2021/10/16 更新

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モロオカ ケンイチ
諸岡 健一
MOROOKA Kenichi
所属
自然科学学域 教授
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教授
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学位

  • 工学修士 ( 九州大学 工学部 情報工学科 )

  • 博士(工学) ( 九州大学大学院 システム情報科学研究科 知能システム学専攻 )

研究キーワード

  • 医用画像処理

  • 計算解剖学

  • コンピュータ支援診断・手術

研究分野

  • 情報通信 / 知覚情報処理  / 画像情報処理

  • 情報通信 / 生命、健康、医療情報学  / 医用画像

  • ライフサイエンス / 医用システム  / コ ンピュータ外科学

学歴

  • 九州大学   Graduate School of Information Science and Electrical Engineering  

    1997年4月 - 2000年3月

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  • 九州大学   Graduate School of Information Science and Electrical Engineering  

    1995年4月 - 1997年3月

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    国名: 日本国

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  • 九州大学   工学部   情報工学科

    1991年4月 - 1995年3月

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    国名: 日本国

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経歴

  • 岡山大学   大学院自然科学研究科   教授

    2020年4月 - 現在

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  • 九州大学   システム情報科学研究院   准教授

    2010年10月 - 2020年3月

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  • 九州大学   医学研究院   准教授

    2010年7月 - 2010年9月

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  • 九州大学   デジタルメディシン・イニシアティブ   准教授

    2006年2月 - 2010年6月

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  • 東京工業大学   像情報工学研究施設   助手

    2000年5月 - 2006年1月

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  • (財)九州システム技術研究所   特別研究員

    2000年4月

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所属学協会

委員歴

  • 電子情報通信学会 画像工学研究会   専門委員  

    2017年6月 - 現在   

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  • IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems   Associate Editor  

    2016年9月 - 2017年9月   

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  • International Forum on Medical Imaging in Asia 2017   Program committee  

    2016年1月 - 2017年1月   

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  • 生体医工シンポジウム2015   プログラム委員  

    2014年9月 - 2015年9月   

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  • 日本コンピュータ外科学会   評議員  

    2013年11月 - 現在   

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  • 7th Biomedical Engineering International Conference   Local Organizing Committee  

    2013年11月 - 2014年11月   

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  • 電子情報通信学会 医用画像工学研究会   専門委員  

    2013年6月 - 現在   

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  • 生体医工シンポジウム2013   組織&プログラム委員  

    2012年9月 - 2013年9月   

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  • 第52回日本生体医工学会大会   組織委員  

    2012年7月 - 2013年7月   

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  • 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society   Local Program Commitee  

    2012年7月 - 2013年7月   

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  • 2012 IEEE/SICE International Symposium on System Integration   Local Arrangement Chair  

    2011年12月 - 2012年12月   

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  • 第13回 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会   プログラム副委員長  

    2011年12月 - 2012年12月   

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  • International Forum on Medical Imaging in Asia 2012   Program committee  

    2011年11月 - 2012年11月   

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  • The 8th International Forum on Multimedia and Image Processing   Program committee  

    2011年6月 - 2012年6月   

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  • 第51回日本生体医工学会大会   実行委員  

    2011年5月 - 2012年5月   

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  • 第17回 ロボティクスシンポジア   プログラム委員  

    2011年3月 - 2012年3月   

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  • IEEE West Japan Chapter of Engineering in Medicine and Biology   Vice Chair  

    2011年1月 - 2014年12月   

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  • 電子情報通信学会   常任査読委員  

    2010年8月 - 現在   

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  • 第19回日本コンピュータ外科学会   大会実行委員  

    2009年11月 - 2010年11月   

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  • 第25回生体生理工学シンポジウム   セッションオーガナイザー  

    2009年9月 - 2010年9月   

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  • 日本生体医工学会   評議員  

    2009年4月 - 現在   

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  • IEEE West Japan Chapter of Engineering in Medicine and Biology   Secretary/Treasurer  

    2007年5月 - 2010年12月   

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  • ACCV'07 Workshop on Multi-dimensional and Multi-view Image Processing   Program committee  

    2006年11月 - 2007年11月   

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  • 電子情報通信学会 画像工学研究会   専門委員  

    2005年6月 - 2010年5月   

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  • 視聴覚情報研究会   幹事  

    2004年5月 - 2006年1月   

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論文

  • Automatic segmentation of nasopharyngeal carcinoma from CT images 査読

    Bilel Daoud, Ali Khalfallah, Leila Farhat, Wafa Mnejja, Ken'ichi Morooka, Med Salim Bouhlel, Jamel Daoud

    International Journal of Biomedical Engineering and Technology   33 ( 3 )   2020年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Ancient Pelvis Reconstruction From Collapsed Component Bones Using Statistical Shape Models 査読

    Ken’ichi Morooka, Ryota Matsubara, Shoko Miyauchi, Takaichi Fukuda, Takeshi Sugii, Ryo Kurazume

    Machine Vision and Applications   30 ( 1 )   59 - 69   2019年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 3D segmentation of nasopharyngeal carcinoma from CT images using cascade deep learning. 査読

    Bilel Daoud, Ken'ichi Morooka, Ryo Kurazume, Leila Farhat, Wafa Mnejja, Jamel Daoud

    Comput. Medical Imaging Graph.   77   2019年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.compmedimag.2019.101644

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  • GAN-Based Method for Synthesizing Multi-focus Cell Images. 査読

    Ken'ichi Morooka, Xueru Zhang, Shoko Miyauchi, Ryo Kurazume, Eiji Ohno

    100 - 107   2019年

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    DOI: 10.1007/978-3-030-39770-8_8

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  • Dose Distribution Prediction for Optimal Treamtment of Modern External Beam Radiation Therapy for Nasopharyngeal Carcinoma. 査読

    Bilel Daoud, Ken'ichi Morooka, Shoko Miyauchi, Ryo Kurazume, Wafa Mnejja, Leila Farhat, Jamel Daoud

    128 - 136   2019年

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    DOI: 10.1007/978-3-030-32486-5_16

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  • 3D Image Reconstruction from Multi-focus Microscopic Images. 査読

    Takahiro Yamaguchi, Hajime Nagahara, Ken'ichi Morooka, Yuta Nakashima, Yuki Uranishi, Shoko Miyauchi, Ryo Kurazume

    73 - 85   2019年

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    DOI: 10.1007/978-3-030-39770-8_6

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  • Hexahedron Model Generation of Human Organ by Self-Organizing Deformable Model 査読

    Ken'ichi Morooka, Shoko Miyauchi, Xian Chen, Ryo Kurazume

    World Automation Congress Proceedings   2018-June   188 - 192   2018年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    © 2018 TSI Press. This paper presents a new method for generating object mesh models composed of hexahedra. The proposed method is based on a self-organizing deformable model (SDM) which is a deformable surface model guided by competitive learning and an energy minimization approach. Extending the SDM, the proposed method generates a hexahedral mesh model of a target object by fitting a cuboid composed of rectangular voxels to the object. Moreover, the shape of each hexahedron in the model is corrected by dividing the hexahedron into sub-hexahedra and moving the nodes of the hexahedron. From our experimental results, the proposed method obtains the hexahedral mesh model which consists of many regular hexahedra while recovering the shape of the object.

    DOI: 10.23919/WAC.2018.8430386

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  • Fast modified Self-organizing Deformable Model: Geometrical feature-preserving mapping of organ models onto target surfaces with various shapes and topologies 査読 国際誌

    Shoko Miyauchi, Ken'ichi Morooka, Tokuo Tsuji, Yasushi Miyagi, Takaichi Fukuda, Ryo Kurazume

    Computer Methods and Programs in Biomedicine   157   237 - 250   2018年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier {BV}  

    © 2018 Elsevier B.V. Background and Objective: This paper proposes a new method for mapping surface models of human organs onto target surfaces with the same genus as the organs. Methods: In the proposed method, called modified Self-organizing Deformable Model (mSDM), the mapping problem is formulated as the minimization of an objective function which is defined as the weighted linear combination of four energy functions: model fitness, foldover-free, landmark mapping accuracy, and geometrical feature preservation. Further, we extend mSDM to speed up its processes, and call it Fast mSDM. Results: From the mapping results of various organ models with different number of holes, it is observed that Fast mSDM can map the organ models onto their target surfaces efficiently and stably without foldovers while preserving geometrical features. Conclusions: Fast mSDM can map the organ model onto the target surface efficiently and stably, and is applicable to medical applications including Statistical Shape Model.

    DOI: 10.1016/j.cmpb.2018.01.028

    Web of Science

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  • Angle- and Volume-Preserving Mapping of Organ Volume Model Based on modified Self-organizing Deformable Model 査読

    Shoko Miyauchi, Ken'ichi Morooka, Tokuo Tsuji, Yasushi Miyagi, Takaichi Fukuda, Ryo Kurazume

    2016 23RD INTERNATIONAL CONFERENCE ON PATTERN RECOGNITION (ICPR)   2204 - 2209   2016年12月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE COMPUTER SOC  

    This paper proposes a new method for mapping volume models of human organs onto a target volume with simple shapes. The proposed method is based on our modified Self-organizing Deformable Model (mSDM) which finds the one-to-one mapping with no foldovers between an arbitrary object surface model and a target surface. By extending mSDM to apply to organ volume models, the proposed method, called volumetric SDM (vSDM), establishes the one-to-one correspondence between the volume model and its target volume. At the same time, vSDM preserves geometrical properties of the original model before and after the mapping. In addition, vSDM allows to control the mapping of interior structures of the organ model onto specific regions inside the target volume. These characteristics of vSDM enables to easily find a reliable correspondence between different volume models via a common target volume.

    DOI: 10.1109/ICPR.2016.7899963

    Web of Science

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  • 広域的エッジによる立体内視鏡画像からの実時間3次元臓器形状復元

    堤田 有美, 諸岡 健一, Imbery Julius, 辻 徳生, 倉爪 亮, 大内田 研宙, 橋爪 誠

    日本コンピュータ外科学会誌   18 ( 4 )   364 - 364   2016年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(研究会,シンポジウム資料等)   出版者・発行元:(一社)日本コンピュータ外科学会  

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  • Volume Representation of Parenchymatous Organs by Volumetric Self-organizing Deformable Model 査読

    宮内翔子, 諸岡健一, 辻徳生, 宮城靖, 福田孝一, 倉爪亮

    MICCAI 2016 Workshop on Spectral and Shape Analysis in Medical Imaging   2016年10月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • A method for mapping tissue volume model onto target volume using volumetric self-organizing deformable model. 査読

    Shoko Miyauchi, Ken'ichi Morooka, Tokuo Tsuji, Yasushi Miyagi, Takaichi Fukuda, Ryo Kurazume

    Medical Imaging 2016: Image Processing, San Diego, California, USA, February 27, 2016   9784   97842Z   2016年

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:SPIE  

    DOI: 10.1117/12.2217367

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  • Service robot system with an informationally structured environment 査読

    Yoonseok Pyo, Kouhei Nakashima, Shunya Kuwahata, Ryo Kurazume, Tokuo Tsuji, Ken'ichi Morooka, Tsutomu Hasegawa

    ROBOTICS AND AUTONOMOUS SYSTEMS   74   148 - 165   2015年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER  

    Daily life assistance is one of the most important applications for service robots. For comfortable assistance, service robots must recognize the surrounding conditions correctly, including human motion, the position of objects, and obstacles. However, since the everyday environment is complex and unpredictable, it is almost impossible to sense all of the necessary information using only a robot and sensors attached to it. In order to realize a service robot for daily life assistance, we have been developing an informationally structured environment using distributed sensors embedded in the environment. The present paper introduces a service robot system with an informationally structured environment referred to the ROS-TMS. This system enables the integration of various data from distributed sensors, as well as storage of these data in an on-line database and the planning of the service motion of a robot using real-time information about the surroundings. In addition, we discuss experiments such as detection and fetch-and-give tasks using the developed real environment and robot. (C) 2015 The Authors. Published by Elsevier B.V.

    DOI: 10.1016/j.robot.2015.07.010

    Web of Science

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  • An Informationally Structured Room for Robotic Assistance. 査読

    Tokuo Tsuji, Óscar Martínez Mozos, Hyunuk Chae, YoonSeok Pyo, Kazuya Kusaka, Tsutomu Hasegawa, Ken'ichi Morooka, Ryo Kurazume

    Sensors   15 ( 4 )   9438 - 9465   2015年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/s150409438

    Web of Science

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  • Motion Planning for Fetch-and-Give Task using Wagon and Service Robot 査読

    Yoonseok Pyo, Kouhei Nakashima, Tokuo Tsuji, Ryo Kurazume, Ken'ichi Morooka

    2015 IEEE/ASME INTERNATIONAL CONFERENCE ON ADVANCED INTELLIGENT MECHATRONICS (AIM)   925 - 932   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    Daily life assistance for elderly individuals in hospitals and care facilities is one of the most urgent and promising applications for service robots. Especially, a fetchand- give task is a frequent and fundamental task for service robots to assist elderlys daily life. In hospitals and care facilities, this task is often performed with a movable platform such as a wagon or a cart to carry and deliver a large amount of objects at once. Thus the navigation and control of not only a service robot but also a movable platform must be planned safely. In addition, a robot motion planning to hand over an object to a person safely and comfortably according to his/her posture is also an important problem in this task, however this has not been discussed so much. In this work, we present a coordinate motion planning technique for a fetch-and-give task using a wagon and a service robot. Handover motion is also planned by considering the manipulability of both a robot and a person. Experiments of a fetch-and-give task using a service robot are successfully carried out.

