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水中光線空間のモデル化による半透明物体の全周囲3次元形状復元

Research Project

Project/Area Number 15J07706
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Perceptual information processing
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

川原 僚  京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords3次元形状復元 / 反射屈折光学系 / カメラキャリブレーション / 水中撮影 / 多重反射 / 光の屈折 / アクティブステレオ / Underwater Vision / 3D Shape Measurement / 三次元形状計測 / コンピュータビジョン / 水中 / 鏡面反射
Outline of Annual Research Achievements

これまで水中撮影環境における微小な物体を3次元形状復元の対象とし、屈折の影響を受ける計測系において照射・観測される水中光線を体系的に扱える水中光線空間のモデル化と、その変化を手掛かりとする3次元形状復元法の確立に取り組んできた。
平成29年度は微視的環境への拡張に対し、新たに有望な着想を得て考案・構築を進めてきた計測システムによる形状復元法の有効性の実証と、さらなる発展を目的として研究に取り組んだ。具体的には、平成29年度の研究計画に基づき、プロジェクタ・カメラに加えて球面レンズと複合鏡を応用した計測システムについて、(1)実環境におけるシステムの構築、(2)実環境での撮影実験を含めた形状復元法の定量的評価に取り組んだ。
(1)について、形状復元の手法を実環境へと適用するために、被写界深度についての理論的な検討をさらに進めてそのシミュレーションを行い、計測系がもつ光学的な性質をより明確にした上で球面レンズと複合鏡について再設計を行い、その結果をもとに計測システムを実環境で構築した。
(2)について、まず計測モデルとその較正法が実環境においても有効であることを示すために、(1)で述べた計測システムを用いて、撮影実験によって計測モデルの較正を行った。そして較正に用いた被写体の復元精度を定量的に評価した。次に、形状復元の手法が実環境においても有効であることを示すために、微小な貝殻を被写体としてその3次元形状を復元した。
また、研究目的の実現に関連して、計測系における光線の記述についての平成27年度までの着想をもとに効率的な順投影計算の手法を考案した。そしてこれらの手法を水中撮影環境へと拡張した場合についても議論を行い、その成果をとりまとめた。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Dynamic 3D capture of swimming fish by underwater active stereo2016

    • Author(s)
      R. Kawahara, S. Nobuhara, and T. Matsuyama
    • Journal Title

      Methods in Oceanography

      Volume: 17 Pages: 118-137

    • DOI

      10.1016/j.mio.2016.08.002

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Teleidoscopic-Imagingシステムによる微小物体の多視点撮影2017

    • Author(s)
      川原僚,延原章平
    • Organizer
      第20回画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Teleidoscopic-Imagingシステムによる微小物体の多視点撮影2017

    • Author(s)
      川原僚,延原章平
    • Organizer
      研究報告コンピュータビジョンとイメージメディア(CVIM)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Interference-free Epipole-centered Structured Light Pattern for Mirror-based Multi-view Active Stereo2015

    • Author(s)
      Tomu Tahara, Ryo Kawahara, Shohei Nobuhara, Takashi Matsuyama
    • Organizer
      International Conference on 3D Vision (3DV2015)
    • Place of Presentation
      Lyon, France
    • Year and Date
      2015-10-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 鏡によるパターン光の多重照射を考慮した仮想多視点アクティブステレオ2015

    • Author(s)
      田原都夢,川原僚,延原章平,松山隆司
    • Organizer
      研究報告コンピュータビジョンとイメージメディア(CVIM)
    • Place of Presentation
      日本科学未来館(東京都江東区)
    • Year and Date
      2015-05-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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