hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
蛋白質の生体内代謝部位,速度の解明に有用な金属ラジオアイソトープ標識試薬の開発

蛋白質の生体内における代謝部位,速度の解明には,(1)蛋白質の分子内,分子間架橋を誘発することなく(2)血液中でインジウム-111と安定な標識蛋白質を(3)高い比放射能,放射化学的収率で生成し,さらに(4)蛋白質の集積組織において,細胞内に長時間残留する放射性代謝物を与える,キレート試薬の開発により可能となる.我々はこれまで,DTPAを二官能性キレート試薬としてインジウム-111(In)で標識したタンパク質やペプチドは集積組織におけるリソソーム代謝でリジンあるいはフェニルアラニン結合In-DTPAを最終代謝物として生成し,この代謝物はリソソーム画分に長時間滞留することを明らかにした.そこで,DTPAの末端のカルボン酸の一つに様々なアミノ基と置換した誘導体を合成し,Inとの錯形成反応,得られた錯体の血液中での安定性を検討した.その結果,DTPAにphenylalanineやphenylethylamineを導入することで錯形成反応を損なうことなくIn錯体の安定性を大きく向上するが,DTPAにethylamineやanilineを導入した場合,生成するIn錯体の安定性は大きく低減する興味深い知見が得られた.おそらく,ベンゼン環などの嵩高い置換基の導入によりDTPA分子内のエチレン炭素の回転が制約を受け,これが生成する錯体の安定性を向上したと考えられるが,それとともに,ベンゼン環とインジウムとの直接の相互作用の関与も示唆された.さらに,種々のRI標識試薬のリソソーム代謝で生成する放射性代謝物の細胞からの消失速度の評価に有用であるガラクトース結合アルブミンを用いた実験系において,放射性代謝物の肝臓からの消失速度を定量的に解析可能な薬物速度論モデルを構築した.これらの研究成果は,生体内に投与されたタンパク質の代謝部位や代謝速度の解明に有用な標識試薬の開発に有用な知見を与えるものである.蛋白質の生体内における代謝部位,速度の解明には,(1)蛋白質の分子内,分子間架橋を誘発することなく(2)血液中でインジウム-111と安定な標識蛋白質を(3)高い比放射能,放射化学的収率で生成し,さらに(4)蛋白質の集積組織において,細胞内に長時間残留する放射性代謝物を与える,キレート試薬の開発により可能となる.我々はこれまで,DTPAを二官能性キレート試薬としてインジウム-111(In)で標識したタンパク質やペプチドは集積組織におけるリソソーム代謝でリジンあるいはフェニルアラニン結合In-DTPAを最終代謝物として生成し,この代謝物はリソソーム画分に長時間滞留することを明らかにした.そこで,DTPAの末端のカルボン酸の一つに様々なアミノ基と置換した誘導体を合成し,Inとの錯形成反応,得られた錯体の血液中での安定性を検討した.その結果,DTPAにphenylalanineやphenylethylamineを導入することで錯形成反応を損なうことなくIn錯体の安定性を大きく向上するが,DTPAにethylamineやanilineを導入した場合,生成するIn錯体の安定性は大きく低減する興味深い知見が得られた.おそらく,ベンゼン環などの嵩高い置換基の導入によりDTPA分子内のエチレン炭素の回転が制約を受け,これが生成する錯体の安定性を向上したと考えられるが,それとともに,ベンゼン環とインジウムとの直接の相互作用の関与も示唆された.さらに,種々のRI標識試薬のリソソーム代謝で生成する放射性代謝物の細胞からの消失速度の評価に有用であるガラクトース結合アルブミンを用いた実験系において,放射性代謝物の肝臓からの消失速度を定量的に解析可能な薬物速度論モデルを構築した.これらの研究成果は,生体内に投与されたタンパク質の代謝部位や代謝速度の解明に有用な標識試薬の開発に有用な知見を与えるものである.蛋白質の生体内における代謝部位,速度の解明には,(1)蛋白質の分子内,分子間架橋を誘発することなく(2)血液中でインジウム-111と安定な標識蛋白質を(3)高い比放射能,放射化学的収率で生成し,さらに(4)蛋白質の集積組織において,細胞内に長時間残留する放射性代謝物を与える,キレート試薬の開発により可能となる.本年度の研究では,種々のDTPA誘導体を設計,合成し,上記の(1)から(3)に要件を満たすキレート試薬の検討を行った.その結果,従来,蛋白質の代謝部位の研究に汎用されてきたDTPA無水物は蛋白質の分子内,分子間架橋を誘発し,これが原因で目的とする蛋白質の肝臓,腎臓における代謝を過大評価することを明らかにした.また蛋白質の分子内,分子間架橋を誘発しないMonoreactive DTPAは,DTPA無水物に比べて遙かに高い比放射能,放射化学的純度でインジウム-111標識蛋白質を与えることを認めた.さらに種々のDTPA誘導体についての検討から,DTPA骨格にベンゼン環を導入したベンジル-DTPA誘導体はインジウムとの錯形成反応を損なうことなく,生体内で安定なインジウム錯体を与えることを明らかとし,蛋白質の代謝部位の同定にはベンジルDTPAを基本骨格とすることが適切であることを示した.一方,生体内で安定なインジウム-111錯体を形成するベンジルEDTAを用いた検討から,このキレート蛋白質のリジンεアミノ基に導入した場合,システインのチオール基に導入した場合に比べて肝実質細胞,非実質細胞のリソソーム画分に遙かに長い時間残留することを速度論的検討から明らかとした.

今後,放射性代謝物のリソソーム膜における輸送についての更なる検討を行うとともに,リソソームへの長時間にわたる残留に適した分子量,電荷の放射性代謝物を与える新たなベンジル-DPTA誘導体の開発を行うことで蛋白質の生体内での代謝部位,速度の解明に有用なインジウム-111標識試薬が開発可能と考えられる.蛋白質の生体内における代謝部位,速度の解明には,(1)蛋白質の分子内,分子間架橋を誘発することなく(2)血液中でインジウム-111と安定な標識蛋白質を(3)高い比放射能,放射化学的収率で生成し,さらに(4)蛋白質の集積組織において,細胞内に長時間残留する放射性代謝物を与える,キレート試薬の開発により可能となる.本年度は,DTPAの末端のカルボン酸にフェニルエチルアミン,エチルアミン,フェニルアラニン,アニリンを結合した誘導体を合成し,それぞれのDTPA誘導体とインジウム-111との錯形成反応収率さらには得られたインジウム-111錯体の血液中におけるトランスフェリンとの交換反応に対する安定性を検討した.そして,末端のカルボン酸に置換基を導入することによりインジウム-111との錯形成反応収率が低下したが,トランスフェリンにより交換反応に対しては置換基による相違が大きく観察された.すなわち,末端のカルボン酸にエチルアミンやアニリンを結合した場合,未置換のDTPAに比べてインジウム-111錯体の安定性は低減したが,フェニルエチルアミンやフェニルアラニンの結合では,錯体の安定性の著しい向上が観察された.これらの結果から,嵩高い置換基をDTPAに導入することで錯体の安定性が向上するが,これはDTPAのエチレン炭素の回転が制約を受けるためではなく,ベンゼン環とインジウムとの直接の相互作用によることを示唆するものである.さらに,標識試薬の評価に有用と考えられるガラクトース結合アルブミンを用いた実験系に対する薬物速度論的モデルを構築し,様々な標識試薬に由来する放射性代謝物の肝臓からの消失を定量的に把握することが可能となった.これらの研究成果は,生体内に投与されたタンパク質の代謝部位や速度の解明を目的とするインジウム-111標識試薬の開発に有用な知見を与えるものと考えられる
RI標識後に抗体へ導入可能な新規キレート剤の開発と汎用的な標識抗体作製法の構築

