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A system for simultaneously measuring 3-D shape and bidirectional reflectance at high spatial and angular resolution in shorter time

Research Project

Project/Area Number 16K00257
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Perceptual information processing
Research InstitutionOsaka Electro-Communication University

Principal Investigator

Kimachi Akira  大阪電気通信大学, 情報通信工学部, 教授 (30312987)

Research Collaborator Doi Motonori  
Nishi Shogo  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2018: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords時間相関イメージセンサ / BRDF / BTF / コンピュテーショナルフォトグラフィ / 光反射モデル / 画像センシング / 計測工学 / 応用光学・量子光工学 / 時間相関カメラ / 三次元計測 / BRDF/BTF計測
Outline of Final Research Achievements

The goal of this research is to develop a system for simultaneously measuring 3-D shape and bidirectional reflectance at high spatial and angular resolution in shorter time than previous methods. This system consists of a time-domain correlation camera and an LED dome, in which the light emitted from each LED placed densely along a latitude line undergoes sinusoidal amplitude modulation with a phase shift linear to the longitude ("circularly phase-shifted sinusoidal modulation," CPSSM). Toward this goal, this research made the following accomplishments: 1) modeling of the cause and compensation of measurement errors under pulse scanning mode of the LED dome; 2) investigation of the design possibility of a PWM driving circuit for LED dome under CPSSM; and 3) demonstration of CPSSM by application to spectral imaging.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では,当初の目標である,高い空間分解能を保ちつつ従来より短時間で物体表面の三次元形状と光反射特性を同時に計測するシステムの実現には至らなかった.しかし,LEDドーム照明の新たな方式である回転位相シフト正弦波変調に関しては,その反射光強度波形から計測対象に関する有益な情報が得られることを,分光イメージングに応用し,分光反射率のフーリエ係数を実時間で画像検出するシステムを実現することにより実証した.また,LEDドーム照明および時間相関カメラの特性に基づいて計測誤差をモデル化し,さらにその補償方法を考案することにより,システムの計測精度を保証するための基礎となる知見が得られた.

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Presentation] An imaging system for Fourier coefficients of spectral reflectance2019

    • Author(s)
      A. Kimachi, M. Doi and S. Nishi
    • Organizer
      The 7th Computational Color Imaging Workshop
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 分光反射率のフーリエ特徴を抽出する実時間映像法2018

    • Author(s)
      来海 暁,土居 元紀,西 省吾
    • Organizer
      第35回センシングフォーラム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] スペクトルのフーリエ係数を実時間で検出する分光撮像法2018

    • Author(s)
      来海 暁,土居 元紀,西 省吾
    • Organizer
      第24回画像センシングシンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] A normal vector and BTF profile measurement system using a correlation camera and scanning dome illumination2017

    • Author(s)
      A. Kimachi, M. Doi and S. Nishi
    • Organizer
      Material Appearance 2017, Proc. of IS&T Int. Symp. Electronic Imaging
    • Place of Presentation
      Burlingame, CA, U.S.A.
    • Year and Date
      2017-01-30
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 走査型ドーム照明と時間相関カメラを用いた法線・BTF計測システムの高精度化2017

    • Author(s)
      来海 暁,土居 元紀,西 省吾
    • Organizer
      第34回センシングフォーラム
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ドーム型走査照明と時間相関カメラに基づく法線分布および反射特性の推定2016

    • Author(s)
      来海 暁,土居 元紀,西 省吾
    • Organizer
      第33回センシングフォーラム
    • Place of Presentation
      近畿大学和歌山キャンパス
    • Year and Date
      2016-09-01
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] ドーム型走査照明と荷重積分法に基づくBTFプロファイル計測システム2016

    • Author(s)
      来海 暁,土居 元紀,西 省吾
    • Organizer
      第22回画像センシングシンポジウム
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜アネックスホール
    • Year and Date
      2016-06-09
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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