    Web of Science

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  • Grasp stability evaluation based on energy tolerance in potential field. 査読

    Tokuo Tsuji, Kosei Baba, Kenji Tahara, Kensuke Harada, Ken'ichi Morooka, Ryo Kurazume

    2015 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IROS 2015, Hamburg, Germany, September 28 - October 2, 2015   2015-December   2311 - 2316   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/IROS.2015.7353688

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  • プライバシー保護画像を用いた異常行動検出システムの開発

    高木 修平, 岩下 友美, 長原 一, 諸岡 健一, 倉爪 亮

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集   2015 ( 0 )   _2A1 - S01_1-_2A1-S01_4   2015年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(研究会,シンポジウム資料等)   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    Visual surveillance, which relies on human motion recognition and people recognition, has received a lot of attention for its use in effective monitoring of public places. However, there is a concern of loss of privacy due to distinguishable facial information. To deal with this issue, we developed a camera system which does riot capture any facial information. In this paper we propose an abnormal-behavior detection method using privacy-protected videos taken by the proposed camera system. In the proposed method, we extract both motion-based and appearance-based features, and we combine these two methods by taking advantages of each of them. We build a database including normal and abnormal behaviors, and we show the effectiveness of the proposed method on cases from the database.

    DOI: 10.1299/jsmermd.2015._2A1-S01_1

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  • 3D Model Generation of Brain Block Using Internal Structure Contours for 3D Japanese Brain Atlas Construction (Medical Imaging) 査読

    SASAKI Shou, MOROOKA Ken'ichi, KOBAYASHI Kaoru, TSUJI Tokuo, MIYAGI Yasushi, FUKUDA Takaichi, SAMURA Kazuhiro, KURAZUME Ryo

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   114 ( 103 )   1 - 6   2014年6月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    The digital human modeling is one of the challenging topics in the last few decades. We have been studying on the digital brain atlas of Japanese. Our system for generating the brain atlas uses the latest techniques in both human anatomy and computer science. This paper reports the detail of generating the brain model by the 3D contour models of the brain surface and internal neural structures. Especially, we propose a new method for registering two sub-block models of the brain by combining a nonrigid registration and dynamic programming.

    CiNii Article

    CiNii Books

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  • A Method for Reconstructing 3D Tissue Shapes from Stereo Endoscopic Images Using Wide-Range Edge 査読

    Ken'ichi Morooka, Yousuke Nakasuka, Tokuo Tsuji, Ryo Kurazume, Makoto Hashizume

    Computer Assisted Radiology and Surgery   2014年6月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(研究会,シンポジウム資料等)  

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  • Floor Sensing System Using Laser Reflectivity for Localizing Everyday Objects and Robot 査読

    Yoonseok Pyo, Tsutomu Hasegawa, Tokuo Tsuji, Ryo Kurazume, Ken'ichi Morooka

    SENSORS   14 ( 4 )   7524 - 7540   2014年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:MDPI AG  

    This paper describes a new method of measuring the position of everyday objects and a robot on the floor using distance and reflectance acquired by laser range finder (LRF). The information obtained by this method is important for a service robot working in a human daily life environment. Our method uses only one LRF together with a mirror installed on the wall. Moreover, since the area of sensing is limited to a LRF scanning plane parallel to the floor and just a few centimeters above the floor, the scanning covers the whole room with minimal invasion of privacy of a resident, and occlusion problem is mitigated by using mirror. We use the reflection intensity and position information obtained from the target surface. Although it is not possible to identify all objects by additionally using reflection values, it would be easier to identify unknown objects if we can eliminate easily identifiable objects by reflectance. In addition, we propose a method for measuring the robot's pose using the tag which has the encoded reflection pattern optically identified by the LRF. Our experimental results validate the effectiveness of the proposed method.

    DOI: 10.3390/s140407524

    Web of Science

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    その他リンク: http://orcid.org/0000-0002-4219-7644

  • Grasp Stability Analysis for Elastic Fingertips by using Potential Energy 査読

    Tokuo Tsuji, Kosei Baba, Kenji Tahara, Kensuke Harada, Ken'ichi Morooka, Ryo Kurazume

    2014 IEEE/SICE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SYSTEM INTEGRATION (SII)   453 - 458   2014年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    We propose a grasp stability index which takes into account the elastic deformation of fingertips. In this index, an evaluation value of grasp stability is derived as the minimum energy which causes slippage of a fingertip on a grasped object surface. Elastic potential energy of the fingertips and gravitational potential energy of the object are considered in this index. It is ensured that any fingertip does not slip on a grasped object surface if the external energy added to the object is less than the evaluation value. This index has good features as follows. (i) Contact forces corresponding to the grasping state are taken into account. (ii) It is possible to derive a condition of stable grasp including the kinetic energy of a grasped object. The effectiveness of this index is verified through several numerical examples.

    Web of Science

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  • Grasp Planning for Constricted Parts of Objects Approximated with Quadric Surfaces 査読

    Tokuo Tsuji, Soichiro Uto, Kensuke Harada, Ryo Kurazume, Tsutomu Hasegawa, Ken'ichi Morooka

    2014 IEEE/RSJ INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT ROBOTS AND SYSTEMS (IROS 2014)   2447 - 2453   2014年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    This paper presents a grasp planner which allows a robot to grasp the constricted parts of objects in our daily life. Even though constricted parts can be grasped more firmly than convex parts, previous planners have not sufficiently focused on grasping this part. We develop techniques for quadric surface approximation, grasp posture generation, and stability evaluation for grasping constricted parts. By modeling an object into multiple quadric surfaces, the planner generates a grasping posture by selecting one-sheet hyperbolic surfaces or two adjacent ellipsoids as constricted parts. When a grasping posture being generated, the grasp stability is evaluated based on the distribution of the stress applied to an object by the fingers. We perform several simulations and experiments to verify the effectiveness of our proposed method.

    DOI: 10.1109/IROS.2014.6942895

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  • Navigation system with real-time finite element analysis for minimally invasive surgery. 査読

    Ken'ichi Morooka, Yousuke Nakasuka, Ryo Kurazume, Xian Chen, Tsutomu Hasegawa, Makoto Hashizume

    35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, EMBC 2013, Osaka, Japan, July 3-7, 2013   2013   2996 - 2999   2013年

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    出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/EMBC.2013.6610170

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  • A method for estimating patient specific parameters for simulation of tissue deformation by finite element analysis 査読

    Ken'ichi Morooka, Shuji Sonoki, Ryo Kurazume, Tsutomu Hasegawa

    Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics)   7930 ( 1 )   113 - 120   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Springer  

    This paper proposes a method for estimating patient-specific material parameters used in the finite element analysis which simulates soft tissue deformation. The estimation of suitable material parameters for a patient is important for a navigation system for endoscopic surgery. At first, many data of soft tissue deformation are generated by changing the material parameters. Next, using Principle Component Analysis, each data with high dimensional is converted into the lower vector. The relationship between the material parameter and the deformation is found in the lower potential space. © 2013 Springer-Verlag.

    DOI: 10.1007/978-3-642-38637-4_12

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  • The Intelligent Room for Elderly Care. 査読

    Óscar Martínez Mozos, Tokuo Tsuji, Hyunuk Chae, Shunya Kuwahata, YoonSeok Pyo, Tsutomu Hasegawa, Ken'ichi Morooka, Ryo Kurazume

    Natural and Artificial Models in Computation and Biology - 5th International Work-Conference on the Interplay Between Natural and Artificial Computation, IWINAC 2013, Mallorca, Spain, June 10-14, 2013. Proceedings, Part I   7930 LNCS ( PART 1 )   103 - 112   2013年

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    出版者・発行元:Springer  

    DOI: 10.1007/978-3-642-38637-4_11

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  • Measurement and Estimation of Indoor Human Behavior of Everyday Life Based on Floor Sensing with Minimal Invasion of Privacy 査読

    Yoonseok Pyo, Tsutomu Hasegawa, Masahide Tanaka, Tokuo Tsuji, Ken'ichi Morooka, Ryo Kurazume

    2013 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ROBOTICS AND BIOMIMETICS (ROBIO)   2170 - 2176   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    This paper describes a method of measurement and estimation of human behaviors in a room together with the layout of objects on the floor. The information obtained by the method is essential for a service robot working in a human daily life environment. The method uses only one laser range finder (LRF) installed in the room and a strip of mirror attached to a side wall close to a floor. The area of sensing is limited to a plane parallel to and just a few centimeters above the floor, thus covering the whole room with minimal invasion of privacy of a resident while reducing occlusion. Processing both distance and reflectance acquired by the LRF from the surface of the existing objects allows us to exclude immediately distinguishable clusters and to focus on the analysis of remaining clusters. The human behavior models that we propose are effectively used to estimate human behavior based on the limited LRF data. Our experimental results validate the effectiveness of the proposed method.

    DOI: 10.1109/ROBIO.2013.6739791

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  • Tissue Surface Model Mapping onto Arbitrary Target Surface Based on Self-organizing Deformable Model 査読

    Shoko Miyauchi, Ken'ichi Morooka, Yasushi Miyagi, Takaichi Fukuda, Tokuo Tsuji, Ryo Kurazume

    2013 FOURTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON EMERGING SECURITY TECHNOLOGIES (EST)   79 - 82   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    This paper proposes a new method for mapping a tissue surface model onto an arbitrary target surface while preserving the geometrical features of the tissue surface. In our method, firstly, the tissue model is roughly deformed by using Self-organizing Deformable Model. Since the deformed model may contain folded patches, the folded patches are removed. Moreover, by Free-Form Deformation (FTD), and the area- and angle-preserving mapping, the model is mapped onto the target surface while preserving geometrical properties of the original model. From several experimental results, we can conclude that the proposed method can map tissue models onto arbitrary target surface without foldovers.

    DOI: 10.1109/EST.2013.34

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  • A method for constructing real-time FEM-based simulator of stomach behavior with large-scale deformation by neural networks. 査読

    Ken'ichi Morooka, Tomoyuki Taguchi, Xian Chen, Ryo Kurazume, Makoto Hashizume, Tsutomu Hasegawa

    Medical Imaging 2012: Image-Guided Procedures, Robotic Interventions, and Modeling, San Diego, California, United States, 4-9 February 2012   8316   83160J   2012年

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    出版者・発行元:SPIE  

    DOI: 10.1117/12.911171

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  • 複数のニューラルネットワークによる胃変形シミュレータの開発(テーマセッション,医用画像処理分野における計測・認識・理解)

    諸岡 健一, 陳 献, 橋爪 誠, 長谷川 勉

    電子情報通信学会技術研究報告. MI, 医用画像   111 ( 49 )   81 - 86   2011年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    我々は,以前,ニューラルネットワークを用いて実時間有限要素解析法と,それに基づき実質臓器の変形を推定するシステムを構築した.本論文は,その手法を拡張し,大変形を伴う胃の物理的振る舞いをシミュレートする手法を提案する.胃のような管腔臓器は,形状だけでなく体積も変化するため,その変形パターン数は実質臓器と比べ爆発的に増加する.このように膨大なパターンを持つ対象を,1つのニューラルネットワークで学習させることは困難である.この問題を解決するために,我々は,複数のニューラルネットワークを用いて胃の変形を推定する.まず,変形の類似性に基づいて変形パターンをいくつかのサブデータセットに分類する.また,各サブデータセット内の冗長なデータを削除した後,各サブデータセットを用いて1つのニューラルネットワークを構築する.実験結果から,提案手法は,ネットワークの学習の高速化が実現でき,また,構築したシステムは,非線形有限要素法とほぼ同程度精度を保ちつつ,実時間で胃の変形を推定することが可能となった.

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  • ヒト脳座標アトラス作成におけるデジタル画像技術の応用

    宮城 靖, 福田 孝一, 諸岡 健一, 陳 献, 早見 武人, 岡本 剛, 砂川 賢二, 飛松 省三, 吉浦 敬

    機能的脳神経外科   49 ( 2 )   136 - 141   2010年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本定位・機能神経外科学会  

    三次元的整合性と細胞構築を両立させる、より簡便なヒト脳座標アトラスの作成法について検討した。日本人の献体脳(89歳男性)を用い、非接触型3次元デジタイザーにより脳全体の初期形状を記録した後、振動刃ミクロトームにより100μmの切片を作成した。その組織切片を染色した後、スキャナで電子化し、3Dニューロン再構築解析ソフトウェアを用いて再構築した。この方法は標本作製に伴う機械的変形が全くみられず、三次元的整合性と細胞構築を両立させ、より簡便にヒト脳アトラスを作成できた。

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  • パーキンソン病 画像 デジタル画像処理技術を用いた脳座標アトラス作成法

    宮城 靖, 福田 孝一, 諸岡 健一, 陳 献, 早見 武人, 岡本 剛, 砂川 賢二, 飛松 省三, 吉浦 敬, 佐々木 富男

    機能的脳神経外科   49 ( 1 )   82 - 83   2010年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本定位・機能神経外科学会  

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  • 非線形有限要素解析を模したニューラルネットワークを用いた軟性臓器ボリュームモデルの変形シミュレータ

    諸岡 健一, 陳 献, 倉爪 亮, 内田 誠一, 原 健二, 砂川 賢二, 橋爪 誠

    電子情報通信学会論文誌. D, 情報・システム = The IEICE transactions on information and systems (Japanese edition)   93 ( 3 )   365 - 376   2010年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    本論文では,ニューラルネットワークを用いて,軟性臓器モデルの変形をシミュレートする新たな手法を提案する.提案手法は,基本的なモデルの変形(以後,変形モードと呼ぶ)の組合せに基づいて,モデルの変形を推定する.つまり,変形モードをあらかじめ非線形有限要素法で求め,臓器に加わった外力と,それに対応する変形モードの関係をニューラルネットワークで学習する.学習したニューラルネットワークは,非線形有限要素解析によりモデルの振舞いを推定することを模倣する.実験結果より,提案手法は,非線形有限要素解析とほぼ同程度の精度を保ちつつ,計算コストを大幅に削減することができた.