簡便に放射性同位元素(RI)標識抗体を作製することを目的として、RI標識後に抗体に導入可能な新規キレート剤の開発を計画した。キレート部位としてCHX-DTPAを選択し、骨格炭素からベンゼン環を介してグリシンを結合したCHX-DTPA-Bn-Glyを設計・合成した。本誌薬は低濃度でインジウム-111標識が可能であり、投与後、速やかに尿中に排泄された。以上よりCHX-DTPA-Bn-Glyは新規キレート試薬の母体として有望である。抗体に放射性同位元素(RI)を結合させた『RI標識抗体』は標的分子に対して高い親和性を有し、がんに選択的に集積することから、特異度の高い診断、副作用の少ない治療が期待できる。しかし抗体をRI標識するためには抗体へのキレート剤の導入が必要であり、それが大きな障壁となり研究開発が進んでいない。そこで申請者は、抗体自体に修飾を加えることなく、簡便にRI標識することが可能な手法が有用であると考え、RI標識後に抗体に導入可能な新規キレート剤の開発とそれを用いた新規標識抗体作製法を構築することを計画した。少ない物質量でも高い標識率が得られるキレートを用いることで、本開発のキレート試薬に対して抗体を大過剰に入れることが可能になると考え、本年度は、キレート部位としてDOTAではなくCHX-DTPAを用いることとした。また、新規キレート剤として抗体と速やかに反応する官能基としては、テトラフルオロフェノールエステルを選択した。111Inを用いて、本キレート試薬の標識濃度を検討したところ、低濃度で標識することが可能であった。一方で、標識後に抗体と結合せずに残ったキレート試薬部分が体内に滞留してしまうと、未精製のまま投与した際に抗体の体内動態を可視化する妨げとなると考えられる。そこで、体内から速やかにクリアランスされるようなキレート試薬の構造を検討した。その結果CHX-DTPAの骨格炭素から伸びるベンゼン環にカルボン酸を導入したキレート試薬よりも、さらにグリシンを結合したキレート試薬の方が速やかに尿中に排泄されることが明らかとなった。本年度は、新規キレート剤として抗体と速やかに反応することが知られている官能基を合成し、その後DOTAと結合することで新規キレート剤を得た。得られたキレート剤の111In標識を行ったところ、、キレート剤にわずかに不純物が混入していると標識が大きく妨げられることから、キレート剤を高度に精製する必要があることが明らかとなった。キレート剤を精製後、pH5、100°Cで標識することで高収率で標識体が得られた。標識濃度としてもある程度の低濃度で標識することが可能であった。低濃度で標識することは、その後の抗体との反応において使用する抗体の量を少なくするために非常に重要であり、低濃度で標識できたことは、本キレート剤が抗体を簡便に標識する試薬として有用である可能性を示すものである。また標識時に加熱することが可能であるということから、キレート部位を置換することにより、診断用RIへの展開も容易であると考えられる。新規キレート剤が高純度でないと標識率が高くならないことが明らかとなり、高度に精製する必要があったため、当初の予定よりもやや遅れてしまった。今後は、実際にキレート剤標識体と抗体との結合実験を行う。キレート剤に対してどのくらいの当量の抗体を入れると結合率が高くなるかを検討する。また診断用のRIである64Cuキレート剤を導入した新規キレート剤についても同様に検討を行う。さらに抗体との結合部位として新たな結合様式をもつ置換基を導入した新規キレート剤の開発、評価を行う。標識した新規キレート剤と抗体との結合実験を行うために試薬およびRIを購入する。また本年度は本方法により作製したRI標識抗体と従来法により作製したRI標識抗体の体内動態を比較するために細胞培養用の試薬・器具およびマウスを購入する。新規キレート剤の合成は共同研究者の山下が行い、そのための試薬やガラス器具を購入する。
東シベリアにおける森林火災による大気環境影響とその日本への越境大気汚染の解明

東シベリア地域における森林火災による大気汚染物質を高時間分解能(1日単位)の連続大気汚染物質捕集測定により測定し、その局地的な大気環境インパクトを求めると同時に、越境大気汚染として日本に及ぼす影響を明らかにすることを研究目的として、イルクーツクにあるロシア連邦科学アカデミーシベリア支所、湖沼学研究所との共同研究として、緊密な連携の下、観測を行った。毎年現地訪問による研究内容打ち合わせを行った。2005年8月2日にエアロゾル中のイオン種濃度がピークを示した。硫酸イオンは4ug/m^3を越え、カリウムイオンも0.37ug/m^3と非常に濃度が高く、森林火災によるものの可能性があるが、1日のみ高濃度であったので、ごく小規模のものであると推測される。硫酸イオンとして10ug/m^3を大幅に越えるものは観測されていないために、日本への越境大気汚染の可能性は全くなかった。2006年度の「東アジア酸性雨モニタリングネットワーク」による二酸化硫黄の濃度測定をロシアからの移流の可能性があるサンプリング地点(利尻、竜飛岬、佐渡関岬)に関して解析した。4月に6ppbvを越える高濃度が、佐渡関岬のみで観測されたが以降は6月いっぱいまで低濃度であった。7月-9月は3地点とも二酸化硫黄濃度は低かった。12月から3地点に共通する高濃度現象が観測された。1月-3月にもスパイク状の高濃度が観測され、5ppbvを越えることが3回あった。米国NOAAのシステムを利用した後方流跡線計算結果によると12月22,23日は一部ロシア上空を気塊が横切っていたが、森林火災の影響かどうかは明らかではなかった。今回の観測でロシアの森林火災による大気環境への影響を明確に捉えることは出来なかったが、東シベリア地域における大気環境観測のキャパシティビルディングが出来た。今後も地球温暖化の加速により森林火災の危険性が高まるシベリアにおいて、大気環境観測の体制が整った事は大きな成果である。東シベリア地域イルクーツク市近郊にのサンプリング地点において、10ライングローバルサンプラー(GS10-GP)により、暖候期に大気汚染物質(二酸化硫黄、エアロゾル)を高時間分解能(1日単位)の連続大気汚染物質捕集により測定し、その局地的な大気環境インパクトを求めると同時に、バックトラジェクトリー計算による解析により越境大気汚染として日本に及ぼす影響を明らかにする事を目的としている。ロシア連邦科学アカデミーシベリア支所、湖沼学研究所との研究打ち合わせを行い役割分担を決めた。連続大気汚染物質捕集用の備品(10点グローバルサンプラー(GS10-GP)1台の購入を行い、イルクーツク市(ロシア)湖沼学研究所への運送手続きを行った。1日単位のサンプリングは7本のフィルターホルダーを設置して1日毎に流路が切り替わる方式を採るので、研究所から1時間程度のアクセスでなければ観測が出来ない。そのために、湖沼学研究所がイルクーツク市近郊に新たなサンプリング地点を探した。8月上旬に国立環境研究所:村野、日本環境衛生センター・酸性雨研究センター:大泉の両者が訪露して、サンプリング装置の設置を行った。SO2,HNO3,NH3等のガス状物質並びに粒子状物質はフィルターパック法(テフロンろ紙、ナイロンろ紙、アルカリ含浸ろ紙を順に装着した4段ろ紙法)で採取する。8月中旬からサンプリングを開始した。湖沼額研究所の職員が毎週1回サンプリング地点を訪れた。10月末にサンプリングが終了した。フィルターの化学分析結果によると9月2日にエアロゾル中のイオン種濃度がピークを示した。

