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高速変形物体のリアルタイム計測により医療支援システムの研究開発

Research Project

Project/Area Number 14F04041
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Perceptual information processing
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

川崎 洋  鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (80361393)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) VISENTINI SCARZANELLA MARCO  鹿児島大学, 理工学研究科, 外国人特別研究員
VISENTINI SCARZANELLA Marco  鹿児島大学, 理工学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2014: ¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000)
Keywordsコンピュータビジョン / 3次元計上復元 / フォトメトリックステレオ / Computer Vision / 3D Reconstruction / Photometric stereo / Surgical navigation
Outline of Annual Research Achievements

内視鏡用の超小型固定パターン光源に利用可能な、光源のキャリブレーション手法の開発を行い、その開発に成功した。これまで、光源のキャリブレーションは、クロムボールなど特殊な器具を用意し、間接的に行うか、一様な平行光源を仮定することが主流であり精度も低いものであった。このため、通常、フォトメトリック・ステレオ(PS)では、大量の入力画像を必要とした。これに対して、提案手法では、複数回、光沢のない板(画材用の模造紙と簡易に入手可能)に光をあて、それをカメラで撮影するだけで、分布パラメータと、カメラと光源の位置を推定する手法となっており、利便性と性能を大幅に向上可能である。
さらに、初年度に開発したキャリブレーション手法を用いて、当研究室で開発しているアクティブ・グリッド方式の3次元スキャナに、フォトメトリックステレオ(PS)方式の3次元復元アルゴリズムを組み合わせるシステムの開発を行った。これは、グリッド方式で投影するパターンが疎なため、その間を点光源で照らすことで、高密度な復元を実現することを目的とした手法である。加えて、PS方式では、法線は求まるが、実際の3次元座標は不安定になるという問題があるが、グリッド方式で得られる3次元座標を用いることで、これを解消できる。本研究成果は、その新規性が認められ、医療画像で世界最大規模の国際会議であるMICCAIにおける、内視鏡関連の併設ワークショップにおいて、ベストペーパーに選出された。
さらに、本研究を通して得られた、プロジェクタに関する知見を生かして、複数のプロジェクタを同時投影することで得られる光の干渉により、複数平面に異なるパターンを同時に投影する手法を開発し、特許出願した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Int'l Joint Research] The BioRobotics Institute(Italy )

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      Yoshinori Oki,Marco Visentini-Scarzanella,Tomohito Wada,Ryo Furukawa,Ryusuke Sagawa,Hiroshi Kawasaki
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      Proceedings of IAPR International Conference on Machine Vision Applications

      Volume: - Pages: 18-21

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    • Author(s)
      Ryo Furukawa, Ryunosuke Masutani, Daisuke Miyazaki, Masashi Baba, Shinsaku Hiura,Marco Visentini-Scarzanella, Hiroki Morinaga, Hiroshi Kawasaki,Ryusuke Sagawa
    • Journal Title

      Proceedings of IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBS)

      Volume: - Pages: 7937-7941

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    • Author(s)
      M. Visentini-Scarzanella, H. Kawasak
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      Proceedings of Pacific Rim Symposium on Image and Video Technology (PSIVT)

      Volume: - Pages: 1-14

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  • [Journal Article] Underwater Active Oneshot Scan with Static Wave Pattern and Bundle Adjustment2015

    • Author(s)
      Hiroki Morinaga, Hirohisa Baba, Marco Visentini-Scarzanella,Hiroshi Kawasak, Ryo Furukawa, Ryusuke Sagawa
    • Journal Title

      Proceedings of Pacific Rim Symposium on Image and Video Technology (PSIVT)

      Volume: - Pages: 1-14

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  • [Journal Article] A Triangle Mesh Reconstruction Method Taking into account Silhouette Images2015

    • Author(s)
      Michihiro Mikamo, Yoshinori Oki, Marco Visentini-Scarzanella,Hiroshi Kawasaki, Ryo Furukawa, Ryusuke Sagawa
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      Proceedings of Pacific Rim Symposium on Image and Video Technology (PSIVT)

      Volume: - Pages: 1-12

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  • [Journal Article] A two plane volumetric display for simultaneous independent images at multiple depths2015

    • Author(s)
      Marco Visentini-Scarzanella, Takuto Hirukawa, Hiroshi Kawasaki, Ryo Furukawa, Shinsaku Hiura
    • Journal Title

      Proceedings of Pacific Rim Symposium on Image and Video Technology (PSIVT)

      Volume: - Pages: 1-14

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  • [Journal Article] Tissue Shape Acquisition with a Hybrid Structured Light and Photometric Stereo Endoscopic System2015

