博士 （情報科 学）藤 野雄一
学 位 論 文 題 名ビジュアルコミュニケーション技術の高度化と医療・福祉サービスヘの応用に関する研究
学位論文内容の要旨
近 年 ，我が 国にお いてプロ ードバ ンドネ ットワ ークの 発展お よびそ の加入 者線とし てFITHへ の加入が 急増し ている ．平成 18年9月末 の携帯 電話を 除くプロ ード′ ヾンド 加入状 況は合計2500万で．
そ の うち FTTHは 700万 強 であ る ．また ，その ビット 単位当 たりの プロード バンド 料金は 世界で 一番低 額とな ってい る．そ の有効利 用法と してビ ジュア ルコミ ュニケ ーショ ン（以下VC)応用が考えられ ているが、環境が整ってきているにもかかわらず，企業向け用途としてのテレビ会議以外には、その 普及は 予想し たほど 進展して いをい ，本研 究の目 的は，VCを普及させるために付加機能の高度化， 使いや すいシ ステム としてデ スクト ップ会 議シス テムの提案，またこれらの機器の応用例として ， VC機 能 が 必 須で あ る と 考え ら れ る 医療 ・ 福 祉 サー ピ ス ヘ の適 用 を 目 指し た も の であ る ，最初 に，ユ ーザビ リティ を高め るため のテレビ 電話の高度化基本技術について検討した結果を示
す． テレビ電話はカメラの設置位置の問題のため相手の視線が異をることによる違和感があること‐
また その使 用用途 から顔 を中心と した撮 像画像 を用い るが，顔が動くことにより画角から外れ顔が見え をく教 ってし まう課 題がある，そこで，画像処理によって左右斜め前に設置された2台のカメラから 正面画像を再構成し，視線の合った臨場感のあるテレビ電話を実現する方式の提案，また，いつも画 面の中 心に頭 部が表 示できる ように 頭部領 域を画 像処理により追跡する方式の提案，さらにその ア ルゴ リ ズ ム の実 現 の た め， らせん 状ロー カルラ ベリン グ処理 による新 規処理 法の提 案とCAMを用 いたLSI化 を実施 した． その結果，画像処理により視線の合った顔画像の再構成が可能教こと．
また ，提案 した追 跡アル ゴリズムの有効性，高速処理のための試作LSIを用いた評価装置により，頭部領 域の追跡が可能顔ことを確認した，顔お，顔画像の再構成法は，現在では，ワイヤフレームモデ
ルで のテクスチャマッピングをどの技術により，より高度を処理により実現可能と教っているが．この よ う極目 的での VC応用事 例には 教ってい 教い． 次に， VCのビジ ネス用 システ ムにつ いて検 討した． 個人の デスク トップ コンピュ ータ上 で双方 向通信 を実施する際のウィンドウ表示機能の拡張による マルチ メディ アイン タフェー スにつ いての 提案と ，当該機能を含む資料共有款どの協調作業環境を 実現さ せた会 議シス テムとし て，多 地点間 会議シ ステムPMTCの研究を行った．教お、本システ
ムは 商用化を全体とした研究開発を実施したが，最終的にはピジネス導入には至らをかった．しかし社が ら，本システムのコンセプトは，現在のインターネットを利用したデスクトップ会議システムに継承 されており，開発当時の技術環境でそのサービス性を具現化させたことは，ネットワークを利用し た効 率 的 をパ ー ソナ ル 会議の可 能性を示 した点で 有効であ ったと考え ている．
上述 したよ うに， 付加機 能によ る高度 化技術と ビジネ ス向け 端末を 研究開 発してきたが,VC
サー―1129―

ピ ス の普 及 を進展 させる ことは でき毅 かった 要因のー っとし て，当 時のネ ットワ ークが VCサービ
ス に 追い つ いてい 誼かっ た点， VC機能の 必要性 と認知 度の低 さが挙げ られる ，当時 はISDNが 主流