硫酸イオン、炭酸イオンとも最高濃度を示した。但し、カルシウム濃度が高かったので、森林火災によるものとは考えられなかった。今後、バックトラジェクトリー計算により解析を進める予定である。東シベリア地域イルクーツク市近郊のサンプリング地点において、10ライングローバルサンプラー(GS10-GP)により、暖候期に大気汚染物質(二酸化硫黄、エアロゾル)を高時間分解能(1日単位)の連続大気汚染物質捕集により測定し、その局地的な大気環境インパクトを求めると同時に、バックトラジェクトリー計算による解析により越境大気汚染として日本に及ぼす影響を明らかにする事を目的として、本年度もロシア連邦科学アカデミーシベリア支所、湖沼学研究所が大気汚染物質のサンプリングを行い、化学分析も終了した。9月下旬に日本環境衛生センター・酸性雨研究センター:大泉が別予算で訪露して、サンプリング現場を視察すると同時に研究打ち合わせを行った。イルクーツク地域は2004年7月のハリケーンで倒木が多数生じ、森林火災の危険性が高まった。2005年には6月中旬までにイルクーツク地域で約3万haの森林火災が生じた。フィルターの化学分析結果によると8月2日にエアロゾル中のイオン種濃度がピークを示した。硫酸イオンは4ug/m^3を越え、カリウムイオンも0.37ug/m^3と非常に濃度が高く、森林火災によるものの可能性があるが、1日のみ高濃度であったので、ごく小規模のものであると推測される。硫酸イオンとして10ug/m^3を大幅に越えるものは観測されていないために、日本への越境大気汚染の可能性は全くなかった。観測地点の大気環境評価という点では、炭酸塩濃度が高いという点以外は、国内地点と同等レベルであった。束シベリア地域イルクーツク市近郊のサンプリング地点において、10ライングローバルサンプラー(GS10-GP)により、暖候期に大気汚染物質(二酸化硫黄、エアロゾル)を高時間分解能(1日単位)の連続大気汚染物質捕集により測定し、その局地的な大気環境インパクトを求めると同時に、バックトラジェクトリー計算による解析により越境大気汚染として日本に及ぼす影響を明らかにする事を目的として、本年度もロシア連邦科学アカデミーシベリア支所、湖沼学研究所が大気汚染物質のサンプリングを行い、化学分析も終了した。9月下旬に日本環境衛生センター・酸性雨研究センター:大泉が訪露して、サンプリング現場を視察すると同時に研究打ち合わせを行った。2004年及び2005年の810月のガス平均大気中濃度を比較すると、全成分とも2005年に高くなった。特に、2005年のSO_2平均大気中濃度は2004年の0.4ppbに比べ2.6ppbと約6倍も高くなった。2005年のSO_2濃度は、観測期間中平均的に高かったが、一時的に高濃度を観測することもあり、10月には最大値9.5ppbを観測していた。陽イオン及び陰イオンの割合は、2005年はやや陰イオンの割合が増加した。陽イオンでは、両観測期問ともNH_4^+及びCa^<2+>が全陽イオンの約8割を占めていた,、2004年のNH_4^+組成が2005年に比べ高くなったのは、観測期間平均濃度16.8neq m^<-3>に比べ、2004年8月に40.0neq m
解剖学的統計モデルを用いた顔のＣＧ表現