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  • Real-Time Nonlinear FEM with Neural Network for Simulating Soft Organ Model Deformation 査読

    Ken'ichi Morooka, Xin Chen, Ryo Kurazume, Seiichi Uchida, Kenji Hara, Yumi Iwashita, Makoto Hashizume

    MEDICAL IMAGE COMPUTING AND COMPUTER-ASSISTED INTERVENTION - MICCAI 2008, PT II, PROCEEDINGS   5242 ( Pt 2 )   742 - 749   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:SPRINGER-VERLAG BERLIN  

    This paper presents a new method for simulating the deformation of organ models by using a neural network. The proposed method is based on the idea proposed by Chen et al. [2] that deformed model can be estimated from the superposition of basic deformation modes. The neural network finds a relationship between external forces and the models deformed by the forces. The experimental results show that the trained network can achieve a real-time simulation while keeping the acceptable accuracy compared with the nonlinear FEM computation.

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  • Fast 3D reconstruction of human shape and motion tracking by Parallel Fast Level Set Method 査読

    Yumi Iwashita, Ryo Kurazume, Kenji Hara, Seiichi Uchida, Ken'ichi Morooka, Tsutomu Hasegawa

    2008 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ROBOTICS AND AUTOMATION, VOLS 1-9   980 - +   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    This paper presents a parallel algorithm of the Level Set Method named the Parallel Fast Level Set Method, and its application for real-time 3D reconstruction of human shape and motion. The Fast Level Set Method is an efficient implementation algorithm of the Level Set Method and has been applied to several applications such as object tracking in video images and 3D shape reconstruction using multiple stereo cameras. In this paper, we implement the Fast Level Set Method on a PC cluster and develop a real-time motion capture system for arbitrary viewpoint image synthesis. To obtain high performance on a PC cluster, efficient load-balancing and resource allocation algorithms are crucial problems. We develop a novel optimization technique of load distribution based on the estimation of moving direction of object boundaries. In this technique, the boundary motion is estimated in the framework of the Fast Level Set Method, and the optimum load distribution is predicted and performed according to the estimated boundary motion and the current load balance. Experiments of human shape reconstruction and arbitrary viewpoint image synthesis using the proposed system are successfully carried out.

    DOI: 10.1109/ROBOT.2008.4543332

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  • Self-organizing deformable model for mapping 3D object model onto arbitrary target surface 査読

    Ken'ichi Morooka, Shun Matsui, Hiroshi Nagahashi

    3DIM 2007: SIXTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON 3-D DIGITAL IMAGING AND MODELING, PROCEEDINGS   193 - +   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE COMPUTER SOC  

    This paper presents a new technique for projecting a 3D object mesh model onto a surface of another target object. The mesh model adapts its shape to the target surface, and is called Self-organizing Deformable Model(SDM). The SDM algorithm works by combining a competitive learning and an energy minimization. The framework of the SDM makes it possible to map a mesh model onto various kinds of target surfaces. This characteristic can not be seen in other methods for surface parameterization, and it enables us to apply the SDM to some different fields in computer vision and computer graphics. Also the SDM can reconstruct shapes of target objects similar to general deformable models.

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  • A method for integrating range images with different resolutions for 3-D model construction 査読

    Ken'ichi Morooka, Hiroshi Nagahashi

    2006 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ROBOTICS AND AUTOMATION (ICRA), VOLS 1-10   3070 - +   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    This paper proposes a new method for integrating range images with different resolutions to generate a whole surface model of a 3D object. Generally, a modeling method using range images needs an overlapping area between the images for the registration process. Accordingly, there are redundant data in the overlapping area. In order to produce a seamless and non-redundant model, we integrate the data, and represent the overlapping area with triangular patches. However, few conventional methods have paid attention to integrating images with different resolutions. We propose a new integration method in which geometric and topological information are used. Experimental results show that our proposed method is efficient for integrating multiple range images.

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  • Texture classification using hierarchical linear discriminant space 査読

    YS Kang, K Morooka, H Nagahashi

    IEICE TRANSACTIONS ON INFORMATION AND SYSTEMS   E88D ( 10 )   2380 - 2388   2005年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    As a representative of the linear discriminant analysis, the Fisher method is most widely used in practice and it is very effective in two-class classification. However, when it is expanded to a multi-class classification problem, the precision of its discrimination may become worse. A main reason is an occurrence of overlapped distributions on the discriminant space built by Fisher criterion. In order to take such overlaps among classes into consideration, our approach builds a new discriminant space by hierarchically classifying the overlapped classes. In this paper, we propose a new hierarchical discriminant analysis for texture classification. We divide the discriminant space into subspaces by recursively grouping the overlapped classes. In the experiment, texture images from many classes are classified based on the proposed method. We show the outstanding result compared with the conventional Fisher method.

    DOI: 10.1093/ietisy/e88-d.10.2380

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  • Self-organizing deformable model: A new method for fitting mesh model to given object surface 査読

    K Morooka, H Nagahashi

    ADVANCES IN VISUAL COMPUTING, PROCEEDINGS   3804   151 - 158   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER-VERLAG BERLIN  

    This paper presents a new method for projecting a mesh model of a source object onto a surface of an arbitrary target object. A deformable model, called Self-organizing Deformable Model(SDM), is deformed so that the shape of the model is fitted to the target object. We introduce an idea of combining a competitive learning and an energy minimization into the SDM deformation. Our method is a powerful tool in the areas of computer vision and computer graphics. For example, it enables to map mesh models onto various kinds of target surfaces like other methods for a surface parameterization, which have focused on specified target surface. Also the SDM can reconstruct shapes of target objects like general deformable models.

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  • Scale invariant texture analysis using multi-scale local autocorrelation features 査読

    Y Kang, K Morooka, H Nagahashi

    SCALE SPACE AND PDE METHODS IN COMPUTER VISION, PROCEEDINGS   3459   363 - 373   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER-VERLAG BERLIN  

    We have developed a new framework for scale invariant texture analysis using multi-scale local autocorrelation features. The multiscale features are made of concatenated feature vectors of different scales, which are calculated from higher-order local autocorrelation functions. To classify different types of textures among the given test images, a linear discriminant classifier (LDA) is employed in the multi-scale feature space. The scale rate of test patterns in their reduced subspace can also be estimated by principal component analysis (PCA). This subspace represents the scale variation of each scale step by principal components of a training texture image. Experimental results show that the proposed method is effective in not only scale invariant texture classification including estimation of scale rate, but also scale invariant segmentation of 2D image for scene analysis.

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  • A method for watermarking to Bezier polynomial surface models 査読

    H Nagahashi, R Mitsuhashi, K Morooka

    IEICE TRANSACTIONS ON INFORMATION AND SYSTEMS   E87D ( 1 )   224 - 232   2004年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    This paper presents a new method for embedding digital watermarks into Bezier polynomial patches. An object surface is supposed to be represented by multiple piecewise Bezier polynomial patches. A Bezier patch passes through its four-corner control points, which are called data points, and does not pass through the other control points. To embed a watermark, a Bezier patch is divided into two patches. Since each subdivided patch shares two data points of the original patch, the subdivision apparently generates two additional data points on the boundaries of the original patch. We can generate the new data points in any position on the boundaries by changing the subdivision parameters. The additional data points can not be removed without knowing some parameters for subdividing and deforming the patch, hence the patch subdivision enables us to embed a watermark into the surface.

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  • Texture classification using hierarchical discriminant analysis 査読

    S Yasuoka, Y Kang, K Morooka, H Nagahashi

    2004 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON SYSTEMS, MAN & CYBERNETICS, VOLS 1-7   6395 - 6400   2004年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    As the representative of the linear discriminant analysis, the Fisher method is most widely used in practice and it is very effective in two-class classification. However, when it is expanded to multi-class classification problem, the precision of its discrimination may become worse. One of the main reasons is an occurence of overlapped distributions on a discriminant space built by Fisher criterion. In order to take such overlap among classes into consideration, our approach builds a new discriminant space with hierarchical tree structure for overlapped classes. In this paper, we propose a new hierarchical discriminant analysis for texture classification. We can divide a discriminant space into subspace by recursively grouping overlapped classes. In the experiment, texture images of many classes are classified based on the proposed method, and we show the outstanding result compared with the conventional method.

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  • 3-dimensional object model construction from range images taken by a range finder on a mobile robot 査読

    N Okada, HB Zha, T Nagata, E Kondo, K Morooka

    1998 IEEE/RSJ INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT ROBOTS AND SYSTEMS - PROCEEDINGS, VOLS 1-3   1853 - 1858   1998年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    To construct a 3D model of an object in a computer, a range finder is used to obtain range images of the object. The range finder takes range images from many view points to eliminate the influence of occlusions. A registration algorithm is, then, used to merge the range images.
    When the range finder is mounted on a mobile robot and measures while moving, range images taken by it will be distorted. We extended the registration algorithm to remove the deformation. The extended algorithm can remove it and is used to construct a SD model even for a case where the speed parameters of the robot are not well known.

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書籍等出版物

  • 放射線治療AIと外科治療AI

    有村, 秀孝, 諸岡, 健一

    オーム社  2020年4月  ( ISBN:9784274225475

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    総ページ数:xi, 217p   記述言語:日本語

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MISC

  • 多重焦点顕微鏡画像列からの細胞の3次元形状復元 (メディアエクスペリエンス・バーチャル環境基礎)

    山口 貴大, 長原 一, 諸岡 健一, 中島 悠太, 浦西 友樹, 倉爪 亮, 大野 英治

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   118 ( 405 )   173 - 179   2019年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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    J-GLOBAL

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  • 深層学習と術具3次元形状モデルの組み合わせによるロボット支援内視鏡手術画像からの術具位置姿勢推定

    堤田有美, 諸岡健一, 小林聡, 宮内翔子, 江藤正俊, 倉爪亮

    日本コンピュータ外科学会誌   20 ( 4 )   258   2018年10月

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    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

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  • 内部組織を有する臓器ボリュームモデルの目標体への写像 (医用画像)

    宮内 翔子, 諸岡 健一, 辻 徳生, 宮城 靖, 福田 孝一, 倉爪 亮

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   116 ( 160 )   49 - 54   2016年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • 1A1-N01 環境情報構造化プラットフォームROS-TMSにおけるタスク管理機構 : 第2報 異種ロボットによる作業情報構造化実験

    橋口 優香, ピョ ユンソク, 辻 徳生, 諸岡 健一, 倉爪 亮

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集   2015 ( 0 )   _1A1 - N01_1-_1A1-N01_4   2015年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    This paper presents a framework of a task management system for the informationally structured architecture, ROS-TAM, and information structured task management experiments using different types of robots and service tasks. The proposed system interprets user's request, plans a proper robot service, issues a series of robot commands suitable for the structure of each robot, and executes the robot service by task executing machine, SMACH. We conducted a go-and-fetch task with two types of robots.

    DOI: 10.1299/jsmermd.2015._1A1-N01_1

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  • 1A1-H05 多様なセンサを搭載した小型複合センサ端末の開発と人物追跡のための最適配置計画

    渡邊 裕太, 倉爪 亮, ピョ ユンスク, 辻 徳生, 諸岡 健一

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集   2015 ( 0 )   _1A1 - H05_1-_1A1-H05_4   2015年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    This paper proposes a small, lightweight, and easily-relocated sensor terminal named "Portable" for acquiring a variety of environmental information. The Portable is equipped with a variety of sensors including a pyroelectric sensor, a proximity sensor, a sound pressure sensor, a thermometer, a hygrometer, a gas sensor, a flame sensor, and a laser range finder. We introduce three typical applications: abnormality detection, pedestrian tracking and automatic reconfiguration of several Portables for pedestrian tracking.

    DOI: 10.1299/jsmermd.2015._1A1-H05_1

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  • 2A1-T05 奥行きセンサを用いた能動的物体認識

    中里 一幾, 諸岡 健一, 宮内 翔子, 辻 徳生, 倉爪 亮

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集   2015 ( 0 )   _2A1 - T05_1-_2A1-T05_4   2015年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    This paper presents a viewpoint planning method for an active object recognition by using the shape information of objects. The proposed method uses the certainty that a given object is classifed into one category. The certainty is represented by a probabilistic model. Moreover, the categorization possibility of unknown objects are quantied by the entropy indicating the ambiguity of the recognition. When an object is observed, the certainty is calculated by using the measured data. For each viewpoint, the entropy is computed based on the certainty. We choose as a next viewpoint the viewpoint with minimum entropy. From the experimental results using real objects, the proposed method can achieve en efficient object recognition compared with the method which selects viewpoints randomly.

    DOI: 10.1299/jsmermd.2015._2A1-T05_1

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  • 2P1-G05 包含立体を用いたクリアランスを有する経路の高速生成

    辻 徳生, 原田 研介, 諸岡 健一, 倉爪 亮

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集   2015 ( 0 )   _2P1 - G05_1-_2P1-G05_2   2015年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    This paper reports a new shortcut method of the path planning for keeping clearance between the path and the obstacles. The bonding volumes which have the clearance to each robot link are generated and used for estimating the rough distance of the robot and the obstacles. The effectiveness of the method is verified in simulation.

    DOI: 10.1299/jsmermd.2015._2P1-G05_1

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  • 自己組織化可変モデルに基づく六面体要素有限要素モデル生成

    諸岡 健一, 吉 媛テイ, 宮内 翔子, 辻 徳生, 倉爪 亮

    生体医工学   53 ( 0 )   S253_03 - S253_03   2015年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 日本生体医工学会  

    Finite element method (FEM) is a well-known technique for modeling object physical behaviors. The FE analysis uses polyhedral mesh model, called FE model, of the object to be analyzed. The accuracy of the FE analysis depends on the quality of the polyhedral elements of the FE model. Here, theoretically, the FE analysis using hexahedral elements is superior to that of tetrahedral elements. However, hexahedral element construction needs to be satisfied with more constraints simultaneously compared with the tetrahedral element. Owing to the reason, there are few methods for generating hexahedral FE model of objects with complex shapes. This paper presents an automatic method for generating hexahedral FE model of human tissues. The proposed method is based on a Growing Self-organizing Deformable Model (GSDM) that is a deformable volumetric model. Practically, give a tissue surface model, we use as the initial GSDM the hexahedral model of the cuboid converted with the tissue. The hexahedral FE model is obtained by deforming the GSDM to fit the GSDM to the tissue surface and improve the quality of each element shape.

