ′ do10:

display(d, caller)

11:

end for図4

テーブル情報の設定 UI

図5

callee の一覧表示の UI

12: end whilecaller を表示するのかふさわしい度合いを返す処理である．関数 display は，ある display に caller を表示する処理である．関数 select は，複数の displayの中から実際に表示する display を選択する処理である．2 行目では，指定した callee の Beacon 情報を取得する．3 行目から 7 行目は，各ディスプレイのスコアを計算する．8 行目から 11 行目は，スコアに基づいて選択したディスプレイへ caller を表示する．今回の実装では，関数 select はスコアの値が最も高いディスプレイを選択した．
ユーザは，Web ブラウザから server へアクセスし，display と beacon の対応テーブルへの新しいレコードの追加，既存レコードの変更・削除を行うことができる．テーブル情報の設定 UI を図 4 に示す．

displayID，display の傍に設置した beacon に設定

赤色の CALL ボタンを押すことで，その callee の端した P roximityU U ID，M ajor ，M inor の値を入力

末に対して呼び出しを開始し，callee の最も近い距離して青色の ADD ボタンを押すことで追加できる．既にある display に caller の Web カメラで撮影した画に入力されている displayID を追加しようとした場像を表示する．

合はエラーを表示する．一時的に設定を無効にしたい

図 6 は，メッセージ投稿 UI を示している．送信先場合は，Enabled の列のチェックボックスを外す．設には，被呼び出し者を入力する．本文には，メッセー

定を削除する場合は，赤色の DELETE ボタンを押す

ジの内容を入力する．表示距離には，被呼び出し者がことで削除できる．

ディスプレイにどれくらい近づいたときに表示する

server は，接続中の callee の情報を各 calller にかを指定する．その他に，メッセージの文字色，文字対して通知する．caller は callee の一覧表示を行う

サイズ，背景色，ディスプレイ上の淵を周回する回数ことができ，callee を選択して，呼び出しを開始するとスピードを設定，画像ファイルの添付が可能であことができる．callee の一覧表示 UI を図 5 に示す．

る．呼び出し者は，自身の画像を表示したくない場日本ソフトウェア科学会第 31 回大会 (2014 年度) 講演論文集

図7

図65

ディスプレイと被呼び出し者の位置関係

メッセージ投稿 UI
図8位置 A での呼び出し例

合，メッセージ投稿時に画像を添付することで既存の画像を用いることが可能である．右下の左の投稿ボタ

ディスプレイ Q には，呼び出し者の実像が表示されンを押すことで，被呼び出し者の最寄のディスプレイおり，さらにメッセージが表示されている．呼び出しにメッセージが表示される．

者の実像は，動画では表現されるため，呼び出し者

図 7 は，2 台のディスプレイ P ，Q と，被呼び出しは身振り手振りを用いることができる．2 つめの方法

者の位置 A，B を示している．ディスプレイ P ，Qは，テキストのメッセージを，ディスプレイ上に表示を中心とする同心円は図 6 における表示距離を表してすることである．このメッセージは，画面の淵を周回いる．すなわち，位置 A はディスプレイ Q から「近」移動することで，被呼び出し者の気付きを促していとなり，位置 B はディスプレイ Q から「中」となる．

る．このメッセージは，被呼び出し者との相対的な距

また，ディスプレイ P にとって位置 A，B は「遠」離によって表示・非表示を変えることができる．例えもしくは不明状態となる．

ばこの，図 6 の表示距離の設定で「中」に設定した場

図 8 は，図 6 における位置 A に，被呼び出し者が合メッセージが表示される．

立っている場合のディスプレイ Q を表している．呼被呼び出し者が位置 B に立っている場合，メッセー

び出し者が，被呼び出し者に対して、次の 2 つの方ジは表示されないが，呼び出し者の実像は表示され法を用いて，気付きを促している．1 つめの方法は，る．前述したように，これらの設定は，図 6 に示す

日本ソフトウェア科学会第 31 回大会 (2014 年度) 講演論文集

6

メッセージ投稿 UI により詳細に設定可能である．こ果等によって割り込みが発生したことを callee へ伝のように，被呼び出し者の位置によって，適切な呼びえる必要がある．