頭蓋顎顔面骨形状から顔面形状を推定することは、コンピュータグラフィックス、法医学、臨床医学などにおいて重要な課題である。本研究では、頭部CTデータから頭蓋顎顔面骨と顔面形状データベースを構築し、統計的性質を分析した。分析法としては、主値解析および独立成分分析を用いた。さらに、両者間の推定技術を開発し、推定精度を幾何学的側面・認知的側面から実験的に評価した。推定法としては線形推定および空間変形法を検討した。1 3D頭蓋骨データベースの統計分析:3D頭蓋骨データベースの主値解析を70サンプルに対して行った。その結果、上位50程度の主値ベクトルにより、99%以上の精度で近似が可能であることが示された。このことから、70サンプルからなる本データベースを用いて、有意な統計解析を行いうることが示唆された。また、上位の主値ベクトルを分析したところ、歯の先端部など特定部位の変動が大きく、これらへの適切な対応を行えば、さらに効率的な表現が行える可能性も示唆された。2データベースを用いた頭蓋骨3次元形状復元の検討:上記のように、50次元程度のベクトル空間を用いて頭蓋骨を表現しうることが示された。このことを利用し、複数枚の顔面部X線画像から3次元推定が可能であるかどうか検討した。具体的には、X線写真上に複数の特徴点を指定することを想定し、何点程度指定すれば推定可能であるか検討した。その結果、25点ほどの点を指定すれば、推定が可能であることが示唆された。3 3次元表示、触覚デバイスの検討:3Dデータベースの登録、更新において特徴点の対話操作が必要である。この3次元対話操作において、3次元表示、触覚デバイスなどのマルチモーダル処理の導入を検討し、実験環境を整備した。4顔の画像生成に関する検討:推定した顔形状を高精度に表示できるようにするためには、皮膚や毛髪等の散乱を表示することが必要である。そこで、これらの表示アルゴリズムを開発し、評価した。1 3次元頭蓋顔面骨形状の統計分析:3次元頭蓋顔面骨データベースは、(1)CTデータ、(2)メッシュデータ、(3)特徴点データ、の3階層から構成され、現在70サンプルのデータが格納されている。このデータベースに対して、以下の解析を行った。(1)メッシュデータの主値解析:昨年度、特徴点データの主値解析を行い、固有空間の次元数が36次元程度であることが判明した。今年度、メッシュデータ(3279頂点)に関しても主値解析を行った。その結果、次元数は32次元とやや少なくなることが判明した。これは、特徴点は冗長性が比較的低い顔面部に多く配置されているのに対し、メッシュ頂点は均一に配置され、冗長性の高い後頭部の影響が強いためと考えられる。(2)独立成分分析:特徴点データおよびメッシュデータに対して、独立成分分析を行い、部位の個人間変動に関して統計的に独立な成分を抽出した。分析アルゴリズムとしては、収束が早いとされるFastICA法を用いた。独立成分に関するヒストグラムを取ったところ、尖度の高いことが認められ、独立性の高い成分が抽出されていると考えられる。形態学的な分析を進めてゆきたい。2特徴点指定システム:3Dデータベースの登録、更新において特徴点の対話操作が必要である。この3次元対話操作において、3次元表示、触覚デバイスなどのマルチモーダル処理の導入を行い、評価した。その結果、指定時間には顕著な向上は認められなかったが、指定精度の改善が観測された。1顔面形状CTデータの分析3次元頭蓋顔面骨データベースは、(1)CTデータ、(2)メッシュデータ、(3)特徴点データ、の3階層から構成され、現在70サンプルのデータが格納されている。このうち、CTデータは濃度値を格納したボクセルデータなので、閾値を適切に設定すれば顔面形状データが得られる。閾値を調整しつつ、データベース内のサンプルを表示して観察したところ、目を閉じているサンプルが多いこと、口の開閉が不統一であること、眉毛・毛髪は判別できないこと、などが明らかとなった。2顔面形状特徴点の選定顔面形状の特徴点としては、顔面骨形状に基づく解剖学的特徴点、顔認識などを目的とした表情論的特徴点がある。目・瞳や眉毛などは表情論的には重要な特徴点であるが、前述のようなCTデータの特性上、安定に抽出することが困難である。そこで、本研究では、解剖学的特徴点を中心に、30点を特徴点として選定した。昨年行った3次元頭蓋骨形状の主成分分析によると、顔面骨の次元数が30次元強である。顔面の特徴空間は30点×3次元であるので、次元数的には顔面骨の推定に十分であるといえる。3顔面特徴点指定システム頭蓋顎顔面骨特徴点指定システムを改良し、顔形状特徴点指定システムを実装する予定であったが、対象形状のボクセル数増加に伴う記憶・処理系の問題、対象形状の位相に伴うアルゴリズム的問題などが判明した。そこで、アルゴリズム・実装の改善法を検討し、システムを再設計した。

4豚の顔画像の解析当該システムを用いて豚の顔画像の分析を行い、特徴空間が約60次元程度であることが示された。1顔面形状データベースの構築3次元頭蓋顔面骨データベースは、1CTデータ、2メッシュデータ、3特徴点データ、の3階層から構成され、現在64サンプルのデータが格納されている。これに加え、同一のCT画像に対して顔面形状データベースを作成した。まず閾値を調節し、雑音除去などを行った後、CTデータとして格納した。次いで、顔形状特徴点指定システムにより対話的に特徴点を設定し、特徴点データとした。さらに、テンプレートメッシュをフィッティングさせ、メッシュデータを構成した。2顔面骨形状から顔面形状の推定処理3次元頭蓋顔面骨データベースと顔面形状データベースを用いて、顔面骨特徴点から顔面骨形状を推定する処理系を実装した。推定アルゴリズムとしては、主値解析を用いた最小自乗推定法を用いた。データベースから1サンプルを取り除いて学習し、その結果を用いて未知サンプルを推定した(leave-one-out法)。3評価実験推定された頂点座標とデータベースに登録された頂点座標の距離を求め、誤差評価を行った。その結果、推定誤差は6.2mmであった。比較のため、thin-splineを用いたClaesの手法を用いて、同様の実験を行ったところ、誤差は6.8mmであった。t検定を行ったところ、1%水準での有意差が認められた。4心理実験推定された顔形状とオリジナルの顔形状を被験者に表示し、どの程度似ているか5段階評価で答えさせた。この結果、「似ている」より高い平均3.22という評価が得られた。5豚の顔画像の解析当該システムの主値解析の基本関数を用いて、豚の顔画像認識実験を行った。認識アルゴリズムとしては固有空間法を用いた。その結果、97.5%の認識率が得られた。1顔形状データベース作成:顔形状データベースを、CTデータ、メッシュデータ、特徴点データ、の3階層で構成する。ボクセル数増加に伴う記憶・処理系の問題、対象形状の位相に伴うアルゴリズム的問題を解決し、顔形状特徴点指定システムを実装した。また、形状フィッティングに用いる顔面テンプレートメッシュを作成した。まず,CTデータに対して、閾値処理、孤立領域除去処理、ノイズ軽減処理、などを施し、顔形状の特徴点を会話的に指定する。ついで、顔形状標準テンプレートメッシュを顔形状特徴点を用いて変形させ、メッシュデータベースを構築する。健常者66名、患者95名のCTデータに関して上記処理を行い、データベースを作成した。2顔形状の統計分析:得られた顔形状データに対して、予備的な統計分析を行った。顔面骨特徴点と顔面特徴点に主成分分析を施したところ、有効次元数はほぼ同程度であることが示された。このことから、少なくとも特徴点レベルでは、双方向での推定が可能であることが期待できる。3顔形状・顔面骨形状推定アルゴリズム:上記知見に基づき、主成分を用いた推定法を検討し、処理系の設計および実装を行った。テストデータを用いて予備実験を行い、動作を確認した。
変調信号によるチップ内の通信機能を集積化した高性能回路技術

