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 y 塚本 昌彦 z 坂根 裕 z 西尾 章治郎 z

y 大阪大学工学部

z 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 VCC（Visual Computer Communication）方式を提案した [10]．従来の VCC 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 VCC を拡張し，その性能の評価を行った．

A Translucent Visual Marker with Autonomous Mobilityon Computer Displayyz

Yasue KISHINO , Masahiko TSUKAMOTO , Yutaka SAKANE

yFaculty of Engineering, Osaka Universityz and Shojiro NISHIOzzGraduate School of Engineering, Osaka University

In order to realize an augmented real space, it is necessary to know the accurate viewing
position and the orientation of the camera used to take the image of a real world. Recently, the visionbased tracking technique attracts a lot of attention from researchers for the reason that this method canminimize the visual alignment error. Generally, these systems apply this technique to get the informationof camera position and orientation by analyzing the camera images in which there are paper-printed
markers placed in the real world. However, this method has two serious problems. One of the problems
is that it is diÆcult to distinguish a marker from other objects. The other problem is that when a user
wants to move a marker, the user has to do it physically. In order to solve these problems, we proposed
the VCC (Visual Computer Communication) method[10], in which a marker is displayed on a computerscreen, and the color of each component of the marker is changed within a certain time interval. Although
the location information as well as several bytes of data can be obtained by a computer with a camera byusing this system, the previous VCC has a problem: the marker displayed on a computer screen occupies
the screen area and becomes an obstacle for the user to utilize the computer screen. Therefore, in thispaper, we extend VCC to make a marker translucent and to enable a marker to move autonomously. Inaddition, we evaluate the performance of the extended VCC.

Abstract :近年，仮想物体を現実空間の画像に重ね合わせGPS 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 [3, 5]．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

1

はじめに

[2]．これらの研究では，正しい位置[7]．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

1

図1: VCC 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

Y

~

は，マーカは紙に印刷したものを用いるのが一般Y

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2 次元のバーコードであ~

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¨l·z ¥^[8] を印刷する研究もあるが，マーるマトリックス

M> M>? ³LY Y¨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2: 仮想物体の合成例

図

~

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3: 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．

2

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VCC（Visual Computer Communication）方式を提案した [10]．VCC

図

させて任意の情報を表現できる

それを手前のノートパソコンに付属した

CCD カメラで撮影している．手前のノートパソコンはマーマーカとカメラの位置関係が得られると同時に，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．

VCC の利用環境として，生活空間カとカメラの相対的な位置関係を算出する．さら

本研究では，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

2 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

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URL 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 E-Mail アドレ

イにマーカを表示し，マーカの位置情報とともに，URL 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

VCC のマーカを自由に表示できるようなディスプレイは存在しないため，VCC を利用するためにスを読み取る，会議の際にスクリーンに投影したにマーカから資料ファイルのあるパスを知るといっ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2.1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1 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，近くに存在する店のVCC

VCC では，マーカのコーディング

3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

4 4 16 個のブロックに分割したマトリック
4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2 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．

2

ロケータ部以外のブロックをデータ部と呼ぶ．第1 ビットから第 8 ビットの 8 個のブロックをコーディングするのに 1 色を用いれば，一度の色の変化で1 バイトの情報を，2 色でコーディングし，2 色が重なった色も含めて合計 3 色を用いれば 2 バイトの情報を表せる．1 色コーディングのときには，1（a）
：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3.2

始，終了するときには，それぞれ送信開始ビット，（b）：差分画像

4: 半透明にしたマーカの例

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．

示すれば，それほど邪魔にならないことが想定さマーカの検出方法れる．通常のコンピュータデスクトップの場合に，2.2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距離や傾きを求め，法線ベクトルを算出するし，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4 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3[4]．

実時間でマーカの表示位置を決定する必要があり，VCC の拡張方針

VCC に対し，以下のような画像処理に時間がかかるこの方法は用いない．そ 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本研究では，従来のこで，実時間で処理でき，自律的にマーカの位置方針で拡張した．

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．
3.1

3 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 P 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：Pmなり目立ちにくくなる．さらに，これまで不可能

t とし，
時刻 t における Pm を Pmであったマーカの下に隠れている部分が見れるよt 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

Pmt = wPmt t

ごしのウィンドウ操作が可能になる．

4a(0  w  1)