出し方法を呼び出し者は設定することが可能である．

6 おわりに
5 考察
98 平方メートルの部屋で，3 台の iMac を用いて実験を行った．server は，Node.js†3 を用いてを実装した．

通信インフラの品質向上と携帯端末の普及により，自分宛に送信された情報はいつでも手元に届くが，受信した情報を見るかどうかは受信者の状態次第であbeacon は，Applix 社の MyBeacon Pro MB004†4 をる．端末上では情報の受信は行われるだろうが，端末用いた．display ，caller は，HTML5 を用いて Webがユーザに対して通知する手段を一時的に停止してアプリケーションとして実装した．Web ブラウザといる場合，ユーザが能動的に端末を確認しなければなして Google Chrome 36.0 を用いた．callee は，iOSらない．

[4] 上で動作するアプリケーションとして，Swift 言本研究では，呼び出しに気付けない問題を解決す

語 †5 を用いて実装した．iOS 端末として iPhone 5るために，受信者の周辺環境の出力ディスプレイをを用いた．本システムは，呼び出し者と被呼び出し者通知手段として用いる Silhouettes システムを実現しの間で画像の同期を 0.5 秒程度の遅延で行うことがでた．遠隔地にいる人を呼び出す場合，その人の周辺にきた．

ある出力ディスプレイを情報通知に用い，呼び出し者

本システムの特筆すべき点は，display の絶対的な位の実像を表示することで，実像を見た人は誰から呼び置を事前に登録する必要はないことである．beacon と出しかがわかる．さらに，被呼び出し者の位置によっdisplay の対応関係を示すだけでよいため，対応するて，適切な呼び出し方法を呼び出し者は設定すること

beacon が display の傍に設置してある限り，displayが可能である．の位置を変更してもかまわない．

本システムは，Web と携帯端末を組み合わせること

BLE の電波強度は環境に大きく依存するため，厳で動作するため HTML5 対応ブラウザがインストー

密な距離の測定は難しい．Beacon 送信機と受信機のルされている環境であれば利用できるため実用的で間に人体が入るだけで，電波強度が極端に変化する．

ある．

Beacon 受信機をズボンのポケットに入れるか，上着の胸ポケットに入れるかでも変化する．
被呼び出し者は常に端末を持っている必要があるた
め，端末は持ち運びやすい小さいサイズが良い．BLEは省エネルギーであるためモバイル端末で常時起動していても問題はない．iOS ではバックグラウンド動作をサポートしているため，ディスプレイを消しても動作するため，常にアプリケーションやディスプレイを表示する必要はない．
今回の実装では，複数の caller が，同一の calleeを呼び出す場合について，先に呼び出したほうを優先しているため，1 つの caller の実像のみしか表示できない．caller の優先順位を設けて割り込みする方法も考えられる．割り込みを許す場合は，適切な画面効†3 http://nodejs.org/†4 http://www.aplix.co.jp/?page_id=9463†5 https://developer.apple.com/swift/

参 考 文 献[ 1 ] Oksar, Irfan, ”A Bluetooth signal strength basedindoor localization method,” Systems, Signals andImage Processing (IWSSIP), 2014 International
Conference on, pp.251-254, 2014.
[ 2 ] Dragan H. Stojanovi, Natalija M. Stojanovi,
INDOOR LOCALIZATION AND TRACKING:METHODS, TECHNOLOGIES AND RESEARCH
CHALLENGES. Automatic Control and Robotics
Vol.13, No.1, pp.57-72, 2014.
[ 3 ] Marcos Portnoi, Chien-Chung Shen, LocationAware Sign-on and Key Exchange using AttributeBased Encryption and Bluetooth Beacons, IEEE
Conference on Communications and Network Security 2013.
[ 4 ] Apple, iOS Developer Library: Core Location
Framework Reference. https://developer.apple.
com/library/ios/documentation/CoreLocation/
Reference/CoreLocation_Framework/_index.html