パルス変調技術を用いて帯域制限された伝送路を有効利用して効率的に情報伝送するデータ送受信回路のLSI内部のデータ転送部に導入することにより、情報通信速度、電力効率を1桁以上向上させるとともに、必要な配線数を大幅に減少させる。これによりデータ転送によるLSIの性能の壁をやぶることを目的に研究した。パルス変調方式としてパルス幅変調とパルス位相変調を比較し、データ転送効率はパルス位相変調の方が優れるが、位相同期の実現が難しいとの結論を得た。そこで、0.8μmCMOSデバイス技術を使用して、パルス幅変調信号によるデータ通信インタフェース回路を設計した。このCMOS技術で1GHzを直接処理するのは困難であるので、250MHzの4相クロックを使用して、等価的に1GHzに相当する1ナノ秒の時間分解能を得て、パルス幅変調信号の発生してデータ送信する回路とこれを受信する回路を設計した。さらに、ゲートアレイでも実現できるように、論理回路のみで構成されるパルス幅変調受信回路も設計した。これらについて、ハードウエア記述言語、論理シミュレータおよび回路シミュレータ(HSPICE)を用いて、回路の機能および性能を検証し、初期の性能が実現できることを確認した。前者の回路を使用して0.5μmCMOS技術によるテストチップを試作した。設計にはLSIの論理合成、レイアウト合成CADシステムを用いた。高速データ転送の評価技術として、時間分解能1ナノ秒の任意波形発生装置と既存のロジックアナライザーやオシロスコープによりパルス変調信号を作成して、パルス幅変調信号の送信・受信の性能評価方法を検討した。その結果、1ナノ秒程度の精度の測定が可能であることを確認した。この技術をを用いてテストチップを測定し、ほぼ設計どおりの性能が得られることを確認した。平成7年度の研究は,制限された伝送路帯域を有効利用して効率的に情報伝送する変調技術を集積回路の内部のデータ転送回路に導入することにより,情報通信速度,電力効率を1桁以上向上させるとともに,必要な配線数を大幅に減少させる.これによりデータ転送のネックによるLSIの性能の壁をやぶることが目的である.このために,0.8μmCMOSデバイス技術を使用して,パルス変調信号によるデータ通信インタフェース回路を設計した。このCMOS技術で1GHzを直接処理するのは困難であるので,250MHzの4相クロックを使用して,等価的に1GHzに相当する1ナノ秒の時間分解能を得て,パルス幅変調信号の発生してデータ送信する回路とこれを受信する回路を設計した.さらに,ゲートアレイで実現しうる受信回路も実現した。これらについて,ハードウエア記述言語,論理シミュレータおよび回路シミュレータ(HSPICE)を用いて,回路の機能および性能を検証し,所期の性能が実現できることを確認した.この研究費で購入した時間分解能1ナノ秒の任意波形発生装置と既存のロジックアナライザーやオシロスコープによりパルス変調信号を作成して,パルス幅変調信号の送信,受信の基本原理の確認および機能評価,性能評価方法を研究した.その結果,1ナノ秒程度の精度の測定が可能であることを確認した.パルス変調技術を用いて帯域制限された伝送路を有効利用して効率的に情報伝送するデータ送受回路のLSI内部のデータ転送部に導入することにより、情報通信速度、電力効率を1桁以上向上させるとともに、必要な配線数を大幅に減少させる。このCMOS技術でIGHzを直接処理するのは困難であるので、250MHzの4相クロックを使用して、等価的にIGHzに相当する1ナノ秒の時間分解能を得て、パルス幅変調信号の発生してデータ送信する回路とこれを受信する回路を設計した。

さらに、ゲートアレイでも実現できるように、理論回路のみで構成されるパルス幅変調受信回路も設計した。これらについて、ハードウエア記述言語、論理シミュレーターおよび回路シミュレータ(HSPICE)を用いて、回路の機能および性能を検証し、初期の性能が実現できることを確認した。前者の回路を使用して0.5μmCMOS技術によるテストチップを試作した。設計にはLSIの論理合成、レイアウト合成CADシステムを用いた。高速データ転送の評価技術として、時間分解能1ナノ秒の任意波形発生装置と既存のロジックアナライザーやオシロスコープによりパルス変調信号を作成して、パルス幅変調信号の送信・受信の性能評価方法を検討した。その結果、1ナノ秒程度の精度の測定が可能であることを確認した。この技術をを用いてテストチップを測定し、ほぼ設計どおりの性能が得られることを確認した。
中世盛期スコットランドにおける歴史叙述としての聖人伝研究

本研究は、12・13世紀のスコットランドにおいて作成された聖人伝を歴史叙述として分析したものである。その結果、多様な地域の集合体からひとつの王国へと統合されていく時代にあって、それぞれ由来を異にする各々の地域において、地域の歴史や「スコットランド」という枠組みがどのように捉えられていたのか、年代記等の歴史叙述からは確認することのできないその多様性が、具体的に示されることとなった。本研究は、中世盛期にスコットランド各地で作成された聖人伝史料を歴史叙述として読み解くことを通して、同時期のスコットランドにおける地域意識とナショナル・アイデンティティの関係について分析することを目的とするものである。主たる作業として、相異なる多様な歴史的背景を有するスコットランド各地で作成された聖人伝の描写を丹念に分析し、各々における地域的伝統に対する意識や統一されていく「王国」に対する歴史認識の多様性を明らかにした。具体的に分析した聖人伝は、ゲール系の影響の強いスコットランド中央以北の地域ゆかりの『聖コルンバ伝』と『聖サーフ伝』、イングランドの歴史的伝統を重視する南東地域において作成された『聖ウォルデフ伝』と『聖マーガレット伝』、および、ノース系ヴァイキングの影響を強く受けて独自のアイデンティティを形成していた南西部のギャロウェイ地域ゆかりの『聖ニニアン伝』である。他のヨーロッパ諸国と比べて年代記等の叙述史料の少ない中世盛期のスコットランド研究においては、証書を中心とする文書史料の分析や、後代の年代記等を利用した遡及的な類推に依拠する部分が大きい中で、今回の研究の成果は、同時代史料をもとにして地域ごとの多様な意識のありかたを具体的に提示するものであり、本研究者が継続的課題として取り組んでいる中世スコットランドにおけるナショナル・アイデンティティ形成過程の解明に、重要な一石を投じるものとなった。本研究の課題は、中世盛期のスコトットランドにおけるナショナル・アイデンティティの形成過程について、同時代に作成された聖人伝を歴史叙述として読み解くことを通して、歴史認識の変遷という観点から、その道筋を明らかにすることである。研究開始年度の平成24年度は、第一に、分析対象たる中世スコットランドの聖人伝に関する研究文献を網羅的に収集し、先行研究の整理を進めた。第二に、既に刊行されている聖人伝史料を収集する一方、写本の原文の確認が必要な箇所について検討を加え、夏期に渡英してマニュスクリプトの予備的調査をおこなった。第三に、聖人伝の叙述の分析自体に関しては、『聖ウォルデフ伝』の解読を具体的に進めた。同伝は、イングランドとの国境に近いスコットランド南部にあるメルローズ修道院の院長ウォルデフ(c.1095-1159年)の生涯を記したもので、13世紀の前半に、当時のメルローズ修道院長パトリックの依頼によって、ファーネスのジョスリンが作成したものである。国王デイヴィッド1世(在位:1124-1153年)の継子であり、王家ゆかりの有力な修道院の長であったウォルデフの聖人伝は、作成当時の王国の中心部における歴史認識の在り方をうかがい知るための貴重な材料となる。実際に、同伝の分析からは、主としてゲール系とアングロ=フレンチ系のアイデンティティが併存・競合していた13世紀前半の状況の中で、王国の歴史的展開に関する理解において、明確にイングランド的伝統を重視する立場が存在したことを確認することができた。現在、『聖ウォルデフ伝』の分析からえられた結果をモノグラフとして公刊する作業を進めている。当初は平成24年度中に二度の海外調査を実施し、マニュスクリプトの分析を終える計画であったが、体調の関係で年度末に予定していた海外調査を平成25年度夏に延期したため、史料分析の進行にやや遅れが生じている。第一に、夏期に延期していた二度目の海外調査を実施し、マニュスクリプトの分析を完了する。その上で、各聖人伝の記述の解読を進め、個々の作品における歴史叙述の在り方を確認し、最終的にはそれらを総合して歴史認識の変遷の過程をまとめる予定である。平成24年度末に予定していた海外調査を延期した分、20万弱の繰越費用が生じている。当初の25年度分の費用と合わせて、諸雑費を除いて、夏期の海外調査および史料収集にすべてを充てる予定である。
占領期琉球における米国人による地誌および社会調査の歴史的研究