は半透明なマーカを撮影した様子である．
図（ ）と w をかけ，時間が経つにつれて Pm を単調

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，

4b

Pm を，その 8 近傍のブロックには Pm =2を加える．Pm は，0 から 1 の値をとるように，Pm > 1 のときは Pm = 1 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．

3
（a）：デスクトップ図   

図Pw を加え，アク

6: マーカが移動する様子

間の変化を意味し，現在の位置を1 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ティブウィンドウと一部重なるブロックにはPw =2 を加える．

けるように移動していることが確認できる．

キャレット：Pc

4

Pc は，Pm と同様に，w によって一定時間間実装
マーカをディスプレイ上に表示するプログラム

PCG-C1XF（Pentium2400MHz，メモリ 128MB）で Windows98 上に VisualBasic6.0 を用いて実装した．8.9 型の液晶ディスプ
レイ上に解像度 1024480 ピクセル，色は RGB24ビット（各色 8 ビット）を用いてマーカを表示した．
各色の階調は 256 である．

隔で単調に減少し，キャレットが乗っているは，ソニー社バイオノート

Pc を，その 8 近傍のブロックには Pc = を加える．
この Pm ，Pw ，Pc を適当な割合で加えて P を算出=

rm Pm + rw Pw + rc Pc とする（rm + rw + rc = 1）．
あるブロックが使用される可能性は P が 1 に近い

マーカを検出するプログラムは，ソニー社バ

PCG-C1VJ（Crusoe 600MHz，メモリ128MB）で，WindowsMe 上に VisualBasic6.0 で実装し，画像処理には VisualC++を用いた．カメラ
はこのノートパソコンに付属している CCD カメラを使用した．カメラは 1 画素を RGB24 ビットで表した 160120 ピクセルの大きさの画像を撮影する．

ほど高く， に近いほど低いことを意味する．

イオノート

5a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，Pm ，Pw ，Pc を同じ割合で加えて算出すると，図 （5 b）のよう5 b）では使用可能性 P を高さ軸にしてになる．図 （おり，交互にアクティブになる

シミュレートした結果である．画像中の数字は時隔で単調に減少し，アクティブウィンドウにする．それぞれの割合を表す変数 r を用い，P

際にデスクトップ上で作業した場合の情報を元に，Pw は，Pm と同様に，w によって一定時間間0アクティブウィンドウ：Pw 2


5: 利用可能性の計算結果

ブロックには





（b）
：利用可能性覆われているブロックには

2 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

4.1

カーソルやキャレットのあった部分が高くなってマーカの半透明化

ディスプレイ上に，透明度いる．

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，マーカ検出の画像処理には差分画像を用いていRGB それぞれの半透明のマーカを重ね合わせた．

るため，突然マーカが離れた位置に移動すると正色は gR ，gG ，gB 階調で表示されるものとする．

しく検出できない．そこで，どこにマーカを移動D = s  (1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gi1 ) + d  gi 1 (i 2 R; G; B )ここで，D はディスプレイに表示する画素値，d は短経路全てについて，経路上の使用可能性を足し合わせ，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，s 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．

ではマーカが移動する様子を図RGB いずれも 256 階調なので， が 255 のときはマーカは全く見えず， が 0 のときはマーカの6 に示す．これはマみが表示されて背景は全く見えないことになる．

ウスカーソル（図中右上の曲線），アクティブウィン

これまで

ドウ（右側の長方形），キャレット（右中央の直線）の

VCC 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

位置からマーカの表示位置（左上の正方形）を，実4Mû¡M +Ò
c¤·¸|c¤·¸|

図

Xÿ2



7: 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Xÿ2

c¤·¸|Mû¡

マーカの移動9:1024768 ピクセルで表示で

·zñ1Xÿ2

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）

12.1 型のディスプレイを持つソニー社バイオノート（PCG-R505）を用いた．マーカの移動速度は 1 つのマーカの幅の 1=4 とした．使用可能性 P
は，画面上を 1612 のブロックに分けて算出した．
マーカの大きさは 256256 ピクセルとした．
きる

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．

7

結果は，背景が青色の場合が図 ，背景が緑色の8 となった．これらのグラフより，透明度を上げていくと青と赤を使った場合は，図 7 では透明度 80 を，図 8 では透明度 150 を超えると，評価実験場合が図性能