    DOI: 10.11239/jsmbe.53.S253_03

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  • 1A1-W04 レーザセンシングシステムと階層的隠れマルコフモデルによる居住者の行動推定

    杉野原 和也, 諸岡 健一, 辻 徳生, 倉爪 亮

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集   2015 ( 0 )   _1A1 - W04_1-_1A1-W04_4   2015年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    This paper presents a system for estimating indoor human behavior using laser range finders on the floor. The proposed method uses hierarchical hidden Markov model(H-HMM) composed of an action estimate layer and a behavior estimate layer. The former is constructed by two kinds of HMMs: one is the HMM for estimating each action, and the other is the HMM for deciding the human action considering the action continuity. In the latter layer, one HMM learns each behavior by using as the features the relative relationship among the actions and the furniture. Our behavior estimation using such features enable to recognize the behaviors robustly even thought the indoor environment is changed.

    DOI: 10.1299/jsmermd.2015._1A1-W04_1

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  • プライバシーの完全保護を実現する匿名カメラの提案と異常行動検出実験

    高木修平, 長原一, 岩下友美, 辻徳生, 諸岡健一, 倉爪亮

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   32nd   ROMBUNNO.2J2-01   2014年9月

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    記述言語:日本語  

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  • 幾何特徴量を用いた視点計画に基づく物体認識

    中里一幾, 諸岡健一, 辻徳生, 倉爪亮

    日本ロボット学会学術講演会予稿集(CD-ROM)   32nd   ROMBUNNO.1J1-05   2014年9月

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    記述言語:日本語  

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  • 情報構造化アーキテクチャの提案とサービスロボットのオンライン動作計画の実現

    PYO Yoonseok, 辻徳生, 橋口優香, 永田晃洋, 中島洸平, 倉爪亮, 長谷川勉, 諸岡健一

    ロボティクスシンポジア予稿集   19th   624 - 630   2014年3月

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    記述言語:日本語  

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  • D-16-6 広域的エッジ検出による内視鏡ステレオ画像からの3次元形状再構成(D-16.医用画像,一般セッション)

    中須加 陽介, 諸岡 健一, 辻 徳生, 倉爪 亮

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2014 ( 2 )   170 - 170   2014年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • 幾何情報を保存する自己組織化可変モデルに基づく目標曲面への人体組織表面モデルの写像 (学生論文特集)

    宮内 翔子, 諸岡 健一, 宮城 靖, 福田 孝一, 辻 徳生, 倉爪 亮

    電子情報通信学会論文誌. D, 情報・システム = The IEICE transactions on information and systems   97 ( 3 )   381 - 392   2014年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    複雑な形状をもつ人体組織同士を比較する際,それぞれのメッシュモデルを,形状が単純な目標曲面にいったん写像して,写像先で差異を比較する手法がある.このとき,対象組織で共通の解剖学的特徴が,目標曲面上で同じ位置にあると,他の部位でも対応付けが容易になる.また,組織形状に近い曲面を目標曲面として選ぶことで,写像が単純で直感的になり,解析しやすくなる.しかし,従来の写像法では,写像先を直接的に制御できず,また,従来法の目標曲面は平面や球面のみであり,形状を自由に設定するのは困難である.そこで,本論文では,特に脳表モデルに対し,モデルの写像先を制御しながら,脳表に適した形状の目標曲面へ写像する新たな手法を提案する.まず,自己組織化可変モデル変形法を用いて,モデルを目標曲面上へ写像する.この変形法を用いることで,写像の直接的制御や,モデルと同一位相をもつ形状の目標曲面が使用可能となる.この際,隣接していないモデルの頂点が,目標曲面上で同じ位置に写像されている折り畳みが生じている場合があり,この折り畳みを除去する.次に,モデルの幾何情報の一つである,モデルの表面積に対する各パッチの面積比を写像前後で保存しつつ,目標曲面に脳表を写像する.6個の脳表モデルを用いた実験を行い,提案手法は,特徴領域を特定の位置に写像しつつ,脳表モデルを目標曲面へ滑らかに写像できることを確認した.

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  • 成長型自己組織化可変モデルを用いた人体組織の六面体有限要素モデリング (医用画像)

    鴛渕 真理, 諸岡 健一, 辻 徳生, 倉爪 亮

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   113 ( 410 )   149 - 154   2014年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    人体組織に対する変形解析手法として,有限要素法(Finite Element Method: FEM)がある.FEMでは,解析対象物体を,要素と呼ばれる小領域の集合で表現した,有限要素(FE)モデルを用いる.要素としては,一般に,生成が容易である四面体要素が用いられるが,六面体要素を用いた場合,より高次の関数で要素内の変形を近似できるため,高精度の解析が可能となる.しかし,表面形状が複雑な物体に対する,六面体FEモデルの自動生成法は,確立されていない.本論文では,競合学習によって変形する成長型自己組織化可変モデル(Growing Self-Organizing Deformable Model: GSDM)を用いた,六面体FEモデルの自動生成法を提案する.既存のFEモデルとの比較実験から,提案手法で生成したFEモデルを用いた変形解析は,より高速,高精度であることが示された.

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  • 等面積・等角性を保存した生体組織表面モデルの目標曲面への写像

    宮内翔子, 諸岡健一, 辻徳生, 宮城靖, 福田孝一, 倉爪亮

    電子情報通信学会技術研究報告   113 ( 410(MI2013 56-125) )   143 - 148   2014年1月

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    記述言語:日本語  

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  • 網膜画像を用いた血管位置に対する錐体細胞分布の自動推定(ポスター発表2,計算解剖モデルに基づく診断・治療支援,医用画像処理一般)

    吉 媛テイ, 諸岡 健一, MARTINEZ MOZOS Oscar, 辻 徳生, 倉爪 亮

    電子情報通信学会技術研究報告. MI, 医用画像   113 ( 410 )   281 - 284   2014年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    本研究では,与えられた眼底画像から,血管に対する錐体細胞分布を自動的に推定する手法を提案する.血管と錐体細胞の相対的位置関係を,提案手法では,錐体細胞から血管への最近距離に基づいて,血管に対する錐体細胞の分布を3種類に分類する.多くの錐体細胞が血管の近傍に分布している場合,錐体細胞の分布と血管の位置に正の相関があるとみなす.一方,錐体細胞が血管より離れて分布している場合,錐体細胞の分布と血管の位置に相関性が低く,負相関とする.どちらの分布にも分類されない分布は,ランダム分布とみなす.シミュレーションによってランダム分布の擬似眼底画像を多数生成し,その累積度数分布を求める.これと,実際の錐体細胞の累積度数分布を比較し,上の種類のいずれかに判別する.

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  • 1P2-H01 履物上加速度センサと床上レーザレンジファインダを用いた複数人物の追跡(空間知)

    辻 徳生, 日下 和也, 長谷川 勉, 倉爪 亮, 諸岡 健一

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集   2014 ( 0 )   _1P2 - H01_1-_1P2-H01_4   2014年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    This paper describes a method for tracking identified persons in a room using the accelerometer attached to each footwear and the laser range finder (LRF) placed on the floor. Even though the LRF measures positions of foot on the floor, it is difficult to identify each person since the floor sensor acquires only the outline of foot. In order to identify the foot, the accelerometer is attached to the footwear. When the feet contacts the floor, it starts to be measured as a blob by the LRF and the acceleration becomes constant. The system detects the timing of such state changes and finds the correspondence between blobs and accelerometers.

    DOI: 10.1299/jsmermd.2014._1P2-H01_1

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  • 1P2-H02 分散センサを用いた室内状況推定に基づくサービス自動実行アーキテクチャ(空間知)

    ピョ ユンソク, 永田 晃洋, 中島 洸平, 桑畑 舜也, 辻 徳生, 諸岡 健一, 倉爪 亮, 長谷川 勉

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集   2014 ( 0 )   _1P2 - H02_1-_1P2-H02_4   2014年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    This paper introduces an information processing architecture named ROS-TMS for informationally structured environment. This architecture enables to handle several practical service tasks such as state estimation in a room using accumulated information in a database, and automatic planning and execution for suitable service tasks. As an application of the proposed ROS-TMS, we present an emergency detection and alert system using distributed sensors and a service robot.

    DOI: 10.1299/jsmermd.2014._1P2-H02_1

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  • 3P2-R01 爪を有する多指ハンドの把持計画(ロボットハンドの機構と把持戦略(2))

    馬場 恒星, 辻 徳生, ピョ ユンソク, 倉爪 亮, 諸岡 健一, 長谷川 勉, 原田 研介

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集   2014 ( 0 )   _3P2 - R01_1-_3P2-R01_4   2014年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    We aim to develop a multi-fingered hand which grasps various objects. We develop a finger equipped with soft fingertip and two layers nails. The first layer of the nails is thin and long. It is possible to insert it into the bottom of the object. The second layer of the nails is thick and short. It supports the elastic force of soft fingertip. We develop a planner for selecting a grasp style according to the height of the object. The planner can grasp a low height object by using a multi-fingered hand. We demonstrate the feasibility of the proposed method with simulation. In addition, it is shown that the developed hand can grasp various objects through experimental results.

    DOI: 10.1299/jsmermd.2014._3P2-R01_1

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  • 床上センシングシステムを用いた生活環境における移動物体の位置計測と居住者の行動推定

    長谷川 勉, ピョ ユンソク, 田中 真英, 辻 徳生, 諸岡 健一, 倉爪 亮

    日本ロボット学会誌   31 ( 8 )   769 - 779   2013年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本ロボット学会  

    This paper describes a method of measuring moving objects and estimating human behaviors in a room using only one laser range finder (LRF) installed in the room and a strip of mirror attached to a side wall close to a floor. The area of sensing is limited to a plane parallel to and just a few centimeters above the floor, thus covering the whole room with minimal invasion of privacy of a resident while reducing occlusion. The important feature of the measurement consists in processing of both distance and reflectance acquired by the LRF from the surface of the existing objects. This enables immediate distinction of clusters of objects made of different materials in the analysis of the scene cluttered with objects. The human behavior models are effectively utilized to estimate human behavior from LRF data. The experimental results validate the effectiveness of the proposed method.

    DOI: 10.7210/jrsj.31.769

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  • AS-6-4 プライバシー保護画像からの異常行動検出(AS-6.バイオメトリクスの多様性,シンポジウムセッション)

    高木 修平, 岩下 友美, 諸岡 健一, 辻 徳生, 倉爪 亮

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集   2013   "S - 50"-"S-51"   2013年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • 任意曲面への脳表メッシュモデルの写像 (医用画像)

    宮内 翔子, 諸岡 健一, 宮城 靖, 福田 孝一, 辻 徳生, 倉爪 亮

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   113 ( 146 )   39 - 44   2013年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    複雑な形状を持つ人体組織同士を比較するために,各メッシュモデルを,形状が単純な目標曲面に一旦写像して,写像先で差異を比較する手法がある.この時,対象組織で共通の解剖学的特徴が,目標曲面上で同じ位置にあると,他の部位でも対応付けが容易になる.また,組織形状に近い曲面を目標曲面として選ぶことで,写像が単純で直感的になり,解析し易くなる.しかし,従来の写像法では,写像先を直接的に制御できず,また,その目標曲面は平面や球面のみであり,形状を自由に設定するのは困難であった.そこで,本研究では,特に脳表モデルに対し,モデルの写像先を制御しながら,脳表に適した形状の目標曲面へ写像する新たな手法を提案する.6個の脳表モデルを用いた実験を行い,特徴領域を特定の位置に写像しつつ,脳表モデルを任意曲面へ滑らかに写像できることを確認した.

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  • 標準脳図譜変形による患者指向脳図譜の構築のためのランドマーク選択

    小林 薫樹, 諸岡 健一, 宮城 靖, 福田 孝一, 辻 徳生, 倉爪 亮

    生体医工学   51 ( 6 )   390 - 396   2013年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 日本生体医工学会  

    To estimate the internal structures of the patient brain, several methods map a brain atlas to a patient brain shape using some landmarks, which are selected manually from the brain shape. The determination of the correspondence between small sulci of arbitrary two brains is complex. Moreover, the relationship between the surface shape and internal structure of the brain is unclear. Therefore, even if the surface the deformed atlas is fitted to the patient brain shape, the accurate internal structures of the brain can not always be obtained. To solve these problems, this paper proposes a method of selecting landmarks to estimate the internal structures of the patient brain by deforming brain atlas. Firstly, the brain shapes are represented by a simple shape. Secondly, a small number of initial landmarks are selected manually from the contours of the approximated brain shape and the internal structures which can be identified from MR images. Thirdly, some new landmarks are generated automatically on the contours based on the initial landmarks. Finally, the brain atlas is deformed non-rigidly using these landmarks. To evaluate our method, we estimate the patient brain structure using 4 methods. From the experimental results using 10 brain images, our method can estimate the patient brain structure reliably and stably using a small number of landmarks compared with the method using the landmarks on the original brain shape.

    DOI: 10.11239/jsmbe.51.390

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  • 2A2-Q08 パーソナル清掃ロボットによる室内落下日用品の収集(ホーム&オフィスロボット)

    橋口 優香, 長谷川 勉, 表 允〓, 辻 徳生, 諸岡 健一, 倉爪 亮

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集   2013 ( 0 )   _2A2 - Q08_1-_2A2-Q08_4   2013年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    We developed a service robot that picks up everyday objects. The robot is equipped with a small manipulator and a Kinect sensor. A role of the robot is to collect objects which lie scattered on the floor of a room before a cleaning robot (Roomba) works. The robot uses not only a sensor mounted on it but also one laser range finder (LRF) installed in the room. By this, the robot can find objects and move to the grasping point efficiently.