米国施政権下の琉球列島で米国の社会科学者がおこなったフィールド調査について、民族誌や回想録のような刊本ばかりでなく業務書類や内部報告書などの一次資料を収集し、その精査にもとづいて、軍組織による駐留先住民の恒常的統治という文脈において、文化的背景の大きく異なる人々についての知識を獲得し、文化教育復興のなかで情報宣伝を展開するうえで、学術専門かがどのような役割を担ったかを具体的かつ実証的に明らかにした。米軍統治下の琉球列島において社会科学調査と民間情報教育行政がどのような関係にあったのかという問題に焦点をあて、ジョージ・H・カーの個人文書を中心に資料収集をおこなった。(1)2010年4月20日より26日と2011年1月3日より8日、スタンフォード大学フーバー研究所資料館にて、カー文書ファイルケース全7箱をパイロット的に調査し、資料館が発行している概要目録を基礎にデータを追加して粗目録を作成した。(2)2010年9月10日より15日、琉球大学付属図書館のカー文書段ボール箱3箱分を全てデジタルカメラで撮影した。ほぼ未整理に近いため、以後、継続してトリミング作業をすすめつつ、概要目録の作成を進めている。(3)9月18日より25日、沖縄県公文書館カー文書のうち個人情報資料(Personal Documents)を調査し、許可の出たものについてデジタル撮影した。(4)12月28日より31日、台北市228記念館にてカー文書のパイロット調査、未公開資料のため、次年度の資料使用について館長と相談した。これらの活動により、カーに関連する文書資料の主な所蔵先の様子はほぼ把握できた。フーバーと琉球大学については撮影まで作業が進んだが、沖縄県公文書館は資料の分量が桁違いに大きく、また、228記念館は資料へのアクセスが十分できなかったので、次年度はこれらについて重点的に作業を進めことで、所期の資料収集計画をほぼ完了できると考える。米軍統治下の琉球列島において社会科学調査と民間情報教育行政がどのような関係にあったのかという問題に焦点をあて、ジョージ・H・カーの個人文書を中心に、関連する史資料の複写収集を継続するとともに、筋年度に収集した資料の両徴処理を進めデータ整理作業をはじめた。(1)2011年5月29日、日本台湾学会第13回学術大会にて「ジョージ・H・カーと沖縄人移民-台湾引揚からボリビア植民へ」というタイトルで、本研究で得た資料の分析をもとにした口頭発表。(2)2011年9月15日より23日まで台湾に出張し、カーの編集になる米国海軍作戦本部の『民事手引』に収録された戦前の施設跡を実見した。転用されてはいるものの建築物が残存し、周辺住民から往時の状態を聞く。(3)2012年1月3日より10日まで沖縄出張を利用し、沖縄県公文書館および那覇市歴史博物館にて川平朝申の個人文書を調査。川平は戦前の台北でカーと親交があり、戦後は琉球軍政府の文化行政官としてカーと再会。このような残留者たちと、当時の台北副領事カーには深い関係があり、この方面での調査の拡充がのぞまれた。(4)2012年3月17日より21日まで台湾出張を利用し、国史館台湾文献館にて、中華民国行政長官公署に留用された川平ら残留者に関する資料を調査。(5)海軍軍政学校でカーの同僚であったマードックの活動について「ジョージ・P・マードックと沖縄-米海軍作戦本部『民事手引』の再読から」というタイトルで雑誌論文にまとめた。(6)2012年3月31日、復帰40年沖縄国際シンポジウムにて「親日であれ親米であれ我が郷土-植民地台湾と米軍政下琉球の沖縄人文化行政官」というタイトルで川平朝申の活動について発表。具体的には、琉球大学附属図書館が所蔵するジョージ・カー文書すべての画像処理および概要目録の作成を完了し、最終形態となる詳細目録についても若干の書誌確認を残すのみとなっている。一方で、米国から派遣される専門家による琉球の地誌調査と、これにもとづいた米軍の民政計画を琉球住民側からみる格好の史資料として、カーと親交のあった川平朝申氏の個人文書の存在が明らかとなった。所蔵館である那覇市歴史博物館の協力を得てその調査を進めたところ、これを媒介にして、カーと同様に琉球列島学術調査プログラム(SIRI)に加わった軍医ギルバート・ペスケラによる肺結核調査および公衆衛生行政へと研究の視野を延長することができた。さらに、このような琉球住民側への着目は、残存関係者への面談調査による情報収集という新たなアプローチの可能性を開いた。本年度中には、往時のカーやペスケラと交友を持ったり、両者それぞれの現地協力者の役割を果たりした者、あるいはこのような人々の遺族から有力な情報を収集することができた。また、両人と同じくSIRIプログラムで琉球に派遣された文化人類学者ダグラス・ハリングの調査中に彼の案内役を務め、その後も交信を続けた元調査助手からインタビューを取るために奄美諸島に赴いた。

本研究によって得た資料を活用した報告として平成24年度中には5本の口頭発表をおこない、年度末までに5本の論考が出版された。スタンフォード大、琉球大学、沖縄県公文書館、台北市二二八紀念館の四箇所に分かれて所蔵されているカーの個人文書のうち、公文書館の所蔵資料が想定を大きく上回る分量であったこと、二二八紀念館の所蔵資料の調査に制限が多かったため。24年度が最終年度であるため、記入しない。沖縄県公文書館の所蔵資料については、平成24年度を通して琉球大学私学研修員として現地に長期滞在することで作業効率を高める。台北市二二八紀念館の所蔵資料については、他所の所蔵資料に関する作業の進展を示すことで、調査制限の緩和に向けて引き続き交渉を進める。
プレバンチ電子線を用いたスミスパーセル超放射