    • Author(s)
      Marco Visentini-Scarzanella, Tatsuya Hanayama, Ryunosuke Masutani, Shigeto Yoshida, Yoko Kominami, Yoji Sanomura, Shinji Tanaka,Ryo Furukawa, Hiroshi Kawasaki
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      Proceedings of International Workshop on Computer-Assisted and Robotic Endoscopy (CARE)

      Volume: - Pages: 1-12

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  • [Journal Article] Entire Shape Scan System with Multiple Pro-Cams Using Texture Information and Accurate Silhouette Creating Technique2015

    • Author(s)
      Yoshinori Oki, Marco Scarzanella, Tomohito Wada, Ryo Furukawa, Ryusuke Sagawa, Hiroshi Kawasaki
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      Proceedings of IAPR INTERNATIONAL CONFERENCE ON MACHINE VISION APPLICATIONS (MVA)2015

      Volume: -

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  • [Presentation] Development of Light Field Projector and Its Applications2015

    • Author(s)
      Hiroshi Kawasaki, Marco Visentini Scarzanella, Ryo Furukawa, Shinsaku Hiura
    • Organizer
      The 10th International Workshop on Robust Computer Vision
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2015-11-21
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  • [Presentation] A Combined Structured Light and Photometric Stereo Endoscope for Dynamic Tissue Measurement2015

    • Author(s)
      Marco Visentini-Scarzanella, Ryo Furukawa, Hiroshi Kawasaki
    • Organizer
      International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) Workshop on Robotic Endoscopic Capsules for Gastrointestinal Screening (REC)
    • Place of Presentation
      Hamburg, Germany
    • Year and Date
      2015-10-15
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Simultaneous independent projections at multiple depths2015

    • Author(s)
      MarcoVisentini Scarzanella, Takuto Hirukawa, Hiroshi Kawasaki, Ryo Furukawa, Shinsaku Hiura
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      第18回画像の認識・理解シンポジウム
    • Place of Presentation
      ホテル阪急エキスポパーク (大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-07-27
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  • [Presentation] Underwater 3D Shape Measurement with Static2015

    • Author(s)
      Tatsuya Hanayama, Hirohisa Baba, Marco Visentini Scarzanella, Ryo Furukawa, Ryusuke Sagawa, Hiroshi Kawasaki
    • Organizer
      第18回画像の認識・理解シンポジウム
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      ホテル阪急エキスポパーク (大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-07-27
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  • [Presentation] アクティブステレオに基づく三次元内視鏡システムの2自由度自己校正2015

    • Author(s)
      増谷 龍之輔, 古川亮、馬場雅志、宮崎大輔、青山正人、日浦慎作、川崎洋
    • Organizer
      第18回画像の認識・理解シンポジウム
    • Place of Presentation
      ホテル阪急エキスポパーク (大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-07-27
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 多視点プロジェクタ・カメラの可視判定を用いたロバストな全周3次元メッシュ再構築手法2015

    • Author(s)
      三鴨道弘、沖佳憲、Marco Visentini Scarzanella, 川崎洋、古川亮、佐川立昌
    • Organizer
      情報処理学会 CVIM研究会 第199回研究発表会
    • Place of Presentation
      神戸大学 六甲第2キャンパス (兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-06-30
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] スタティックなWaveパターンとバンドル調整法による水中アクティブワンショット2015

    • Author(s)
      森永寛紀、馬場博久、三鴨道弘、ヴィゼンティーニスカルツァネッラマルコ、川崎洋、古川亮、佐川立昌
    • Organizer
      情報処理学会 CVIM研究会 第199回研究発表会
    • Place of Presentation
      神戸大学 六甲第2キャンパス (兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-06-30
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      2015 Annual Research Report
  • [Remarks] Computer Vision & Graphics Laboratory

    • URL

      http://klab2.ibe.kagoshima-u.ac.jp/

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      2015 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 投影システム、投影方法、パターン生成方法及びプログラム2015

    • Inventor(s)
      川崎洋, Marco, ,益山仁,日浦慎作,古川亮
    • Industrial Property Rights Holder
      川崎洋, Marco, ,益山仁,日浦慎作,古川亮
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2015-06-26
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      2015 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 3次元形状計測装置、診断システム及び3次元形状計測方法2015

    • Inventor(s)
      古川亮,佐川立昌,川崎洋,マルコ、吉田成人
    • Industrial Property Rights Holder
      古川亮,佐川立昌,川崎洋,マルコ、吉田成人
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2015-07-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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