    DOI: 10.1299/jsmermd.2013._2A2-Q08_1

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  • 1A1-R04 加速度センサと床上レーザレンジファインダを用いた複数移動物体の位置同定(空間知(1))

    森 達則, 田中 真英, 辻 徳生, 村上 剛司, 長谷川 勉, 諸岡 健一, 倉爪 亮

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集   2012 ( 0 )   _1A1 - R04_1-_1A1-R04_4   2012年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    We propose a method for localizing furniture on caster and wheelchair using accelerometers and a floor sensor. The floor sensor measures positions of objects on the floor using laser range finder. However, it is difficult to specify each object since the floor sensor acquire only outline of the object. The accelerometer is attached to the moving furniture and integrated with the floor sensor for localizing and specifying it. In this paper, we extend our previous system for localizing multiple objects and verify effectiveness for a robot working in an everyday environment.

    DOI: 10.1299/jsmermd.2012._1A1-R04_1

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  • 胃変形シミュレータ構築のための k-means 法を用いた大規模変形データセットの分割

    田口 智之, 諸岡 健一, 橋爪 誠, 倉爪 亮, 長谷川 勉

    Journal of Japan Society of Computer Aided Surgery : J.JSCAS   13 ( 3 )   410 - 411   2011年11月

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  • ドーム型スクリーンを用いた内視鏡外科手術向け立体映像提示システムの開発と手術手技における有用性の評価

    山本 厚行, 星野 洋, 柏木 正徳, 河村 亮, 小岩 弘子, 澤田 一哉, 大内田 研宙, 早見 武人, 諸岡 健一, 剣持 一, 田上 和夫, 橋爪 誠

    VR医学   8 ( 1 )   29 - 40   2010年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本VR医学会  

    内視鏡外科手術に適した立体映像提示システムとして、ドーム型スクリーンを用いた立体映像提示システム(3DD)を開発した。更に本システムが有する奥行き情報の直感的な提示が内視鏡外科手術における鉗子動作に与える影響について、従来の2D CRTモニターと比較し検討した。対象は内視鏡外科手術の経験のない医学生16人と日本内視鏡外科学会認定医の資格を持つ外科医3人とした。縫合結紮手技中の鉗子動作の解析結果より、3DDでは医学生においても他の方向に比べ前後方向に移動距離が大きいという外科医と同様の傾向がみられた。また、鉗子の軸周りの回転を多用していることからも、2Dに比べ鉗子動作の幅を増加することが確認された。

    DOI: 10.7876/jmvr.8.29

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  • AdaBoostによる気道・食道自動識別--自動気管内挿管システムの開発を目指して

    諸岡 健一, 倉爪 亮, 岩下 友美

    画像ラボ   21 ( 8 )   8 - 13   2010年8月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本工業出版  

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  • AdaBoost による気道・食道自動識別

    田村 暁斗, 諸岡 健一, 倉爪 亮, 岩下 友美, 内田 誠一, 原 健二, 中西 洋一, 橋爪 誠, 長谷川 勉

    電子情報通信学会論文誌. D, 情報・システム = The IEICE transactions on information and systems (Japanese edition)   92 ( 12 )   2249 - 2260   2009年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    気道確保法の一つである気道挿管では,通常まず喉頭鏡を使って喉頭展開を行い,声門の位置を目視により確認する.しかし実際の医療現場では,上気道閉塞など様々な要因で,声門の位置を目視により確認しづらい場合がある.この不完全な確認が原因で食道へ誤挿管した場合,気道が確保されず危険なだけでなく,無理な目視のために頸椎や歯牙損傷などの合併症を引き起こす危険性がある.安全・確実な気道挿管の実現に向けて,我々は,スタイレット先端に小型カメラを搭載した自動気管内挿管システムを開発することを自指している.本論文では,その要素機能として,カメラから取得される画像から,挿管チューブが気道あるいは食道に挿管されているかを自動的に識別する方法を提案する.本手法は,気道画像には気道周囲の輪状軟骨が特徴的に観察されることから,まずこの環状模様の記述に適した特徴量を定義し,それに基づいた気道・食道識別器をAdaBoostによって構築する.実験の結果,97.6%の高い識別率で気道・食道の判別が可能であり,提案手法の有効性が確認できた.

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  • P-2-711 3次元立体映像と2次元映像下における鉗子軌跡の比較 : 利用空間と軸回転量の検討(教育(医学・内視鏡),一般演題(ポスター),第64回日本消化器外科学会総会)

    大内田 研宙, 諸岡 健一, 早見 武人, 山本 厚行, 剣持 一, 小西 晃造, 家入 里志, 田上 和夫, 田中 雅夫, 橋爪 誠

    日本消化器外科学会雑誌   42 ( 7 )   2009年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本消化器外科学会  

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  • Boosting によるカメラ選択を用いた行動認識

    首藤 巧至, 内田 誠一, 諸岡 健一, 倉爪 亮, 原 健二

    電子情報通信学会技術研究報告. PRMU, パターン認識・メディア理解   108 ( 363 )   61 - 66   2008年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    環境の監視等を目的として,マルチカメラシステムによる多視点行動認識手法を提案する.本手法は次の3つの性質を持つ.第一は各カメラの視野を配慮した相補的な情報統合,第二はキャリブレーションフリーなシステムであること,第三は異種センサの組み込み可能性である.これらの性質は各カメラに付随した識別器による認識結果を統合するという枠組により実現される.具体的には,AdaBoostを用い各カメラに付随した識別器を取捨選択および統合しながら,マルチカメラシステム全体として高精度な識別器を自動構成する.本稿ではさらに,このカメラ識別器の取捨選択の際に局所領域選択を導入することを検討する.

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  • 逆投影と幾何拘束を用いた2D/3D位置合せ

    椛島 佑樹, 原 健二, 倉爪 亮, 岩下 友美, 諸岡 健一, 内田 誠一, 長谷川 勉

    電子情報通信学会論文誌. D, 情報・システム = The IEICE transactions on information and systems (Japanese edition)   91 ( 5 )   1380 - 1392   2008年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    レンジセンサにより取得した幾何モデルにカラーセンサで撮影したテクスチャ画像を貼り付けて表示するテクスチャマッピングを容易に実現するには,テクスチャ画像と幾何モデルのみからカラー・レンジセンサ間の相対位置関係を知ることが望ましい.本論文では,幾何拘束に基づく大域的手法とエッジの対応付けに基づく局所的手法の組合せにより,センサ間の相対位置・姿勢を初期値の変動にロバストにかつ高精度に推定し,テクスチャ画像と幾何モデルの位置合せを実現する手法を提案する.本手法はまず,テクスチャ画像から稜線と平面領域を抽出する.次に,この稜線と平面領域を幾何モデルに逆投影し,対象における幾何拘束条件を推定しつつ,この拘束条件のもとでセンサ間の相対位置・姿勢の初期推定値を求める.最後に,テクスチャ画像と幾何モデルの各エッジ間の対応付けに基づき,センサ間の相対位置・姿勢を決定する.実験では,エッジ間の対応付けに基づく従来手法と比較して,位置合せの成功率が41%から75%に向上した.

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  • DP-186-4 CyberDomeを用いた新規立体映像提示システムによる奥行き情報提示による内視鏡外科手技の向上 : 鉗子軌跡を含めた検討(第108回日本外科学会定期学術集会)

    大内田 研宙, 山本 厚行, 諸岡 健一, 早見 武人, 剣持 一, 星野 洋, 澤田 一哉, 植村 宗則, 小西 晃造, 家入 里志, 吉田 大輔, 前田 貴司, 田上 和夫, 田中 雅夫, 橋爪 誠

    日本外科学会雑誌   109 ( 2 )   2008年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本外科学会  

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  • 2A1-C04 気管内挿管の自動化のための気道・食道画像の識別(医療・福祉ロボティクス・メカトロニクス)

    田村 暁斗, 諸岡 健一, 倉爪 亮, 岩下 友美, 長谷川 勉, 剣持 一, 橋爪 誠, 原田 大志, 中西 洋一

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集   2008 ( 0 )   _2A1 - C04_1-_2A1-C04_4   2008年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    We have been developing an automatic endotracheal intubation system using a high performance stylet. This system is composed of an endotracheal stylet and a camera attached at the point of the stylet. One of fundamental functions of the automatic intubation system is to check whether the endotracheal intubation is completed appropriately or not. For achieving this function, this paper presents a method for classifying trachea and esophagus images taken by the mounted camera. The proposed method utilizes circular patterns of cricoid cartilage which is observed in trachea images only. Experimental results show that the proposed method can extract the cricoid patterns in trachea images efficiently and accurately.

    DOI: 10.1299/jsmermd.2008._2A1-C04_1

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  • 立体映像提示システムが鉗子回転運動に与える影響

    早見 武人, 諸岡 健一, 山本 厚行, 大内田 研宙, 星野 洋, 澤田 一哉, 植村 宗則, 剣持 一, 小西 晃造, 家入 里志, 吉田 大輔, 前田 貴司, 田上 和夫, 橋爪 誠

    Journal of Japan Society of Computer Aided Surgery : J.JSCAS   9 ( 3 )   324 - 325   2007年12月

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    記述言語:日本語  

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  • 並列 Fast Level Set Method による移動体の高速な三次元形状復元

    岩下 友美, 倉爪 亮, 原 健二, 内田 誠一, 諸岡 健一, 長谷川 勉

    電子情報通信学会論文誌. D, 情報・システム = The IEICE transactions on information and systems (Japanese edition)   90 ( 8 )   1888 - 1899   2007年8月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    多数台のカメラによりシーン内に存在する対象物体の全周の幾何情報及び光学情報を取得し,任意視点からの画像を生成する手法として,視体積交差法と多視点ステレオ法が提案されている.しかしこれらの手法は単一物体あるいはオクルージョンの生じない複数物体を対象とした手法であり,シーン内に複数物体が存在し物体間に相互オクルージョンが生じる場合,それぞれの物体形状を同時に復元することは困難であった.この問題に対し,我々はこれまでに高速な境界追跡手法であるFast Level Set Methodを複数ステレオ距離画像に適用し,複数対象物体の三次元形状をオクルージョンに頑強に復元するシステムを構築している.本論文では,これまでに構築したシステムを8台の計算機からなるPCクラスタへ実装し,Fast Level Set Method処理の並列計算により,より高速な三次元形状の復元を実現する.また対象物体が移動する場合,その移動方向を予測し,移動体を処理する計算機の計算負荷を低減することで,移動体の正確な三次元形状を遅れなく復元する手法を提案する.更に,舞踊の測定実験により,対象が高速に移動しても,従来システムと比較してより正確な三次元形状の復元が可能であることを示す.

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  • Face Detection by Generating and Selecting Features Based on Kullback-Leibler Divergence

    Ken'ichi Morooka, Junya Arakawa, Hiroshi Nagahashi

    Electronics and Communications in Japan   90 ( 10 )   29--39   2007年

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  • 自己組織化可変モデル:目標曲面への三次元物体メッシュモデルの写像

    諸岡健一, 松井瞬, 長橋宏

    電子情報通信学会論文誌D   90-D ( 3 )   908 - 917   2007年

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  • Kullback-Leibler情報量に基づく特徴の生成と選択による顔検出

    諸岡健一, 荒川純也, 長橋宏

    電子情報通信学会論文誌   J89-D-II ( 3 )   530 - 540   2006年

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  • マルチカメラを用いた行動認識のための識別器構成

    首藤 巧至, 諸岡 健一, 内田 誠一, 倉爪 亮, 原 健二

    電気関係学会九州支部連合大会講演論文集   2006 ( 0 )   89 - 89   2006年

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    出版者・発行元:電気・情報関係学会九州支部連合大会委員会  

    DOI: 10.11527/jceeek.2006.0.89.0

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  • 3次元物体モデル生成のための異なる解像度を持つ距離画像統合

    諸岡健一, 姜有宣, 長橋宏

    映像情報メディア学会誌   60 ( 3 )   409 - 417   2006年

  • 解像度の異なるデータでの距離画像統合

    長橋宏, 諸岡健一

    日本工業出版株式会社「画像ラボ」   17 ( 11 )   15 - 18   2006年

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  • 強化学習と隠れマルコフモデルの結合による自律的な動作認識

    諸岡健一, 浜元和久, 長橋宏

    電子情報通信学会論文誌D-II   J88-D-II ( 7 )   1269 - 1277   2005年

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  • View Space Representation and Viewpoint Planning Computation for Automatic 3D Object Modeling

    Ken'ichi Morooka, Hongbin Zha, Tsutomu Hasegawa

    Systems and Computers in Japan   35 ( 4 )   60 - 71   2004年4月

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    記述言語:英語  

    Viewpoint planning plays an important role in automatic 3D model generation. We have proposed an optimal viewpoint planning [9] for the purpose of model generation by merging images acquired from multiple viewpoints on a sphere that encircles object. This method uses a discretized approximate sphere which involves problems of sphere tessellation and of sphere representation. One must consider that the scanned surface of an object is projected onto a sphere, and that the computational cost increases directly with the number of images. However, there are no appropriate sphere representation methods available. This paper proposes a new representation method based on a 2D array, and develops a new viewpoint planning algorithm. The proposed system is verified by algorithmic analysis and experiments using a real modeling system. © 2004 Wiley Periodicals, Inc.

    DOI: 10.1002/scj.1232

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  • View Space Representation and Viewpoint Planning Computation for Automatic 3D Object Modeling

    Ken'ichi Morooka, Hongbin Zha, Tsutomu Hasegawa

    Systems and Computers in Japan   35 ( 4 )   60 - 71   2004年4月

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    記述言語:英語  

    Viewpoint planning plays an important role in automatic 3D model generation. We have proposed an optimal viewpoint planning [9] for the purpose of model generation by merging images acquired from multiple viewpoints on a sphere that encircles object. This method uses a discretized approximate sphere which involves problems of sphere tessellation and of sphere representation. One must consider that the scanned surface of an object is projected onto a sphere, and that the computational cost increases directly with the number of images. However, there are no appropriate sphere representation methods available. This paper proposes a new representation method based on a 2D array, and develops a new viewpoint planning algorithm. The proposed system is verified by algorithmic analysis and experiments using a real modeling system. © 2004 Wiley Periodicals, Inc.