平成30年度は,アルカリ金属光電面の形成条件の確立を主な目的として実験を遂行した.本研究で必要となる光電面は,ピコ秒程度の高速応答性,高い量子効率を有する事が求められる.またスミスパーセル超放射用電子源として高強度のパルス光に対する耐久性も必要となる.そこで本研究ではアルカリ金属光電面の選択した.中でもフェムト秒レーザーの二倍波に最も感度のあるバイアルカリ光電面(K-Cs-Sb)が最適と判断しその形成を行なった.超高真空中で表面の清浄化を行なったITO付きガラスにアンチモン(Sb)を堆積する.その後カリウム(K)を堆積・合金化を行い,続いてセシウム(Cs)の堆積・合金化を完了する.第1段階のK-Sb形成に重要なプロセスがある事を見出した.本研究の特色の一つとして,堆積・合金化の過程の詳細を評価する為に,in-situで膜厚測定,分光量子効率測定,透過/吸収スペクトル分光,放出電流測定が可能となっている.光源には405nmレーザー,ハロゲンランプ,キセノンランプ分光光源,検出器には分光器,ホトダイオードが切り替え可能である.また放射電流はコレクタ-基板間に400V印加して測定をしている.K-Sb形成過程において,基板温度を100度200度で評価したところ,光電面の色が異なる事が明らかとなった.これは透過スペクトルにおいて、700nm程度の長波長側の透過率の違いにあわられている.また形成途中に光励起電流が2回の上昇と下降を繰り返す事を見出した.1回目では透過光強度に変化はなく,2回目では吸収が大きくなる.分光特性や光電面の色により,理想的なK-Sb(六方晶)は2回目の変化で形成されている事が明らかとなった.この後,Csを堆積・合金化した所,モノアルカリ光電面(K-Sb)の量子効率20%に迫る結果を得ることが出来た.理想的なバイアルカリ光電面の形成が難航したことが原因である.当初モノアルカリ光電面から開始したが,順調に量子効率20%を達成した為,バイアルカリ光電面形成に必要な時間を短く見積もった為である.またアルカリ光電面は光電子放出を長時間行なうと性能が劣化する事がある.この為,理想的な光電面形成に拘った.処理過程を厳密に評価する為に,スミスパーセル超放射光装置とは別に,光電面形成用の実験装置を準備し,in-situで詳細な評価を可能ための準備等に時間を費やした.今後はバイアルカリ光電面の形成条件は確立しつつある為,ビーム診断に移行する予定である.すでに放射光と電子銃準備室を一体化した実験装置,フェムト秒レーザーを等間隔で分割する光路差ディレイ回路も準備を完了している.早急に排気装置に接続して実験装置の立ちあげを行なう.その後、新しい光電面準備室でのバイアルカリ光電面形成の再現性を確認をした後に、フェムト秒,パルス列の入射を行い光電面からの光放射電流のプロファイル(光応答性,収束性)を確認する.その後に放射光(コヒーレント放射,超放射)を実施する予定である.高量子効率,高速応答のホトカソード形成を目標として研究を実施した.コヒーレント効果を発現する為には,周波数0.1THzを仮定した場合,25psec以下に集群した電子パルス列を100psec間隔で形成する必要がある.またSP超放射を考えた場合,裏面入射の表面からの電子放出が望ましい.この仕様を実現する方法として,アルカリ金属光電面のピコ秒レーザー励起を選択した.アルカリ光電面として,1CsSb,2バイアルカリ(CsKSb)の2種類を試みた.実際の超放射実験装置を想定し,超高真空中でアンチモン膜,アルカリ金属合金化が可能な実験系を作製した.in-situで光電面を評価する為,405nmのCWレーザーを励起光,膜厚モニター用として使用した.清浄化したITO付きガラスに,10nm程度のアンチモンを蒸着により堆積する.次にアルカリ金属ディスペンサーからCs及びKを基板温度をパラメーターとしてSb表面に供給し合金化を行なった.この際,透過光強度と放出電流量をモニターする.12の量子効率を比較した結果,2は最高10%に達した.しかし,合金化した後に放射電流の減少を抑制する方法を確立する必要があった.結論として形成時の基板温度の低温化が放射電流の安定化に効果がある事が分かり,現在更なるプロセスの改良を行なっている.また電子状態をモニター可能な様に,入射光にハロゲンランランプを用い,その吸収スペクトルより,Sb,kSb,CsKSbへと変化する際のバンド構造について評価をしている.また放射電流量子効率の波長依存性特性を分光光電により測定する予定である.プレバンチ電子線形成には,ピコ秒レーザーからのパルスを光路差により複数分割遅延したパルストレインを形成する.これに必要なハルスディレイ光路の作製を終了した.高量子効率のアルカリ光電面形成は既に成功している.しかし形成後に長時間安定した状態を維持する事が困難である.Csの供給を停止した直後より放射電流の低下が始まり数時間で一桁程度低下する.これに対し,Csを供給する際の基板温度を低下する事で,劣化を抑制できる事を見出している.また,この原因を特定する為,吸収スペクトルの変化と,放射電流の波長依存性より基板内か表面どちらが問題になっているのかを明確にし,プロセスに反映させる必要があるため,やや遅れていると判断した.

平成30年度は,アルカリ金属光電面の形成条件の確立を主な目的として実験を遂行した.本研究で必要となる光電面は,ピコ秒程度の高速応答性,高い量子効率を有する事が求められる.またスミスパーセル超放射用電子源として高強度のパルス光に対する耐久性も必要となる.そこで本研究ではアルカリ金属光電面の選択した.中でもフェムト秒レーザーの二倍波に最も感度のあるバイアルカリ光電面(K-Cs-Sb)が最適と判断しその形成を行なった.超高真空中で表面の清浄化を行なったITO付きガラスにアンチモン(Sb)を堆積する.その後カリウム(K)を堆積・合金化を行い,続いてセシウム(Cs)の堆積・合金化を完了する.第1段階のK-Sb形成に重要なプロセスがある事を見出した.本研究の特色の一つとして,堆積・合金化の過程の詳細を評価する為に,in-situで膜厚測定,分光量子効率測定,透過/吸収スペクトル分光,放出電流測定が可能となっている.光源には405nmレーザー,ハロゲンランプ,キセノンランプ分光光源,検出器には分光器,ホトダイオードが切り替え可能である.また放射電流はコレクタ-基板間に400V印加して測定をしている.K-Sb形成過程において,基板温度を100度200度で評価したところ,光電面の色が異なる事が明らかとなった.これは透過スペクトルにおいて、700nm程度の長波長側の透過率の違いにあわられている.また形成途中に光励起電流が2回の上昇と下降を繰り返す事を見出した.1回目では透過光強度に変化はなく,2回目では吸収が大きくなる.分光特性や光電面の色により,理想的なK-Sb(六方晶)は2回目の変化で形成されている事が明らかとなった.この後,Csを堆積・合金化した所,モノアルカリ光電面(K-Sb)の量子効率20%に迫る結果を得ることが出来た.理想的なバイアルカリ光電面の形成が難航したことが原因である.当初モノアルカリ光電面から開始したが,順調に量子効率20%を達成した為,バイアルカリ光電面形成に必要な時間を短く見積もった為である.またアルカリ光電面は光電子放出を長時間行なうと性能が劣化する事がある.この為,理想的な光電面形成に拘った.処理過程を厳密に評価する為に,スミスパーセル超放射光装置とは別に,光電面形成用の実験装置を準備し,in-situで詳細な評価を可能ための準備等に時間を費やした.アルカリ光電面の長寿命化以外は計画通りに進んでいる.パルストラッキング法を利用したパルス列形成,スミスパーセル超放射実験系におけるアルカリ光電面形成と電子銃マウントを同一チャンバー内で行なう機械設計は終了している.その他,評価に必要な装置の準備は予定通りに終了している.今後は,アルカリ光電面が未完成であっても,短時間であれば評価可能,また再形成が可能である為,超放射実験とアルカリ光電面のプロセス確立を平行して行なっていく予定である.今後はバイアルカリ光電面の形成条件は確立しつつある為,ビーム診断に移行する予定である.すでに放射光と電子銃準備室を一体化した実験装置,フェムト秒レーザーを等間隔で分割する光路差ディレイ回路も準備を完了している.早急に排気装置に接続して実験装置の立ちあげを行なう.その後、新しい光電面準備室でのバイアルカリ光電面形成の再現性を確認をした後に、フェムト秒,パルス列の入射を行い光電面からの光放射電流のプロファイル(光応答性,収束性)を確認する.その後に放射光(コヒーレント放射,超放射)を実施する予定である.
文書の置き方に依存しない文書情報入力システムの構築