で 一 般ユ ー ザ が 扱え る の は 128kbps程度であ ったた め，広 帯域を 要求さ れるVCサ ービス は画像 品
質的 に無理 があっ た．そこ で筆者 は，そ の普及 を図る ために技術の高度化から検討するだけではをく． そのサ ーピス適用分野を絞って具現化し，画像の必要を分野から普及させることを考えた，具体的に は，医 療分野 でのフェ イスツ ーフェ イスで のコミ ュニケーションが必須と考えられる遠隔診断や， 独居高 齢者へ のコミュ ニケー ション サービ ス適用 を試み，実証実験を通してその効果の検証を行っ た，
最初 に医療 応用事 例とし て，遠 隔地から の医療 画像読 影を可能にする肺がん検診用読影支援シス
テム と遠隔 内視鏡 手術支援 システ ムの提 案につ いて検 討した．肺がん検診用データは個人のプライ′ヾ シーに 関連するものであるため，そのセキュリティに関し共通鍵方式を組み合わせたデータ転送法を 提案し た，また，読影の際の操作インタフェースは，MIDI機器を用いることによる簡易を操作系
を提 案，実 現し，その効果を確認した．本システムの一部の機能は肺がん検診システムの商用化版にイン プリメ ントされている．遠隔内視鏡手術支援システムに関しては，遠隔地からの手術支援を実現させ るため の基本要素技術検証として位置づけており，画像符号化装置，同期再生型蓄積装置，リア
ルタ イムで のネッ トワーク ストレ ージ型 データ デュプ リケーション装置をどの開発により遠隔地からの 手術支 援が可 能をこと を示し 、これ らの機 能が今 後の遠隔医療の実現に資することに教りうること を示し た，
次 に 福祉 応 用サー ビスへ の適用 を検討 した， 脊椎損傷 をどに より文 字入カ ができ をい障 害者の コ
ミュ ニケー ション ツールと して頭 部領域 追跡技 術を応 用した障害者用文字入カシステムは，頭部を動か すこと により，画面に表示されているソフトキーポード上のカーソルを移動させ，所望の文字や漢字 を得る ことが できるシ ステム である ．これ により ，脊椎損傷をどの患者がインターネットでのメ ール 操 作 等が 可 能と を り ，コ ミュニケ ーションの 範囲を広 げること ができた ．
e―ラ イフア メニテ ィサー ビスとウ ェルダリコミュニケーションシステムは，インターネットの常時接続 環境を 活かし て，相手 のプレ ゼンス 情報を やり取 りすることにより安心感を得られるシステム
であ る．従 来のテレビ会議，テレビ電話は回線交換機を介した通信であり，そのコミュニケーションの開 始時に はそれぞれの相手を強制的に呼びだし，映像を送りつけ，また相手の映像を受信する仕様
であ るが、 インターネット環境では，プライバシーを保たれる状況であれば相手の状況を通信の前に把握 するこ とができるため，新しいコミュニケーション形態へ発展させることができる，ウェルダリ
コミ ュニケ ーショ ンシステ ムは常 時接続 の特長 を活か した，事前に相手の状況を把握するプレゼン
ス技 術を応 用した 例であり ，実証 実験の 結果か らも評 価が高く，2007年春からの商用サービスを実現さ せた．
この ように VCサービ スは， 少子・ 高齢化 社会を 迎える日 本において，医療業務の効率化，高度医療技 術の平 準化， ひいては 医療費 の削減 に貢献 するも の，さ らには 高齢化 社会への IC
T技術の貢献も期 待でき るもの である，

― 1130―学位 論文審査の要旨
主査 教 授 山本 強
副査 教 授 野島 俊雄
副査 教授 長谷山美紀
副査 教 授 清水 孝一

学 位 論 文 題 名ビジュアルコミュニケーション技術の高度化と医 療・福祉 サービスヘの応用に関する研究
ピ ジュア ルコミ ュニケ ーショ ン技術の高度化と医療・福祉サーピスヘの応用に関する研究