    DOI: 10.1002/scj.1232

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  • 可変モデルを用いた異なる位相を持つ3次元物体モデルのモーフィング

    諸岡 健一, 長橋 宏

    映像情報メディア学会誌   58 ( 5 )   713 - 720   2004年

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  • Motion recognition by combining HMM and reinforcement learning

    K Hamamoto, K Morooka, H Nagahashi

    2004 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON SYSTEMS, MAN & CYBERNETICS, VOLS 1-7   5259 - 5264   2004年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    It is difficult to give a robot all possible motions beforehand in a certain environment. Therefore, the robot needs to learn how to recognize others' motions and to generate its own motions autonomously for working well. These learning algorithms need an efficient way to make recognition and generation of motions work together, because the), take many computing resources. This paper focuses on a generation-based recognition.
    Our system consists of recognition and generation modules. The former and latter are constructed from left-to-right Hidden Markov Models (HMM) and Reinforcement Learning (RL), respectively. When a HMM in recognition module does not work enough, the model parameters of HMM are re-estimated by using a state-value function of RL in generation module. The proposed method enables us to improve the reliability of the HMM.

    DOI: 10.1109/ICSMC.2004.1401029

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  • A method for detecting human face region based on generation and selection of kernel features

    J Arakawa, K Morooka, Y Kang, H Nagahashi

    2004 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON SYSTEMS, MAN & CYBERNETICS, VOLS 1-7   2191 - 2196   2004年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    Recent researches for detecting face regions from images have paid attention to high dimensional kernel features(KFs), which are obtained by a non-linear transformation of original features extracted from images. A Support Vector Machine(SVM) is one of the most prominent learning algorithms for KFs. However; SVM is time-consuming because of needing a large number of KFs to improve the accuracy of the classification. This paper proposes a new method that constructs a classifier between face and non-face regions by generating and choosing KFs based on Kullback-Leibler Divergence(KLD). The KLD means a distance between two distributions of face and non-face data under a given KF and some KFs of large KLDs are selected for the face detection. Moreover; the use of KLD enables us to generate new KFs' and to deal with different kinds of KFs concurrently Some experiments show that our method can reduce the number of KFs much more than SVM, and achieve almost equal or better detection rate than that of SWM.

    DOI: 10.1109/ICSMC.2004.1400653

    Web of Science

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  • A method for detecting human face region based on generation and selection of kernel features

    J Arakawa, K Morooka, Y Kang, H Nagahashi

    2004 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON SYSTEMS, MAN & CYBERNETICS, VOLS 1-7   2191 - 2196   2004年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    Recent researches for detecting face regions from images have paid attention to high dimensional kernel features(KFs), which are obtained by a non-linear transformation of original features extracted from images. A Support Vector Machine(SVM) is one of the most prominent learning algorithms for KFs. However; SVM is time-consuming because of needing a large number of KFs to improve the accuracy of the classification. This paper proposes a new method that constructs a classifier between face and non-face regions by generating and choosing KFs based on Kullback-Leibler Divergence(KLD). The KLD means a distance between two distributions of face and non-face data under a given KF and some KFs of large KLDs are selected for the face detection. Moreover; the use of KLD enables us to generate new KFs' and to deal with different kinds of KFs concurrently Some experiments show that our method can reduce the number of KFs much more than SVM, and achieve almost equal or better detection rate than that of SWM.

    DOI: 10.1109/ICSMC.2004.1400653

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  • Motion recognition by combining HMM and reinforcement learning

    K Hamamoto, K Morooka, H Nagahashi

    2004 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON SYSTEMS, MAN & CYBERNETICS, VOLS 1-7   5259 - 5264   2004年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    It is difficult to give a robot all possible motions beforehand in a certain environment. Therefore, the robot needs to learn how to recognize others' motions and to generate its own motions autonomously for working well. These learning algorithms need an efficient way to make recognition and generation of motions work together, because the), take many computing resources. This paper focuses on a generation-based recognition.
    Our system consists of recognition and generation modules. The former and latter are constructed from left-to-right Hidden Markov Models (HMM) and Reinforcement Learning (RL), respectively. When a HMM in recognition module does not work enough, the model parameters of HMM are re-estimated by using a state-value function of RL in generation module. The proposed method enables us to improve the reliability of the HMM.

    DOI: 10.1109/ICSMC.2004.1401029

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  • 自然現象の計測と学習に基づく映像生成 査読

    青木 工太, 諸岡 健一, 長谷川 修, 長橋 宏

    第9回画像センシングシンポジウム講演論文集   259 - 264   2003年

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    記述言語:日本語  

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  • Active balloon model based on 3D skeleton extraction by competitive learning

    K Morooka, H Takagi, H Nagahashi

    FOURTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON 3-D DIGITAL IMAGING AND MODELING, PROCEEDINGS   87 - 94   2003年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE COMPUTER SOC  

    This paper focuses on the polygonal representation of a 3D object model which is composed of a lot of points on the object surface. In the 3D animation, it is sometimes necessary to use multi-resolution representation of a model to cope with various situations, and it is preferable to represent the models with different resolutions in a certain unified data structure. In order to meet theses requirements, this paper presents a new method which generates the approximated model of an original one by using multiple deformable models, called active balloon models (ABMs). We extract the three-dimensional skeleton of the object. The obtained skeleton comprises nodes and edges, and represents the structure of the object. Based on the skeleton, the approximated model is generated by deforming the ABMs. Some experimental works are made to verify the capability of our method.

    DOI: 10.1109/IM.2003.1240236

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  • Active balloon model based on 3D skeleton extraction by competitive learning

    K Morooka, H Takagi, H Nagahashi

    FOURTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON 3-D DIGITAL IMAGING AND MODELING, PROCEEDINGS   87 - 94   2003年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE COMPUTER SOC  

    This paper focuses on the polygonal representation of a 3D object model which is composed of a lot of points on the object surface. In the 3D animation, it is sometimes necessary to use multi-resolution representation of a model to cope with various situations, and it is preferable to represent the models with different resolutions in a certain unified data structure. In order to meet theses requirements, this paper presents a new method which generates the approximated model of an original one by using multiple deformable models, called active balloon models (ABMs). We extract the three-dimensional skeleton of the object. The obtained skeleton comprises nodes and edges, and represents the structure of the object. Based on the skeleton, the approximated model is generated by deforming the ABMs. Some experimental works are made to verify the capability of our method.

    DOI: 10.1109/IM.2003.1240236

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  • 実写映像に基づくアニメーションの生成

    青木 工太, 諸岡 健一, 長谷川 修, 長橋 宏

    2003年電子情報通信学会総合大会講演論文集   102   31 - 36   2003年

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    記述言語:日本語  

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  • Shape Transformation between Objects with Different Topologies 査読

    Ken'ichi Morooka, Kohta Sugisawa, Hiroshi Nagahashi

    NICOGRAPH International 2002   85 - 90   2002年

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    担当区分:筆頭著者  

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  • 3D Morphing between Objects with Different Topologies

    IASTED International Conference on Computer Graphics and Imaging   2002年

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  • Shape Transformation between Objects with Different Topologies

    NICOGRAPH International 2002   2002年

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  • 幾何情報と位相情報を用いた3次元物体形状の復元

    画像の認識・理解シンポジウム   2002年

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  • 3D Morphing between Objects with Different Topologies

    IASTED International Conference on Computer Graphics and Imaging   2002年

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  • 3D Shape Recovery From Range Image Using Active Balloon Model

    Proceedings of International Workshop on Advanced Image Technology 2001 (IWAIT'2001)   31 - 36   2001年

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  • 3次元物体自動モデリングのための視点空間表現と視点計画計算法

    電子情報通信学会論文誌 (D-II)   J84-D-II ( 1 )   64 - 74   2001年

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  • 3D Shape Recovery From Range Image Using Active Balloon Model

    Proceedings of International Workshop on Advanced Image Technology 2001 (IWAIT'2001)   31 - 36   2001年

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  • View Space Representation and Viewpoint Planning Computation for Automatic 3-D Object Modeling

    Transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers D-II   J84-D-II ( 1 )   64 - 74   2001年

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  • 位相が異なる3次元物体モデル間のモーフィングに関する研究

    3次元画像コンファレンス2001   85 - 88   2001年

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  • アクティブバルーンモデルを用いた距離画像からの3次元物体表面再構成

    電子情報通信学会講演論文集   情報システム2   116   2001年

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  • Next Best Viewpoint(NBV) Planning for Generating 3-D Object Models from Sequence of Range Images

    Transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers D-II   J82-D-II ( 3 )   371 - 381   1999年

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  • Computations on a Spherical View Space for Efficient Planning of Viewpoints in 3-D Object Modeling

    Proceedings of International Conference on 3-D Digital Imaging and Modeling   138 - 147   1999年

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  • 複数の距離画像の統合による3次元物体モデル生成のための視点計画

    電子情報通信学会論文誌 (D-II)   J82-D-II ( 3 )   371 - 381   1999年

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  • Computations on a Spherical View Space for Efficient Planning of Viewpoints in 3-D Object Modeling

    Proceedings of International Conference on 3-D Digital Imaging and Modeling   138 - 147   1999年

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  • Next Best Viewpoint(NBV) Planning for Active Object Modeling Based on a Learning-by-showing Approach

    Proceedings of International Conference on Pattern Recognition   677 - 681   1998年

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  • Next Best Viewpoint(NBV) Planning for Active Object Modeling Based on a Learning-by-showing Approach

    Proceedings of Asian Conference on Computer Vision   185 - 192   1998年

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  • Next best viewpoint (NBV) planning for active object modeling based on a learning-by-showing approach

    K Morooka, HB Zha, T Hasegawa

    FOURTEENTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON PATTERN RECOGNITION, VOLS 1 AND 2   677 - 681   1998年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE COMPUTER SOC  

    The paper presents a method of creating a complete model of a curved object from a sequence of range images acquired by a fixed range finder. To accomplish the modeling fast and accurately in an optimal manner, we propose a new on-line viewpoint planning algorithm to choose the Next Best Viewpoint (NBV) based on the already obtained partial model. The NBV is determined by evaluating factors such as possibility of merging new data, local shape changes, registration accuracy and control point distribution.

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  • Next Best Viewpoint(NBV) Planning for Active Object Modeling Based on a Learning-by-showing Approach

    Proceedings of Asian Conference on Computer Vision   185 - 192   1998年

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  • Active modeling of 3-D objects: Planning on the next best pose (NBP) for acquiring range images

    HB Zha, K Morooka, T Hasegawa, T Nagata

    INTERNATIONAL CONFERENCE ON RECENT ADVANCES IN 3-D DIGITAL IMAGING AND MODELING, PROCEEDINGS   68 - 75   1997年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:I E E E, COMPUTER SOC PRESS  

    We propose a new method of creating a complete model of a curved object from multiple range images acquired by showing it at different poses. The pose of the object is changed by a manipulator in order to view the object from some specified viewpoints. The pose is planned after each new image as merged into a unified representation. A rating function for the planning is defined to tate into consideration the factors such as possibility of merging new data, registration. accuracy and control point selection.

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  • Active modeling of 3-D objects: Planning on the next best pose (NBP) for acquiring range images

    HB Zha, K Morooka, T Hasegawa, T Nagata

    INTERNATIONAL CONFERENCE ON RECENT ADVANCES IN 3-D DIGITAL IMAGING AND MODELING, PROCEEDINGS   68 - 75   1997年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:I E E E, COMPUTER SOC PRESS  

    We propose a new method of creating a complete model of a curved object from multiple range images acquired by showing it at different poses. The pose of the object is changed by a manipulator in order to view the object from some specified viewpoints. The pose is planned after each new image as merged into a unified representation. A rating function for the planning is defined to tate into consideration the factors such as possibility of merging new data, registration. accuracy and control point selection.

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受賞

  • 内田論文賞

    2017年6月   医用画像情報学会   A framework for estimating four-dimensional dose distributions during stereotactic body radiation therapy based on a 2D/3D registration technique with an adaptive transformation parameter approach

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  • Best poster award

    2017年1月   International Forum on Medical Imaging in Asia 2017   Simulation of Deforming Human Tissue by Multiple Deep Neural Networks

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  • Best poster award

    2015年12月   The Eleventh Joint Workshop on Machine Perception and Robotics   Identification of Cone Cell Distribution Pattern in Retina Image

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  • 優秀講演賞

    2015年1月   第15回計測自動制御学会・SI2014   能動的物体認識のための視点計画法

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  • 優秀講演賞

    2013年1月   第13回計測自動制御学会・SI2012   レーザレンジファインダの反射強度を利用した物体及びロボットの位置計測

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  • 優秀演題

    2010年6月   第49回日本定位・機能神経外科学会  

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  • グッドデザイン賞

    2007年12月   (財)日本産業デザイン振興会  

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  • 丹羽高柳賞論文賞

    2006年5月   映像情報メディア学会   可変モデルを用いた異なる位相を持つ3次元物体モデルのモーフィング

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共同研究・競争的資金等の研究

  • マラソン心事故予防に向けたAI解析による致死性不整脈の予知アルゴリズム構築

    研究課題/領域番号:21K08107  2021年04月 - 2024年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    笠原 真悟, 森田 瑞樹, 藤井 泰宏, 平井 健太, 逢坂 大樹, 諸岡 健一, 坂野 紀子

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    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

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  • AIに基づく外科医の術中技能の定量化による次世代低侵襲手術手技訓練システム

    研究課題/領域番号:19H04139  2019年04月 - 2022年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    諸岡 健一, 大内田 研宙, 倉爪 亮, 河村 晃宏, 宮内 翔子

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    配分額:17160000円 ( 直接経費:13200000円 、 間接経費:3960000円 )

    当該研究は,腹腔鏡下手術の安全性・確実性の向上を目指し, 申請者が有する実時間有限要素解析システム(neuroFEM) と,術中内視鏡画像を 融合することで,手術中の外科医の手術手技と,それに伴う人体組織の振舞いを計測し,それに基づいた次世代の低侵襲手術手技訓練システム の開発を目的とする.
    令和元年度では,neuroFEM を拡張し,異なる物性の組織間の相互作用を考慮した実時間有限要素解析システムmultiphysics DeepFEM (mDeepFEM) の構築と ,それによる患者臓器形状の計測法の開発について研究を行った.まず,neuroFEMの入力は位置と周囲からの応力を入力としていたため,それに物体の硬さを表す物性値を入力パラメータを加えたシステムに拡張した.ここで,これまで開発したneuroFEMはC言語で作成していたが,その学習に要する時間が膨大となることが問題であった.そこで,深層学習で用いられるプログラミング言語PyTorchに書き換えることで,学習の効率化を図った.その結果,これまでのneuroFEMの精度を保ちつつ,学習時間をほぼ半分程度に短縮することが可能となった.
    また,次年度では内視鏡画像から術具領域を自動的に抽出するシステムについて研究を行う予定である.この研究では,大量の内視鏡画像が必要であり,そのため内視鏡画像を収集し,各画像から術具領域を手動で抽出・ラベル付けをすることで,システム開発のためのデータベース構築に取り掛かっている.

