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［研究グループ構成］

　　　　　　　　　　研究者：�煦苣M勝，魚住純，元木邦俊，菊地慶仁

　　　　　　　共同研究者：朝倉利光（北海学園大学）
　　　　　　　　　　　　　　　 原田康浩（北見工業大学）
　　　　　　　　　　　　　　　 相津佳永（室蘭工業大学）
　　　　　　　　　　　　　　　 中村隆（釧路工業高等専門学校）
　　　　　　　　　　　　　　　 櫻田安志（弘前大学）
　　　　　　　　　　　　　　　 岩井俊昭（東京農工大学）
　　　　　　　　　　　　　　　 船水英希（室蘭工業大学）
　　　　　　　　　　　　　　　 Jarkko J. Saarinen（北海学園大学）
　　　　　　　　　　　　　　　 松崎博季（北海道工業大学）
　　　　　　　　　　　　　　　 金井理（北海道大学）


［研究課題］

　　　　　　　　 　　・�煦苣M勝　バイオメトリックス情報による光学的セキュリティ技術の開発
　　　　　　　　 　　・魚住純　　 光・画像技術による生体関連情報のセンシングと解析
　　　　　　　　 　　・元木邦俊　音声生成モデルにおける声道境界条件の高精度化
　　　　　　　　 　　・菊地慶仁　生体情報の可視化と協調型開発環境の開発
　　　　

［研究課題と成果概要］


�@［　バイオメトリックス情報による光学的セキュリティ技術の開発（�煦苣M勝）　］

　本研究者の当初からの研究目標に沿って，生体等の画像情報をディジタルホログラフィの技術によって秘匿する手法の研究（2008年度）や指紋情報の自動検出のための2値画像のラベリング手法によるハフ変換の研究（2009年度）および細線化処理手法のアルゴリズに関する研究（2010年度）を継続して推し進めて研究している．その結果，前者の研究に関してデジタルホログラフィを暗号化技術とし利用する手法を確立し，その成果を｢An Encyption Technique by Digital Holography｣ （本学大学院工学研究科紀要｢工学研究｣）として公表した．また指紋に関する研究では，従来のマニューシャ法における特徴点を利用する指紋識別法とは異なる手法として指紋の稜線方位を用いる手法を研究した．ここでは，指紋画像を５×５のブロックに分割し，おのおのの領域における稜線方位の検出アルゴリズムを確立した．さらに，このようにして得られた領域ごとの指紋稜線の方位分布を個々の指紋の特徴量として扱い，それを指紋識別に用いる方法を提案した．これらの成果は，｢稜線方位分布による指紋コード｣（本学工学部研究報告）として公表した．さらに，外部の研究者との共同研究として，生体筋肉の収縮メカニズムに関する研究を行いその成果を｢Remarks on Muscle Contraction Mechanism II. Isometric Tension Transient and Isotonic Velocity Transient｣(International J. of Molecular Sciences) として発表した．

�A［　光・画像技術による生体関連情報のセンシングと解析（魚住純）　］

　生体や食品などの成分濃度測定に有効な近赤外分光法の測定精度向上を図るため，スペクトルの非整数次導関数および非整数次絶対導関数の有効性についての研究を進めている．今年度は，多項式フィッティングを用いた微分計算法を使い，小麦の成分の推定における非整数次微分および非整数次絶対微分の有効性を確認し，昨年度までのフーリエ変換を用いた計算法による結果との比較検討を行った． 　また，フラクタルスペックルの生成と特性の研究も進めているが，これまで散乱面の像領域にフラクタルスペックルを生成することは，応用上重要でありながら実現が困難であったが，室蘭工業大学の船水氏および相津氏との共同研究により，ディジタルホログラフィ技術を用いてディジタル的に生成する方法を開発した．この方法は，フラクタル次元等のパラメータを容易に変更できるなど，応用上の利点が多い． 　さらに，客員研究員のサーリネン氏らとの共同研究により，医療等への応用が期待されるナノ粒子コロイドの複素誘電率を最大エントロピー法を用いて光学的に測定する新たな方法を開発した．

�B［　音声生成モデルにおける声道境界条件の高精度化（元木邦俊）　］

　これまでに提案しているモード展開法による３次元声道モデルは周波数域での表現となっており，音源付近や音響管の接続部付近における大きな音場の振幅変化は，局所的に存在し空間を伝搬しないエバネッセントモードにより表現されている．本年度は，声道モデル内の音場の時間的な推移を時間領域差分法（FDTD法）により可視化し，高次モード（エバネッセントモード及び伝搬モードの両者）を含む音場が概ね数msで定常状態に至ることを示した．また，声道壁を伝わるなどして口唇以外から放射される音声の特徴についても引き続き検討を行った．直径2mm程度の超小型エレクトレットコンデンサマイクロホンを直線状に複数配置し，受音した音圧傾度から頸部皮膚近傍の粒子速度を求めた．頸部皮膚からの放射音声は低域通過特性を有することが粒子速度のスペクトル特性からも示された．

�C［　生体情報の可視化と協調型開発環境の開発（菊地慶仁）　］

　生体情報の可視化に関しては，前年度に購入した多視点裸眼立体視ディスプレイ（Philips社）を中心としてデータの可視化及び可触知に関する研究を進めている．具体的には同じ研究所の山の井グループと共同で裸眼立体視ディスプレイを用いてアルツハイマー症患者に特有の遠近感覚の消失を測定する研究を継続している．裸眼立体視モニタを利用した遠近感覚測定は健常者でも難しい点があり，測定方法に改良を加えて測定方向による測定値に偏りが生じにくい方式を確立し，さらにディスプレイ表現による柔軟性を利用して測定方法の改良を試みた．研究内容は所属学部の研究報告で報告，及び２月末のプロジェクト研究会などで報告する．またこれまで発表した内容はInternational Journal of Automation Technology, Vol.5, No.2 pp. 218-222, 2011に掲載された．

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