平成17（2005）年度　一般研究２実施報告書

課題番号	17−共研−2027			専門分類		3
研究課題名	粒子型フィルタによる統計的信号処理
フリガナ 代表者氏名	イコマ　ノリカズ 生駒　哲一			ローマ字		Ikoma Norikazu
所属機関	九州工業大学
所属部局	工学部
職　　名	助教授
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配分経費	研究費	0千円	旅　費		0千円		研究参加者数	6　人

研究目的と成果（経過）の概要

粒子型フィルタを用いた統計的信号処理手法の開発を目的とし,以下通り研究を進めた:
1)粒子型フィルタの並列化アルゴリズムの開発とハードウエア実装
　粒子型フィルタを実時間で動作させるための並列化のアルゴリズムに関して,基本的な検討を行っ
た。それを実現するためのハードウエア環境として,FPGA等のプログラマブルなハードウエア装
置を整えた。現時点では,基礎的な準備を行ったのみで,外部に成果発表する段階ではない。
2)動画像中の複数移動物体の追跡と3次元情報の復元
　動画像中の移動物体を抽出して追跡する方法として,有限ランダム集合を用いた手法について研究
した。全方位カメラ(固定)で撮影した,多数の人が移動するシーンにおいて,個々の人を追跡す
る手法を開発した。そこでは人の出現/隠れや特徴抽出時の誤りが生じるので,有限ランダム集合の
性質を使ってこれらに対処した。この成果は国際会議にて発表した[4]。また,3次元復元に関する
研究成果について,学術論文として掲載された[1]。その他にも,全方位カメラを手でつかむ新しい
インタフェースに関連して,カメラ画像に写る指の動きを追跡する方法を開発した。成果は2件の国
際会議[5][7]と,1件の国内シンポジウム[9]で発表した。
3)センサフュージョンによる外界情報の獲得
　画像,音響など複数のセンサからの情報を融合し,外界の状況をより高度に再構成する方法を開発
した。通常のベクトル変数を持つ状態空間モデルによる定式化と,有限ランダム集合による定式化の,
2つについて開発を行った。成果は国際会議1件[6],国内口頭発表1件[8]で対外発表を行った。
4)自律移動ロボットによる環境情報の学習と自己位置推定
　複数の距離センサを持つ自律移動ロボットが未知環境の地図情報を学習しながら環境中の自己位
置を把握する方法に関して,シミュレーション実験を行った。地図既知の下での自己位置同定が完了
し,地図情報学習に関するさらなる検討が必要な段階である。現在はロボットを入手済みで,実機実
験の準備を整えている。
5)ユーザ適応インタフェースにおけるユーザタイプの動的推定
タッチパネルインタフェースのユーザをいくつかのタイプに分け,ユーザのタイプ推定に基づく適応
インタフェースの研究については,成果を学術論文として公表した[2]。また,新たな試みとして,
ウインドウシステムのユーザについて,目的とするファイルのアクセスを支援する方法について検討
した。そこではユーザのクリック操作に基づき,目的ファイルのフォルダ位置について迷っているよ
うならば,次にクリックすべきフォルダを拡大表示して支援を行う。その為に,ユーザの操作に基づ
き,ユーザが認識しているフォルダの構造を推定する。推定された構造と真の構造とを比較し,拡大
すべきフォルダを定める方法である。現時点では,多くの前提条件をおいた状況にて,フォルダの拡
大動作が行えるのを確認した段階である。成果の公表を現在検討している。
6)その他
　ターゲット追跡に関する研究成果が,学術論文として掲載された[3]。

当該研究に関する情報源（論文発表、学会発表、プレプリント、ホームページ等）

[1]N.Ikoma,Y.Miyahara and H.Maeda,Tracking of Feature Points in Dynamic Image with Classification
into Objects and 3D Reconstruction by Particle Filters,International Journal of Innovative Computing,
Information and Control(IJICIC),Vol.2,No.1,pp.167-180,2006.
[2]N.Ikoma,W.Pedrycz,T.Hyakudome,and H.Maeda,Adaptive touch panel user interface by type-based
approach using particle filters,Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent
Informatics,Vol.9,No.6,pp.643-653,2005.
[3]J.Vermaak,N.Ikoma,and S.J.Godsill,Sequential Monte Carlo Framework for Extended Object Tracking,
IEE Proceedings Radar,Sonar,and Navigation,Vol.152,No.5,pp.353-363,2005.
[4]N.Ikoma,T.Uchino,and H.Maeda,"Image motion tracking by FRS state space model using SMC
implementation of PHD filter",IEEE Visual Communications and Image Processing(VCIP)2005,pp.129-140,
2005.
[5]N.Ikoma,M.SAKATA,and Motonori DOI,"Fingers Image Tracking on Omnidirection Camera by
CONDENSATION Algorithm",IASTED International Conference on ACIT-Signal and Image Processing(ACIT-SIP
2005),pp.310-315,2005.
[6]M.Kawanishi,N.Ikoma,and H.Maeda,"On General Sensor Fusion Method by State Space Modeling Approach
using Particle Filters",Proc.of the Eighth International Symposium on Signal Processing and Its
Applications,pp.563-566,2005.
[7]M.Sakata,N.Ikoma,and M.Doi,"Tracking of variable number of fingers in Omnidirection Camera image
by particle filters",Proc.of SICE Annual Conference 2005,pp.1700-1704,2005.
[8]川西,生駒,前田,FRS状態空間モデルを用いたセンサフュージョンによる音源ターゲット追跡,第33
回知能システムシンポジウム,pp.235-240,2006。
[9]坂田,生駒,土居,混合分布トラッキングを用いた全方位カメラ画像に映る本数可変の指の追跡,第33
回知能システムシンポジウム,pp.55-58,2006。

研究会を開催した場合は、テーマ・日時・場所・参加者数を記入してください。

研究参加者一覧
氏名	所属機関
池田　耕平	九州工業大学
川西　正人	九州工業大学
坂田　真秀	九州工業大学
樋口　知之	統計数理研究所
松田　皓平	九州工業大学