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  • 3D画像認識AIによる革新的癌診断支援システムの構築

    2017年10月 - 2023年03月

    科学技術振興機構  CREST 

    諸岡健一

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • 多元ヒト脳図譜データベースによる脳深部刺激療法支援システム

    研究課題/領域番号:17H05299  2017年04月 - 2019年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)  新学術領域研究(研究領域提案型)

    諸岡 健一

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    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

    申請者は,世界初の試みである,1体の日本人献体脳を用いて,脳表から組織・細胞構造までの形態解剖・生理情報を内蔵した精緻なデジタル脳図譜}を開発中である.当該研究は,この標準脳図譜を基盤に,1)性別・年齢(時間軸)や疾患(病理軸)などに特異的な多元脳図譜データベースと,2)これに基づき標準脳図譜を変形させ,脳内構造の個人差・疾患特異性に対応した患者固有脳図譜推定法を構築することで,次世代テイラーメイド脳外科手術支援システムの開発を目的とする.
    平成30年度では,複数の脳図譜間の対応付け法を構築した.データベース構築には,脳図譜間の対応付が必要である.ここで,脳図譜は,脳表上や脳内部にある頂点と,それを接続した四面体からなるボリュームモデルである.一方,ヒトの脳形状が異なり,また異なるヒトの脳図譜ボリュームモデルは.必ずしも同一頂点数・パッチ数とは限らない.そこで,脳図譜ボリュームモデルを,形状が単純な目標体に写像する方法を構築した.
    6つの脳のボリュームモデルを使って,平均的な脳形状を有する目標体に写像する実験を行った.ここで,脳ボリュームモデルは,脳表と2つの内部構造(脳室1:側脳室と第3脳室,脳室2:第4脳室)を持つ.いずれの写像においても,提案手法は脳ボリュームモデルを四面体の自己交差を極力少なくしつつ,モデルを目標体に写像できたことを確認した.また,この写像結果から,逆に目標体のボリュームモデルから脳図譜を復元することで,全ての脳図譜を目標体のボリュームモデルで統一的に記述でき,脳図譜間の対応付けが可能となった.

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  • 多元ヒト脳図譜データベースによる脳深部刺激療法支援システム

    2017年 - 2018年

    文部科学省  科研費・新学術領域研究(公募研究) 

    諸岡健一

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • 実時間多層有限要素解析と術中生体情報の融合による次世代低侵襲手術支援システム

    研究課題/領域番号:16K00243  2016年04月 - 2019年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    諸岡 健一, 大内田 研宙, 倉爪 亮, 辻 徳生, 倉爪 亮

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    配分額:4550000円 ( 直接経費:3500000円 、 間接経費:1050000円 )

    当該研究は,腹腔鏡下手術を対象とし,申請者が有する実時間有限要素解析システム(neuroFEM)と,マルチモーダル内視鏡画像から術中組織情報を融合することで,患者組織固有の形状・運動的機能・見えを精緻に再現可能な人体組織モデリング法について研究を行った.その成果として,1)節点の挙動解析をボトムアップ的に統合し組織全体の変形を推定する,実時間多層有限要素解析システム,2)手術中の内視鏡画像から,術具をDeep Neural Networkによって自動的に検出するシステム,をそれぞれ構築した.

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  • 実時間多層有限要素解析と術中生体情報の融合による次世代低侵襲手術支援システム

    2016年 - 2018年

    日本学術振興会  科研費・基盤(C) 

    諸岡健一

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • 高密度レーザスキャナを搭載した群ロボットによるジオメトリビッグデータの取得と活用

    研究課題/領域番号:26249029  2014年04月 - 2018年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)  基盤研究(A)

    倉爪 亮, 中澤 篤志, 河村 晃宏, 諸岡 健一, 辻 徳生, 岩下 友美

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    配分額:40950000円 ( 直接経費:31500000円 、 間接経費:9450000円 )

    本研究では、群ロボットを用いた多地点広域レーザ計測技術と地上固定式高密度レーザスキャナを組み合わせ、数兆個の点群からなるジオメトリビッグデータを自動収集する群ロボットシステムCPS-VIIIを開発した。計測実験の結果、親ロボットの総移動距離270.1mに対する位置誤差は0.023m(距離誤差の0.0085%)であった。また福岡市を対象とした大規模なジオメトリビッグデータの取得を行い、静的高密度および動的低密度のジオメトリビッグデータを取得し、Webで一般公開した。さらに、自動運転車両や移動ロボットのための空間・路面認識手法の開発を行い、CNNを用いた高精度な空間・路面種別の識別手法を開発した。

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  • 超高精度・実時間応力変形解析による革新的特発性側彎症治療支援システムの開発

    研究課題/領域番号:26560262  2014年04月 - 2016年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究  挑戦的萌芽研究

    諸岡 健一, 久保田 健介, 倉爪 亮, 辻 徳生, 岩下 友美

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    配分額:3640000円 ( 直接経費:2800000円 、 間接経費:840000円 )

    我々は,呼吸時の脊椎の動きから,側彎症の進行具合や治療計画を立てる,新たな側彎症・診断治療法について研究を行っている.当該研究では, 胸郭骨(脊椎・肋骨・胸骨)の力学モデルによる実時間有限要素解析を用いて,この側彎症診断・治療法を支援するシステムについて研究を行った.
    具体的には,次の2つの要素技術について研究を行った:1)大規模ニューラルネットワークを用いて,胸郭骨の動き・変形・応力分布を推定する実時間有限要素解析法の開発;2)空間解像度が低くかつノイズを多く含む低品質医用画像からの患者指向胸郭骨形状モデルの生成.

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  • 高密度レーザスキャナを搭載した群ロボットによるジオメトリビッグデータの取得と活用

    2014年 - 2017年

    日本学術振興会  科研費・基盤(A) 

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    資金種別:競争的資金

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  • 超高精度・実時間応力変形解析による革新的特発性側彎症治療支援システムの開発

    2014年 - 2015年

    日本学術振興会  科研費・挑戦的萌芽 

    諸岡健一

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • テイラーメイド型日本人脳座標アトラスの開発

    研究課題/領域番号:24390345  2012年04月 - 2016年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    宮城 靖, 諸岡 健一, 福田 孝一, 岡本 剛

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    配分額:12350000円 ( 直接経費:9500000円 、 間接経費:2850000円 )

    日本人脳の完全連続標本を用い、3次元的整合性と高精細組織画像を両立させた。患者脳MRI画像をもとに最適に形状変形できる次世代型の定位脳手術用ヒト脳座標デジタルアトラスにより、難治性神経疾患のテイラーメイド外科治療に対応できる日本人版の定位脳手術支援システムを構築し安心・安全・精確な定位脳手術を実現する、そしてこれをもとに脳科学統合データベースの基盤を形成する。日本人脳の外表面3D形状モデルが完成し大脳基底核などの微細構造を抽出中、また形状の普遍性を担保するため120例の健常者MRIから脳の平均化処理、有限要素解析と機会学習を用いて実時間で最適な3D変形ができるパラメータを調整している。

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  • 実時間有限要素解析を用いた超高精度低侵襲手術支援システムの開発

    研究課題/領域番号:24103708  2012年04月 - 2014年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)  新学術領域研究(研究領域提案型)

    諸岡 健一

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    配分額:7410000円 ( 直接経費:5700000円 、 間接経費:1710000円 )

    当該研究は,肝臓内にある腫瘍を除去する腹腔鏡下手術(腹腔鏡下肝切除術)を対象として, 実時間有限要素解析により,術中の肝臓・腫瘍および周辺組織の精緻な変形を再現し,それを基に術者に有益な情報を提供することで,安全・確実な低侵襲手術を支援するシステムの開発を目的とする.
    平成25年度では,立体内視鏡から取得したステレオ画像から,肝臓表面形状を実時間で復元する方法を開発した.一般に,ステレオ画像から形状表面を復元するために,ステレオ画像を構成する左・右画像の対応関係を求める.この対応付けは,注目画素を中心とした窓を設定し,窓内の局所的特徴パターンの類似性に基づく.しかし,肝臓など,人体組織表面のテクスチャは一様であり,似たような局所パターンが多く存在するため,対応付けが複雑になる.
    これに対し,我々は,広域的エッジという新しい特徴量を定義し,これを用いて対応付けを行った.通常のエッジ値は,注目画素の近傍で差分を取って求めるのに対し,広域的エッジ値は,注目画素を含む一行全体の広い領域での差分計算で求められる.これにより,輝度値変化の少ない連続面上において,周囲の輪郭部分の影響を加味した特徴を得ることができる.また,広域的エッジを効率的に算出する方法を構築し,実時間で形状復元が可能となった.実験結果から,従来のステレオ法と比べ,対応点未検出によるデータの欠損を削減し,連続した領域について,より滑らかな視差情報が得られた.

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  • テイラーメイド型日本人脳座標アトラスの開発

    2012年 - 2014年

    日本学術振興会  科研費・基盤(B) 

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    資金種別:競争的資金

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  • 実時間有限要素解析を用いた超高精度低侵襲手術支援システムの開発

    2012年 - 2013年

    文部科学省  科研費・新学術領域研究(公募研究) 

    諸岡健一

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • 多次元環境地図の自動構築を行う群移動ロボットシステムの開発

    研究課題/領域番号:23360115  2011年04月 - 2014年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    倉爪 亮, 長谷川 勉, 諸岡 健一, 岩下 友美

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    配分額:17810000円 ( 直接経費:13700000円 、 間接経費:4110000円 )

    本研究では文化遺産のデジタルアーカイブ用に開発されたCPS-SLAM技術を、屋外型移動ロボットのための精緻な環境地図の作成に適用することで、完全に自動化されたロボットによるロボットのための多次元環境地図の生成システムを開発した.具体的には,①協調的自己位置同定手法の自動化,②3次元計測システムの高精度化,③広範囲を走行するための台車の開発,④観測計画の自動立案と誘導,⑤環境の時間変化を含む多次元環境地図の構築法の5つの研究課題を設定し,群ロボットによるレーザスキャナを用いた多次元地図構築のための手法およびハードウエアの開発を行った.

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  • 超高精細ヒト脳図譜の体系化によるオーダメイド脳図譜の構築

    研究課題/領域番号:23500244  2011年 - 2013年

    日本学術振興会  科研費・基盤(C)  基盤研究(C)

    諸岡健一

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    我々は,日本人脳の解剖学的地図(脳図譜)を作成している.この脳図譜を基に,複数の患者の脳図譜を体系化した大規模脳図譜データベース構築を目的とし,それを実現するための要素技術の開発について研究を行った.患者の脳ボリュームモデルは,膨大な点からなり,かつ各モデルの頂点数や頂点間の連結関係は異なるため,モデル間の対応付けは非常に困難である.そこで,形状が単純な目標曲面・目標ボリュームへ写像し,写像先で対応付ける方法を開発し,モデルの対応付けが効率化を実現した.

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  • 多次元環境地図の自動構築を行う群移動ロボットシステムの開発

    2011年 - 2013年

    日本学術振興会  科研費・基盤(B) 

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    資金種別:競争的資金

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  • 不可視光源による影領域を用いた歩容認証システムの開発

    研究課題/領域番号:23500216  2011年 - 2013年

    日本学術振興会  科研費・基盤(C)  基盤研究(C)

    岩下 友美, 倉爪 亮, 諸岡 健一

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    資金種別:競争的資金

    本研究では,建物へのアクセス認証や屋内におけるセキュリティシステムにおいて,被認証者の負担の無い個人認証を実現するために,複数台の赤外線ライトにより地面に投影された歩行者の影領域を用いた,個人認証システムの開発を行った.また,着衣や持ち物の変化などの見えの変化に対して頑強な歩容による個人識別システムを提案した.さらに,高い個人認証性能を実現するために,開発システムを拡張して,時系列情報を考慮した個人識別手法を開発した.提案手法を用いて54名の歩行画像データベースを用いて実験を行い,従来手法と比較して高い認証性能を達成したことを確認した.