5.1





易になるので，閾値を厳密に選ぶ必要がなくなる．

5





おいて，ロケータ部がはっきり読み取れ，検出が容実装には，解像度

8: 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

4.2

Mû¡M +Ò

VCC の評価実験を行った．実験ではIP アドレスを想定したランダムな 4 文字の文字列拡張した

エラー率が高くなり，青一色でコーディングした

180 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．

1

ロケータ部をデータ部より濃く表示した場合の列が ビットでも誤っていた場合をエラーとし，そメラで画像を取り込むタイミングによって精度が9タ部よりも 20 下げた値を用いた．結果はマーカを変わるため， 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，透明度すでに実験を行っておりら実験結果を図 に示す．ロケータ部の透明度はデーの割合をエラー率とした．マーカの色の変化とカ

18[6]，この実験において最もエラー率が低かった 60cm の距離にマーカとカメ

180 では 10%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

5.1.2

ラを設置し，コーディングには青一色と，青と赤

200 ミリ秒とした．カメラ画像の色は RGB それぞれ 1 色につき 256 階調で表され，画像処理における閾値は0 から 255 の間の値を取る．実験は屋内で行った．

120 か

マーカの移動中もマーカを認識できるか調べる

1を用いた．マーカの色が変化する間隔はため， 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100，青 150，緑 150 に固定した．
実験結果は図 10 のようになった．横軸が 1 フレー
ム（200 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．1 フレーム間におけるマーカの移動距離が 1 ブロックの幅の約 1=3 である 25 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5.1.1率の低かった赤

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

0 から
5表


1: 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


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10:

Gf2 jv¦

れの場合について約

1 フレーム間における移動距離と図
マーカのエラー率の関係

15 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4 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



レットの位置を調べた．被験者はパソコンを日頃         


平均移動回数
7.6 回
3.6 回
3.2 回
1.6 回













からよく使っている20 代の男性 5 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．

1

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

11: マーカと作業領域が重なった割合


図させる回数が減っている．マーカを提案する方法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．

5.2

6

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6.1いる領域とマーカがどれだけ重なるかを確認する

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，1 PC
1024  768 ピクセル）を使用し，1 秒おきにマウスカーソルとアク180 程度まで上げられることが分かった．
透明度が 180 より大きくなると，全体的にマーカ実験を行った．約 時間 （解像度

透明度をティブウィンドウ，キャレットの位置を取り，マーの色が薄くなり，検出や色情報の読み取りが困難カの表示位置を算出した．
実験結果は図考察になる．青と赤を用いた場合，透明度の高いとこ11 のようになった．P = 0:5 と= rc とした．横軸は rw 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

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，rmれていなかった．背景の色が緑の場合の方が青の

9 では，そうでない図

8 よりエラー率が少し下がっている．差分画像におしても重なるので，そのような場合は除いている．

3

結果より， つの条件を合わせて使用可能性を求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 r や w を調節することで，重20 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．

なる割合を低く抑えられることが分かった．

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

5.3

46

表2: 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
（%）

1263215370

れほど重ならずに，使用しない領域へマーカを移100

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，w やマーカの移動と精度

6.2

1

P の値を調節する必要がある．常にウィンドウを実験結果から フレームにおける移動の幅がマー

113

カの ブロックの = よりも大きくなると，エラー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

キタスディスプレイにおいてもユーザが特に注目動できるのか分かったので，マーカの移動中に，そする部分になると考えられる．の内容を読み取るような応用が可能になった．
6.3

6.6

ユーザによる評価

5.3 節で述べた実験の後に被験者にマーカに関すVCC の性能

VCC ではエラー率が低い部分で，20%程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，

現在の244 隅のみにマーカを表示したいという意見もあり，いデータとした場合に，どの程度エラー率が下が2るかを実験した結果である．表 に示すように，約1=4 のエラーがある場合でも 5 回繰り返し読み取れ

ディスプレイの用途によるアルゴリズムの変更がば，ほとんどエラーがなくなることが分かる．

VCC で利用を想定しているのは URL や IP アドレスといったデータである．4 バイトの IP アドレ
スを 5 回繰り返すのには 4 秒かかる．マーカを数秒ことによって集中力が失われるという指摘もあり，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 Pw を求めるときに，タスクバーの位置と大き6.4必要であることが分かった．さらに，マーカが動く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が必要になる．その他に，タスクバーの上にマーカ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．

