DEIM2019で「スマートフォンの位置変化の影響を考慮した両足ジェスチャ認識手法」というタイトルで口頭発表とポスター発表をしてきました(田村柾優紀)

      2019/10/10

はじめに

中村研究室OBの田村柾優紀です。

2019年3月4日-6日にホテルオークラJRハウステンボスで行われた第11回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム(DEIM2019)において、「スマートフォンの位置変化の影響を考慮した両足ジェスチャ認識手法」というタイトルで口頭発表とポスター発表をしたので、報告させていただきます。

発表時の様子

 

研究概要

まず我々が実現したいことは,手や音声によるデバイス操作が向かない状況において、ポケット内に入れたスマートフォンのセンサを利用して、両足ジェスチャによるデバイス操作を実現することです。そのため、我々はこれまでの研究(SIGGN101で発表した研究)で、ポケット内のスマートフォンのセンサによる両足ジェスチャ認識手法を提案しました。

そして、その研究を通して、

  • 認識精度が十分ではない
  • 認識にかかる時間が遅い
  • ポケット内での位置変化による認識精度への影響を考慮できていない
  • データセットにそもそも問題がある

という4つの問題が明らかとなりました。

そこで、それぞれの問題を解決することが本研究の目的となります。

まず、認識精度が十分ではない問題に対しては、我々がこれまでに提案した認識手法に問題があったと考え、特徴量と分類器、サンプリング周波数を再検討しました。またここでは、そもそもデータセットに問題があった(ジェスチャをするよう指示してからのタイミングに人によってばらつきがあった)ため、音楽ゲームスタイルのデータセット構築手法を実現し、データを取り直しました。その結果、データセットを改善し、特徴量とサンプリング周波数を変更したことにより、認識精度が改善されました。

次に、認識にかかる時間が遅いという問題に対しては、まずジェスチャ認識に用いる時間を、Millerらの研究を参考に短くするよう検討しました。しかし、認識に用いる時間を短縮したことによって、認識精度が大きく悪化しました。そこで、その認識精度の悪化を軽減するために、ジェスチャを開始する直前の構えの動作である、予備動作を用いたジェスチャ認識を行う手法を提案しました。その手法の有用性を検証した結果、予備動作を用いることで認識精度の悪化を軽減することが可能であることが示されました。

そして、ポケット内でのスマートフォンの位置変化による認識精度への影響を考慮できていない問題に対しては、まず位置変化による認識精度への影響を検証し、その影響を示しました。そして、位置変化による認識精度への影響を軽減するため、ポケット内のスマートフォンの傾きを特徴量として使用する手法を提案しました。その手法の有用性を検証した結果、ポケット内のスマートフォンの傾きの特徴量を用いることで、位置変化による認識精度への影響を軽減可能であることが示されました。

より詳しい説明は以下の発表資料や論文をご覧下さい。

論文

田村柾優紀, 中村聡史: スマートフォンの位置変化の影響を考慮した両足ジェスチャ認識手法, 第11回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム(DEIM2019), E5-4, pp.1-8 , 2019.03(in press).

発表資料

スライド

 

ポスター

 

学会発表に対しての感想

今回の研究発表が、学生としての最後の発表となりました。そうした背景もあり、この発表にかける思いはとても強かったので、プレゼン練習や、発表練習はいつもより頑張りました。そうした努力により、発表当日はあまり緊張せずに、自分の行っている研究内容をしっかりと伝えることが出来たように感じました。その結果として、学生プレゼンテーション賞を受賞しました!

この受賞は、自分だけでは成しえなかったと思います。まず、研究の方針や分析の仕方、論文の書き方、プレゼンの仕方などをご指導いただいた中村聡史先生には感謝致します。また、研究の方針や分析の仕方に行き詰った際には、親身になって考えてくれた阿部和樹君にも感謝致します。さらに、中村研究室の他のメンバーの方々にも、ここでは書ききれない程の多大なご協力をして頂きました。感謝致します。

 

ここから中村研究室での5年間の振り返り

今回の研究発表が、中村研究室で過ごした学部2年生から修士2年生までの5年間を締めくくる発表であり、こうした研究発表の報告記事を書く機会が今後無いと思われるので。この場を借りて、5年間の振り返りをさせて頂きたいと思います。

学部2年生編

まず、時はさかのぼって2014年の学部2年生の時に中村研究室に仮配属されました。配属先として、自分が中村研究室を選んだきっかけというのは、研究が出来るという部分よりは、プログラミングの勉強が出来るという説明に惹かれて、選んだような気がします(笑)。実際に説明の通り、JavaScriptやPHPといったweb言語を、授業を通して学ぶことができました。しかし、ただweb言語の勉強をするだけでなく、その言語を使ったハッカソン形式のグループワークを実施し、それぞれのチームの作品が、どういうところが良かったのかや、どういうところを改善したらより良い作品になるのかというフィードバックを、とても真剣に返して頂いていたように感じました。

