平成25年度研究プロジェクト支援事業（外国人研究者支援

（様式２）外国人研究者支援研究費
平成２６年 ４月３０日
琉球大学
学長 大城 肇 殿
所属部局・職
工学部・准教授
氏
姜 東植
名
平成２５年度研究プロジェクト支援事業（外国人研究者支援研究費）
研究実績報告書
このことについて、以下のとおり報告いたします。
①研究課題
学習姿勢の分析による授業理解度の推定システムの開発
現在教育現場において，教職実習生の「評価対象の内容と到達度」について評価者の
主観に依存した評価方法が多いため，場合によっては客観性が欠ける恐れがある．この
中で一部でも客観性が認められる評価ができれば，実習生・評価者とも現状の到達度を
理解することが容易になり，その後のメリットも大きいはずである．そこで，評価者の
②研究の概要
主観に依存しない方法による客観的評価法を構築しようと考え，ベテランとビギナーに
対する受講者の学習姿勢に着目した．
具体的には，まずベテランとビギナーの授業時間に対し時系列的に受講者の「顔の向
きと視線」を検出する．顔の検出手法として，物体の検出アルゴリズムである viola-jones
法を活用する．つぎに，図形の特徴を表すことができる「モーメント(moment)特徴」を
導入し，顔の傾き(上下，左右)を算出する．この検出結果をもとに，熟練教師と教職実習
生の教授法の相違点が分析し，教育現場で活用できる客観的尺度の構築を目指す．
③研究成果の概要
本研究では，CIE-L*a*b*表色系の色ヒストグラムにより肌色領域を抽出し，動領域検出の情報から肌色領
域でありなおかつ動きの検出されない領域の画素値を肌色領域の抽出から除外する方法を提案し，動きの大
きさが異なる３種類の動画に対する顔候補領域の抽出と顔候補領域からの顔部品の抽出する実験を行った．
そして，フレーム間差分を用いた顔領域の追跡と，色情報を用いた顔部品の検出を行い，図形の特徴を表
すことができるモーメント特徴を計算し，顔の位置と向きを推定する手法を提案した．さらに，動画の始め
のフレームにおいて顔検出を行い，フレーム間差分の結果から顔領域の動きの向きと大きさを得る事により
顔を追跡し，顔部品の位置と顔領域の動きから向き推定する実験を行った．
上記のことから，学習の集中度をはかる上で，最も重要な顔の追跡と，顔の動きを推定することが出来る
ようになった．
1/3
④研究成果の公表、あるいはその準備状況
本研究と関連した研究成果として，以下のように３回の国内学会に参加し，研究発表を行った．
[1] CIE-L*a*b 表色系を用いた顔検出における誤り訂正法 ，電気学会研究会資料, 情報システム研究会，
pp.43-58, 2013
[2] Viola-Jones 法と傾いた顔検出への応用 ，第 27 回信号処理シンポジウム，pp.207-211, 2013
[3] 顔の向き推定を用いた集中度の推定システム , 情報処理学会第 76 回全国大会, 講演論文集, pp.417-418,
2014
⑤科学研究費等の申請に向けた準備状況
まず，基礎研究として，３フレーム間差分を用いた顔領域の追跡と，顔の肌色情報を用いた顔部品検出す
ることができ，顔の動きと向きを推定する手法を確立した．
次に，この手法の手法を検証するための実験環境を構築することができた．具体的には，C++OpenCV を
導入し，１台のビデオカメラで学習者らの表情や動きを撮影した動画から学習者の顔を追跡し，顔の向きの
判定する実験が出来るようした．
また，実験の結果から，顔領域の抽出には viola-jones 法と色情報が，顔の位置と向きの推定には顔部品の
モーメント特徴（図形情報）が有効であること検証ができた．
⑥今後の研究の展開、展望
本研究において，学習者の顔の追跡と，顔の動きを推定することが可能になった．このことから，フレー
ムの間差分（時系列的）の情報を用いると，個性豊かな表情や動作の数的評価することも可能であると考え
られる．
また，顔の動きや動作と学習者の集中度との相関の存在を解明し，他の学習者との動作を比較することで，
その時点での集中が途切れたのかどうかを判断することが可能であると思われる．
最終的には，時系列的に集中度を数値化できるよう，モデル化を行うことである．これにより，教職実習
生の評価に貢献できると考えられる．
＊ 上記について、概ね ４ページ程度 にまとめてください。また、別途 関連する資料類 （論文別刷など）
があれば添付してください。
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⑦費目別収支決算表
合計
申請書に
記載した経費
物品費
円
円
1,000,000
旅費
500,000
謝金等
円
300,000
その他
円
100,000
円
100,000
の使用内訳
決定通知書に
記載された
円
1,000,000
円
500,000
円
300,000
円
100,000
円
100,000
支給額内訳
実支出額の
使用内訳
円
1,000,000
円
680,390
円
106,340
3/3
円
213,270
円
0