近年 ．我が 国にお いてブ ロード ′ヾン ドネッ トワークの発展およびその加入者線としてFrTHへの加入が 急増し ている ，平成 18年9月末 の携帯 電話を 除くプ ロード ′ヾン ド加入状況は合計2500万で，そ の う ちFrTHは 700万 強 であ る．ま た，そ のピッ ト単位 当たり のブロ ードバ ンド料金 は世界 で一番低 額とを ってい る，そ の有効 利用法 として ピジュア ルコミ ュニケ ーショ ン（以下VC)応用が考えられ ているが、環境が整ってきているにもかかわらず，企業向け用途としてのテレビ会議以外には，その 普及は 予想し たほど 進展し ていを い．本 研究の目的は，VCを普及させるために付加機能の高度化， 使いや すいシ ステム として デスク トップ 会議システムの提案，またこれらの機器の応用例として ， VC機 能が 必 須 で ある と 考 え られ る 医 療 ・福 祉 サ ー ピス ヘ の 適 用を 目 指 し たも の で あ る．
最 初に，ユ ーザビ リティ を高め るため のテレ ビ電話の高度化基本技術について検討した結果を示す． テレビ電話はカメラの設置位置の問題のため相手の視線が異をることによる違和感があること．
また その使 用用途 から顔 を中心 とした 撮像画 像を用いるが，顔が動くことにより画角から外れ顔が見え 毅くを ってし まう課 題がある．そこで，画像処理によって左右斜め前に設置された2台のカメラから 正面画像を再構成し，視線の合った臨場感のあるテレピ電話を実現する方式の提案，また，いつも画 面の中 心に頭 部が表 示でき るよう に頭部 領域を画像処理により追跡する方式の提案，さらにその ア ル ゴリ ズ ム の 実現 の ため ，らせ ん状ロ ーカル ラベリ ング処 理によ る新規 処理法の 提案と CAMを用 いたLSI化を実施 した． その結果，画像処理により視線の合った顔画像の再構成が可能をこと．
また ，提案 した追 跡アル ゴリズムの有効性，高速処理のための試作LSIを用いた評価装置により，頭部領 域の追跡が可能をことを確認した．なお，顔画像の再構成法は，現在では，ワイヤフレームモデ
ルで のテクスチャマッピングをどの技術により，より高度を処理により実現可能とをっているが．この ようを 目的で のVC応用 事例に はをっ てい顔 い，次に ，VCの ビジネス 用シス テムに ついて 検討した， 個人の デスク トップ コンピ ュータ 上で双 方向通信を実施する際のウィンドウ表示機能の拡張による マルチ メディ アイン タフェ ースに ついて の提案と，当該機能を含む資料共有をどの協調作業環‑1131―

境を実現 させた 会議シ ステム として ，多地 点間会 議システムPMTCの研究を行った．をお，本システ
ムは商用 化を全体とした研究開発を実施したが，最終的にはピジネス導入には至らをかった，しかしをがら， 本システムのコンセプトは，現在のインターネットを利用したデスクトップ会議システムに継承され ており，開発当時の技術環境でそのサービス性を具現化させたことは，ネットワークを利用した 効 率的 を パ ーソ ナ ル会議 の可能性 を示した 点で有効 であった と考えてい る．
上述し たよう に，付加 機能に よる高 度化技 術とビ ジネス 向け端 末を研 究開発してきたが,VCサービス の普 及を進 展させ ること はでき なかっ た要因 のーつと して， 当時の ネット ワーク がVCサー ピスに 追い ついて いをか った点 ，VC機能 の必要 性と認 知度の 低さが 挙げられ る．当 時はISDNが主流
で一 般 ユ ー ザが 扱 え る のは 128kbps程度 であった ため， 広帯域 を要求 される VCサーピ スは画 像品