 

学部3年生編

そして学部3年生になり、中村研究室に本配属されました。中村研究室では、1年に1度どこかの学会で研究発表をするというルールがあるので、自分も例に漏れず札幌で行われたEC2015で研究発表を行いました。この時のことを振り返ると、1期生であるため先輩がおらず、論文の書き方やプレゼンの仕方も、手探り状態で大変だったことや、北海道にあるラーメン横丁で食べたラーメンが美味しかったこと(笑)などが思い返され、とても懐かしい気持ちになります。

 

学部4年生編

そうした研究発表の経験を経て、学部4年生になりました。まず学部4年生の頃をとても簡単に振り返ると、最も大変だったのは、研究テーマ決めです。なぜかというと、学部3年生の時には、中村先生が提示した研究テーマの中から、自分が興味を持った研究テーマを選んで、研究を進めていきます。しかし、学部4年生からは自分で研究テーマを新たに考えて、研究を行っていくというルールが、中村研究室にはあります。その研究テーマ決めの過程では、先生からまず自分で研究テーマを100個考えるという課題が与えられます(結構な無茶ぶり(笑))。その研究テーマを考える過程においては、これまでの研究では、どういう問題が解決されていないのかを考え、その問題を解決するためには、どういう手法を提案するべきかを考えます。しかし、そうして考えた100個の研究テーマのほとんどが、実は既に問題が解決されていたり、問題を解決するための手法としては弱いために、研究テーマとして認められずに終わってしまい、中々研究テーマが決まらないという大変さがありました。(そうした研究テーマ決めを経て決まった研究テーマを、基本的には卒業まで行うことになります。もちろん、自主的に研究テーマを変更することも出来ます。)

 

修士1年生編

修士1年生では、個人で研究を行うのがメインですが、その他にも私はチームで研究を行う経験をさせて頂きました。私がチームを組んで、研究を始めることになったきっかけは、主に研究テーマや研究の方針を固めるために、1年に1度行われる合宿で行われたプレゼン大会?でした。そのプレゼン大会?は簡単に説明すると、チームを組んでやりたい研究を、中村先生と研究室メンバーにプレゼンをして、研究を進めていく承認をもらう大会となります。そのプレゼン大会?で、自分は「スマホに入れている音楽の好みが似ている人を推定して、その人との出会いを促進し、その二人が共通して好きなBGMをその場で再生することで、出会った後のコミュニケーションも円滑にする出会い系アプリ」を提案しました。そのプレゼン大会ではこのプレゼンは大きな波紋を呼び、研究テーマのブラッシュアップが必要だと判断されながらも、研究チームの結成が認められました。そして、志を同じくする4人が集まり、夜から朝まで、こういう風にしたらもっと良くなるとか、もっと面白くなるという議論を、滅茶苦茶楽しく行いました。(学生生活の中で一番楽しかったのは、この議論をしていた時かも知れません(笑)。)チームで現状の課題を一緒に話し合い、その解決策をチームで考えた経験が、自分が今後進むべき道が、はっきりと見えたきっかけになったと思います。

(※最終的にこのチームで開発したアプリの詳細は、こちらのリンクをクリックして確認してね!

 

修士2年生編

修士2年生になってからは、卒業まで残り1年ということもあり、自分のやっている研究にかなり専念をし始めました。中村研究室における修士課程卒業の条件としては、修士論文を提出することはもちろんですが、さらに論文誌に投稿し条件付き採録となるか、国際会議に投稿して採録されることが条件とされています。修士2年生の時には、論文誌と国際会議の条件を満たすことが出来ていなかったので、国際会議に論文が採録されることを目指し始めました。自分のやっている研究を英語で論文に書くというのは、かなり大変でした。特に、論文の校閲を依頼したときには、校閲の結果、論文が変更点だらけで真っ赤になっており、かなり心が折れました(笑)。そして何回も国際会議に投稿した結果、ギリシャで行われたMMM2019という国際会議に採録され、ポスター発表を行いました。その経験を通して、伝えたいことを英語の文章や言葉で伝える経験をとても沢山積むことが出来ました。この経験は、もし今後海外で何かをプレゼンをするときには、活きてくる経験だと思うので、そんなとても貴重な体験をさせて頂いた中村先生にはとても感謝しています。

 

最後に

これからもうすぐ令和の時代が始まりますが、中村研究室はこれから令和時代の少年少女の常識を形作るような研究を次々に行うと、勝手に思ってるので、みんなも是非中村研究室に来て新時代の常識を形作ろう!

以上

 - news, research , , , , , , , ,