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  • 計算解剖モデルを利用した実時間有限要素解析による次世代低侵襲手術シミュレータ

    2010年 - 2011年

    文部科学省  科研費・新学術領域研究(公募研究) 

    諸岡健一

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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  • 計算解剖モデルを利用した実時間有限要素解析による次世代低侵襲手術シミュレータ

    研究課題/領域番号:22103511  2010年 - 2011年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)  新学術領域研究(研究領域提案型)

    諸岡 健一

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    配分額:5330000円 ( 直接経費:4100000円 、 間接経費:1230000円 )

    申請者は,これまで実時間で有限要素解析によって内部組織の変形を推定するシステムneuroFEMの研究を進めきた.この研究では,1つの鉗子で肝臓表面を扱うことを前提として,その操作によって起こり得る変形を1つのニューラルネットワーク(以後,NN)で推定する.肝臓は塊と大まかに捉えるとすると,胃は階層状に並ぶ薄膜の集合体であるため,胃全体の大局的動きと手技による局所変形の両方を再現する必要がある.また,切開や切除により,その操作前後の胃の構造,つまり組織モデルの構造が変わる.このような問題を解決するために,平成23年度では,平成23年度で構築した,胃ESDの手技で生じる組織変形を実時間有限要素解析によって再現するシステムを拡張した.
    具体的には,まず,粘膜切除前後における胃全体の変形を推定するneuroFEMを,効率的に構築する手法を開発した.neuroFEMの構築には,「ある初期条件とそれにより変形した胃モデル」という学習データが多数必要であるが,一方学習データの増加に伴い,1つのNN学習できない可能性が高い.そこで,予備実験を通して,大規模データセットから,1つのNNが学習可能なサブデータセットを自動的に選択する手法を開発した.これにより,学習精度が保証されるだけでなく,学習時間の短縮も可能となった.
    また,胃の内壁にある腫瘍の位置を任意に設定することによって,様々な症例での手術シミュレーションが可能となる.そこで,胃全体の変形をneuroFEMで,腫瘍およびその周囲の組織の変形をバネ-質点モデルを用いるハイブリッドな変形推定システムを構築した.

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  • 日本人脳による定位脳手術用デジタル脳座標アトラスの開発

    研究課題/領域番号:21591873  2009年 - 2011年

    日本学術振興会  科研費・基盤(C)  基盤研究(C)

    宮城 靖, 諸岡 健一, 福田 孝一, 飛松 省三, 吉浦 敬, 倉岡 晃夫, 陳 献, 早見 武人, 岡本 剛

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    資金種別:競争的資金

    日本人脳の形態に特化した脳アトラスを作成し,脳神経疾患のテイラーメイド治療に応用できる脳の座標アトラスを開発する。デジタル画像処理技術を用いて脳疾患のない日本人の脳で完全な連続標本を作成し,全ての可視化脳内構造を3Dマップ化する方法を確立した。これにより日本人のホルマリン脳標本を材料とし,三次元的整合性を持ち,細部に至るまで細胞構築を観察できる本邦初の脳アトラスとなるべき標本が1体分ほぼ完成した。

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  • 超低侵襲治療を実現する半自律動作性CAD統合内視鏡診断治療ロボットシステムの開発

    2009年 - 2011年

    日本学術振興会  科研費・基盤(A) 

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    資金種別:競争的資金

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  • 画像列からの術中臓器モデル推定による次世代内視鏡手術支援システムの開発

    研究課題/領域番号:19700422  2007年 - 2008年

    日本学術振興会  科研費・若手(B)  若手研究(B)

    諸岡健一

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    当該研究は,対象臓器を肝臓とし,術前に作成した患者の肝臓メッシュモデルと,術中に得られる内視鏡画像列を用いて,精緻な術中肝臓モデルを実時間で推定する手法の構築,およびその処理を組み込んだ次世代内視鏡手術支援システムの開発を行った.

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  • 情報感度特性に基づく3次元物体のスケーラブル表現とその利用に関する研究

    研究課題/領域番号:17300033  2005年 - 2007年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    長橋 宏, 熊澤 逸夫, 青木 工太, 諸岡 健一

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    配分額:15960000円 ( 直接経費:15000000円 、 間接経費:960000円 )

    本研究課題では、多視点からの選択的多重解像度距離計測に基づく3次元物体のスケールを考慮したモデル表現法の確立、ならびに主観的情報感度に基づく3次元モデルの表現とその利用法に関して研究を行った。具体的には、計測点までの距離と計測面の向きに基づく異なる解像度で計測されたデータの統合法、および、計測された異なるスケール空間のデータに対してメッシュ削減・メッシュ分割・統計的メッシュ解析などのメッシュ適応を行うことで、未計測の解像度データを自然に生成・統合する方法を提案し、実験により有効性を確認した。また、距離計測困難な状況の1つである戸外のシーン画像に対して、テクスチャの持つスケールの微妙な変化を抽出する方法を提案し、その有効性を実験により確認した。さらに、ズーム、パン、チルト可能なカメラで構成されるステレオビジョンシステムを構築し、シーン中の物体情報を選択的に詳細化する方法を提案した。一方、3次元物体の持つ形状空間感度特性を調べるために、最小2乗メッシュと競合学習に基づくメッシュと頂点の数を制御可能な3次元可変モデルSDM(Self-organizing Deformable Model)を提案した。そして、このSDMによる物体形状の近似表現法を開発し、2つの物体間の形状変形過程を実時間提示することで、物体の形状に対する人間の主観的情報量の心理評価実験を行った。最後に、SDMを利用した顔の誇張や異なるモデル同士での動作の移し替え、モーションキャプチャデータベースを用いた3次元動作の合成、因子分解法とスケール探索による新たな3次元映像コンテンツ表現などの応用研究を実施した。

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  • 情報感度特性に基づく3次元物体のスケーラブル表現とその利用に関する研究

    2005年 - 2006年

    日本学術振興会  科研費・基盤(B) 

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    資金種別:競争的資金

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  • 蛍光顕微鏡画像の高速・高品位3次元映像化と3次元生体構造との自動照合

    研究課題/領域番号:17300061  2005年 - 2006年

    日本学術振興会  科研費・基盤(B)  基盤研究(B)

    熊澤 逸夫, 長橋 宏, 諸岡 健一

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    資金種別:競争的資金

    本課題では、研究代表者らが開発した蛍光顕微鏡観察画像の高速3次元再構成手法を、実データによって評価し、特にその精度を中心に改良を加えると共に、断面画像を層状に積み上げた形式で表現されている蛍光顕微鏡の3次元画像と3Dコンピュータグラフィクスや各種CADによって構成されるポリゴンや多項式メタボールなどで表現される3次元形状モデルとを照合、比較するためのアルゴリズムを開発した。蛍光顕微鏡観察画像から得られる3次元映像は表面だけでなく、その内部の3次元構造も含んでいる。しかしながら、こうした形で表されている3次元画像とポリゴン等で表現された3次元形状を照合することは困難である。そこで後者のポリゴンの形式で表された表面形状モデルから、特定の視点から観察される前者の形式の表現を生成するニューラルネットを構成し、このニューラルネットで形式変換をしながら逐次形状を比較して照合する方式を考案し、プログラムとして実装して、各種実データを用いてその性能を評価した。この形式変換の際には、特に生体組織の特徴である半透明性を想定した新しい変換方式を考案して、半透明の対象形状を精度良く復元できることを実験的に確認した。また表面形状を再構成する場合には、組織の内部構造は無視して、対象と背景の境界を検出する必要があるため、色情報を用いて領域とその境界を精度良く検出する方式を開発した。現状では、形式変換とその際に必要になる領域抽出方法の開発が完了しているが、事前に登録した3次元形状モデルと蛍光顕微鏡観察画像から得られる内部構造も含む3次元映像と登録された3次元表面形状モデルを照合・探索するアルゴリズムについては、まだ開発途上であり、単純な形状しか照合できていない状況である。

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  • 形状計測と機能認識の並列協調処理による非剛体物体のモデル獲得

    研究課題/領域番号:15700149  2003年 - 2005年

    日本学術振興会  科研費・若手(B)  若手研究(B)

    諸岡健一

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    本研究では,3次元非剛体物体の機能とそれにより生じる形状変形の因果関係に着目し,形状計測器と機能認識器を有機的に結合したシステムによって,形状情報と機能情報を持つ3次元物体モデルを生成することを目的とする.平成17年度は,ステレオ視による形状計測精度の向上のため,予め与えられた顔に関する情報と,その情報と画像から得られる特徴量を有機的に結合することによる顔形状計測法の構築を目指した.
    まず,計算機に与える顔情報の構築を行った.レンジファインダによって複数人の顔形状データを獲得する.この形状データは,顔の表面上の点データである.顔形状を復元するために,形状変形可能な可変モデルを用いて,そのモデルを点データに当てはめることで顔形状モデルを生成する.本研究では,新たな可変モデルであるActive Mesh Model (AMM)を導入した.これによって,ある点データと,可変モデルの頂点を対応付けることで,顔モデル間の対応関係を容易に得られる.そこで,全顔形状データより,AMMを使って各顔モデルを生成する.複数人の顔形状データの分布を表す固有顔空間と,目尻・目頭・口などの顔の特徴点の分布を表す特徴点固有空間を作成する.
    これら二種類の固有空間を用いたステレオ視による顔形状計測法を構築した.2台のカメラから取得した2枚の画像から,特徴点を抽出し,それを特徴点固有空間へ投影することで,大まかな形状を求める.固有顔空間と,先ほど推定した形状を事前情報としたMAP推定によって,顔形状を推定する.
    上記手法により実験した結果,ステレオ視のみの手法と比べ,形状復元精度の向上が見られた.しかし,形状復元精度が特徴点の数に依存する問題がある.したがって,今後の課題として,少数の特徴点の場合でも頑強な形状推定法の構築が挙げられる.更に,様々な顔の表情に対して本手法を拡張する必要がある.

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  • 動作機能を学習・獲得する3次元物体モデルの研究

    研究課題/領域番号:15650030  2003年 - 2004年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 萌芽研究  萌芽研究

    長橋 宏, 諸岡 健一

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    配分額:3300000円 ( 直接経費:3300000円 )

    本研究では、『変形拘束条件を持つ物体モデルが、与えられた外環境の中で自律的に面形状を制御し、動作機能を生じさせることで目標地点に到達するプロセスを学習・獲得する』という枠組を持つ新たな3次元物体表現法を構築することを目的とした。通常の3次元モデル表現が静的な物体形状のみを表し、物体の動きに関しては形状表現とは別にスケルトンモデル等を用いて個別に表現が行われているのに対して、本研究で提案するモデル表現法では、物体モデルが置かれる外環境と目標に応じて、物体の形状変形を引き起こす面の制御点の時間的推移の仕方を自律的に学習することができる。そのため、環境が変わっても自律的に適応可能なエージェント型の3次元物体モデル表現となっており、形状変形と与えられた外環境との相互作用を行う機能を持った物体表現となる。本研究では、区分的多項式表現モデルを利用し、ごく限られた数の制御点の時間関数として動きを表現するとともに、3次元外環境空間における物体の変形と移動を評価するための基準を連続体力学の観点から検討し、それらの評価基準に基づいて形状変形プロセスを学習するシステムを実際に作成した。学習法としては、強化学習法の1つであるQ-learningを用いた。複数の形状モデルに対して、面の変形拘束条件を与えた場合の物体の動きの解析を行った結果、いわゆる水中や地上のような異なる外環境においても、本提案手法に基づいて目標点に到達するための面形状の変形プロセスをそれぞれに獲得することができた。さらに、面の変形拘束条件を変えた場合でも、同一環境、同一目標点に到達するための新たな変形プロセスも獲得できることが明らかとなった。

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担当授業科目

  • 3次元画像処理 (2021年度) 第3学期  - 水1,水2

  • 3次元画像処理 (2021年度) 第3学期  - 水1,水2

  • コンピュータグラフィックス (2021年度) 第2学期  - 月5,月6

  • コンピュータグラフィックス (2021年度) 第2学期  - 月5,月6

  • パターン情報学演習 (2021年度) 通年  - その他

  • 人工知能 (2021年度) 第1学期  - 火3,火4,金5,金6

  • 技術英語 (2021年度) 後期  - その他

  • 映像メディア処理 (2021年度) 第4学期  - 水3,水4

  • 映像メディア処理 (2021年度) 第4学期  - 水3,水4

  • 画像処理 (2021年度) 第3学期  - 水1~2

  • 画像処理基礎 (2021年度) 第4学期  - 木3,木4

  • 画像処理基礎 (2021年度) 第4学期  - 木3,木4

  • 画像情報処理論 (2021年度) 前期  - 木1,木2

  • 知的画像情報処理論 (2021年度) 後期  - その他

  • 表現技法1 (2021年度) 前期  - その他

  • 表現技法2 (2021年度) 後期  - その他

  • 電子情報システム工学特別研究 (2021年度) 通年  - その他

  • 3次元画像処理 (2020年度) 第3学期  - 水1,水2

  • 3次元画像処理 (2020年度) 第3学期  - 水1,水2

  • イノベーション概論 (2020年度) 後期  - 月7,月8,金7,金8

  • イノベーション概論 (2020年度) 後期  - 月7~8,金7~8

  • コンピュータグラフィックス (2020年度) 第2学期  - 月5,月6

  • パターン情報学演習 (2020年度) 通年  - その他

  • 人工知能 (2020年度) 第1学期  - 火3,火4,金5,金6

  • 人工知能 (2020年度) 第1学期  - 火3,火4,金5,金6

  • 技術英語 (2020年度) 後期  - その他

  • 映像メディア処理 (2020年度) 第4学期  - 水3,水4

  • 映像メディア処理 (2020年度) 第4学期  - 水3,水4

  • 画像処理 (2020年度) 第3学期  - 水1~2

  • 画像処理基礎 (2020年度) 第4学期  - 木3,木4

  • 画像処理基礎 (2020年度) 第4学期  - 木3,木4

  • 画像情報処理論 (2020年度) 前期  - 木1,木2

  • 知的画像情報処理論 (2020年度) 特別  - その他

  • 表現技法1 (2020年度) 前期  - その他

  • 表現技法2 (2020年度) 後期  - その他

  • 電子情報システム工学特別研究 (2020年度) 通年  - その他

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