質的に無 理があ った． そこで 筆者は ，その 普及を 図るために技術の高度化から検討するだけではをく，その サーピス適用分野を絞って具現化し，画像の必要を分野から普及させることを考えた．具体的には， 医療分 野での フェイ スツー フェイ スでの コミュニケーションが必須と考えられる遠隔診断や，独居 高齢者 へのコ ミュニ ケーシ ョンサ ービス 適用を試み，実証実験を通してその効果の検証を行った，
最初に 医療応 用事例と して， 遠隔地 からの 医療画 像読影を可能にする肺がん検診用読影支援シス
テムと遠 隔内視 鏡手術 支援シ ステム の提案 につい て検討した．肺がん検診用データは個人のプライバシーに 関連す るもの である ため， そのセ キュリ ティに関し共通鍵方式と公開鍵方式を組み合わせたデータ 転送法を提案した，また，読影の際の操作インタフェースは，MIDI機器を用いることによる簡易を操 作系を提案，実現し，その効果を確認した，本システムの一部の機能は肺がん検診システムの商用化 版にインプリメントされている．遠隔内視鏡手術支援システムに関しては，遠隔地からの手術支援を 実現させるための基本要素技術検証として位置づけており，画像符号化装置，同期再生型蓄積装置， リアル タイム でのネ ットワ ークス トレー ジ型データデュプリケーション装置をどの開発により遠隔 地から の手術 支援が 可能を ことを 示し、 これらの機能が今後の遠隔医療の実現に資することにをり うるこ とを示 した．
次に 福祉 応用サ ービス ヘの適 用を検 討した ．脊椎 損傷をど により 文字入 カがで きをい 障害者 のコミュニケ ーショ ンツー ルとし て頭部 領域追 跡技術 を応用した障害者用文字入カシステムは，頭部を動かすこ とにより，画面に表示されているソフトキーポード上のカーソルを移動させ，所望の文字や漢字を得 ること ができ るシス テムで ある． これに より，脊椎損傷をどの患者がインターネットでのメー ル 操作 等 が 可能 と をり， コミュニ ケーショ ンの範囲 を広げる ことができ た．
e−ライ フアメニ ティサ ーピス とウェルダリコミュニケーションシステムは，インターネットの常時接続環境 を活か して， 相手の プレゼ ンス情 報をや り取りすることにより安心感を得られるシステムである． 従来のテレビ会議，テレピ電話は回線交換機を介した通信であり，そのコミュニケーションの開始時 にはそれぞれの相手を強制的に呼びだし，映像を送りつけ，また相手の映像を受信する仕様であるが ，インターネット環境では，プライバシーを保たれる状況であれば相手の状況を通信の前に把握する ことができるため，新しいコミュニケーション形態へ発展させることができる．ウェルダリ
コミュニ ケーシ ョンシ ステム は常時 接続の 特長を 活かした，事前に相手の状況を把握するプレゼン
ス技術を 応用し た例で あり， 実証実 験の結 果から も評価が高く，2007年春からの商用サービスを実現させた ．
このよ うにVCサ ーピス は，少 子・高齢 化社会 を迎え る日本において，医療業務の効率化，高度医― 1132

療技 術の平 準化， ひいて は医療 費の削 減に貢 献する もの，さ らには 高齢化社会へのI
CT技術の貢献も期 待でき るもの である ．
こ れを要 するに、 著者は ビジュ アルコ ミュニ ケーションの普及を図るため、画像処理技術による高度 化、特 に頭部 領域の 認識、 合成、 追跡を ど高度化に向けた手法に関して新たを知見を得たものであ る。ま た、そ の適用 領域を 絞り、 医療・ 福祉分野への適用に関してその可能性を示したものであ る 。 よっ て 著 者 は北 海 道 大 学博 士 （ 情 報科 学 ）の 学位を 授与さ れる資格 あるも のと認 める。

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