本研究は、膨大な学術雑誌や書籍の内容を電子化することを目的として、高解像度カメラで取得した文書画像の情報処理システムの構築を目指した。特に、文書の置き方に制限を設けない手軽な入力作業を可能にする。本研究では、具体的には、電子化されてない大量の古い年代の論文誌を半自動入力するためにページ捲り器を用いて、冊子を裁断することなく見開きページ画像をカメラから入力し、レイアウト解析、角度推定が可能な文字認識を適用することによりデータベースを構築する簡易なシステムを構成した。また、1文字毎の向きを推定することが可能で複数フォントの日本語約3000カテゴリに対応可能な文字認識方式を開発した。本研究課題は、主に二つの課題に分割して推進している。ひとつは「文書の置き方に依存しない」方式を確立するために、日本語回転文字認識の研究を行っており、同一書体であれば99%以上の認識率と±2度の角度推定精度を得ている。この研究成果を、下記の国際学会で発表した。他方、文書形態解析の研究を進めており、紙の形で古くから保存されている学会論文誌を画像として読み取り、傾きを上記方法で推定して補正し、文書形態解析から論文第一ページを抽出して、論文ごとに振り分け、解析情報からデータベースを構築する予定である。現在、傾き補正、前処理を終え、論文第一ページの検出処理を行っている。特に、任意に回転した文書にも対応でき、手軽な入力作業を可能にする。このシステムは大量情報の整理・検索への使用を目的とする。一般にレイアウト解析により文字行を抽出することが可能であるが、文字の向きまではわからない。そのため文字の向きが推定できる認識法と、これまでに開発されたレイアウト解析法を利用した簡易な文書電子化システムを研究開発する。具体的には、電子化されてない大量の古い年代の論文誌を半自動入力するためにページめくり器を用いて、冊子を裁断することなく見開きページ画像をカメラから入力し、レイアウト解析、文字認識を適用することによりデータベースを構築する簡易なシステムを構成した。また、1文字毎の向きを推定することが可能で複数フォント対応の日本語約3000カテゴリに対応可能な文字認識方式を開発した。本研究は、膨大な日本書籍・雑誌の内容を電子化することを目的として、カメラ画像からの実時間文字認識システムの構築を目指す。特に、任意に傾いた文書にも対応でき、安価なシステムにすることにより、手軽な入力作業を可能にする。一般に普及してきた安価な民生用ハイビジョン規格カメラの解像度は十分ではないため、書籍の横向き入力に対応できるようなシステムにしたい。そのため文字の回転に強い認識方式の開発と、既に開発済のレイアウト解析法を統合して簡易な文書電子化システムを研究開発する。初年度は高性能パソコン、高解像度カメラ等を購入し、実験設備の整備を行った。その環境下で論文誌の全ページを入力し、文書画像の処理の方針を検討した。また、これまで蓄積してきた文書処理プログラムの再利用を目指して、本目的に合うよう修正作業に入った。また、文字認識においては、初年度は膨大な日本語カテゴリ3000文字種に拡張した場合の、最適なパラメータを実験的に求める。また、同文字種で異なるフォントにおける部分固有空間上の"ふるまい"の違いを利用した認識手法について研究を進める。1年目に行う実験はデータ作成と固有空間生成を行い、あらゆる条件下で認識実験を行い、適切なパラメータを見つけることである。まず、3000文字種の画像データ作成後、任意の角度から認識できるよう回転文字データを生成。次に、カテゴリ毎に固有ベクトルを計算し、固有空間に多様体を生成する。カメラからの画像から文字認識実験を行い、適切なパラメータを取得する。このように、カテゴリ数、記憶量、計算量共膨大なので、高速でメモリ容量の大きなのコンピュータを使って実験を行っている。文書の傾きを検出するための回転文字認識の研究は順調であるが、文書構造解析の研究がやや遅れている。申請書の研究計画にあるように、初年度は環境整備とともに、文字認識のシミュレーションから最適パラメータを求めることにある。そのような手順で研究を進めている。また、文字認識関連の研究発表を2件行った。紙の形で保存されている学会論文誌をカメラで画像として取得し、本研究の回転文字認識手法により文書の傾きを検出し、それにより補正した文書画像から論文第一ページの判別を行う。論文ごとに振り分ける解析情報を利用して文字列を抽出し、文字認識を経てデータベースを構築する。平成24年度の前半では、これまでの研究成果を考察し、不十分な部分の検討と追加実験を行う。特にこれまで次の問題点が分かっている。この点について検討したい。

(1)類似文字種は部分空間上で必ずしも似たような振る舞いをするわけではない。これまでの英文字からの経験では、例えば、"C"と"G"は形状が似ているが部分空間上では異なった振る舞いをする。また、異なる形状の文字種同士でも同様な振る舞いをするものもある。例えば、"D"、"I"、"S"がそうである。このような事実は日本文字においても生じると考えられる。(2)本手法は計算量が多いので、計算量を減らす方法を検討したい。2年目前半では学術的成果が期待できるので、研究成果をまとめ、国内外の学会へ成果発表を行う。また、これらの研究を通して新たに疑問点が出ると思われるので、次の研究の種としたい。(3)さらに、2年目には、レイアウト解析プログラムと統合してシステムの完成を目指す。学会発表,報告書作成など消耗品、旅費、学会発表のための投稿に必要な経費として使用する。