際のデータ以外の情報が増えるため， 度の点滅で6.71

伝える情報量を現在と同等にするならばマーカの拡張現実感の分野で，位置情報を得るための方法

サイズが大きくなる，マーカのサイズを現在と同として，画像処理とセンサ，あるいは複数のセンサ等にするならば一度の点滅で伝えられる情報量がを組み合わせた研究が行われている減るなどの問題があり，本稿では扱っていない．
6.5

ハイブリッドなセンサ[9, 11]．VCC

でも他のセンサと組み合わせることで位置情報のマーカの自律的な移動精度を向上させたり，センサでカメラの移動を測実験結果より，提案手法を用いると，マウスカー定し画像中のマーカ位置を予測することで，画像ソルやアクティブウィンドウ，キャレット位置とそ処理速度を向上させることが期待できる．

7

関連研究

6.8

参考文献

Cyber Code[8], 赤外線 LEDを用いる Balloon Tag[1] などがある．Cyber Code[1] 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 VIII
（日本ソフトウェア科学会 WISS 2000）, 近代科学社, pp.131{136 (2000).

関連研究として，

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ID を読み取り，対応するコン[2] Azuma, R.：\Survey of Augmented Reality,"
Presence: Teleoperators and Virtual Environments，Vol.6, No.4, pp.355{385(1997).

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VCC よりも手軽にマーカを利用できるが，[3] Azuma, R., Ho , B., Nelly III, H., and Sarfaty, R.：\A Motion-Stabilized Outdoor Augmented Reality System," Proc. of IEEE VR '99,
pp.252{259 (1999).

表現できる情報量は数バイト程度である．

Balloon Tag では赤外線 LED 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[4] 出口 光一郎: \センシング／認識シリーズ第 5 巻
画像と空間," 昭晃堂 (1991).

取る．本稿では，マーカを目立たなくするために，

Balloon Tag では目に見えない赤半透明にしたが，が，データ送信速度が遅いという問題がある．さ[5] Hollerer, T., Feiner, S., and Pavlik, J.：\SituatedDocumentaries: Embedding Multimedia Presentations in the Real World," Proc. of Third International Symposium on Wearable Computers(ISWC '99), pp.79{86 (1999).

らに，アプリケーションで用いるカラー画像は別[6] 岸野 泰恵, 塚本 昌彦, 坂根 裕, 西尾 章治郎: \コンに取得する必要がある．ユーザにとってもマーカ

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）

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[12] も，目立たVol.2001, No.7, pp.259{264 (2001).

[7] Park, J., Jiang, B., and Neumann, U.：\Visionbased Pose Computation: Robust and Accurate Augmented Reality Tracking," IEEE International Workshop on Augmented Reality, pp.3{
12 (1999).

ないという利点があるが，タグと受信機の間の明確な距離や角度が取得できないという問題がある．

7まとめ[8] Rekimoto, J. and Ayatsuka, Y.：\CyberCode：
Designing Augmented Reality Environmentswith Visual Tags," Proc. of ACM Designing
Augmented Reality Environments (DARE2000)(2000).

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[9] State, A., Hirota, G., Chen, D. T., Garrett, B.,
and Livingstn, M.：\Superior Augmented Reality
Registration by Integrating Landmark Tracking
and Magnetic Tracking," ACM SIGGRAPH '96,
pp.429{446 (1996).

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[10] 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 2000-MBL-12）
Vol.2000, No.14, pp.25{32 (2000).

動的に選択する手法の実現や，読み取りの性能を向上させることが挙げられる．性能を向上させるためには，例えばカメラで画像を撮影する速度を2 倍以上にする必要がある．

[11] You, S. and Neumann, U.：\Fusion of Vision
and Gyro Tracking for Robust Augmented Reality Registration," IEEE Virtual Reality 2001,
pp.71{78 (2001).

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：JSPSRFTF97P00501），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 P2P 型情報共有基盤の確立」，お）13224064）
によってよび，文部科学省特定領域研究（C（いる．ここに記して謝意を表す．

[12] Want, R., Fishkin, P. K., Gujar, A., andHarrison, L. B.：\Bridging Physical and Virtual Worlds with Electronic Tags," Proc. of ACM
Conference on Human Factors in Computing Systems(CHI '99), pp.370{377 (1999).

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