超高解像度なマルチスペクトル-深度撮像器における信号処理系の確立
| Project/Area Number |
19K20303
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 61010:Perceptual information processing-related
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
高橋 智博 東海大学, 情報理工学部, 講師 (40756300)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 不均一サンプリング / 信号修復 / 画像修復 / RGB-Dカメラ / 信号処理 / ランダムラインスキャン / ランダムサンプリング / 適応画像修復 / レーザースキャン / レーザー撮像 / ランダムスキャン / Depthカメラ / RGB-D |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は，レーザー屈折結晶を用いた新たなレーザー撮像方式を提案し，信号処理の側面からその基礎理論を確立することである．本撮像器は対象の色情報と深度情報とを位置ずれ無く同時に取得でき，計測時間に比例する解像度が得られるものであるが，高解像度な画像を取得する場合は測定時間が長くなることが問題である．本研究では以下に示す3つのアプローチによって，高速かつ高解像度なマルチスペクトル-深度カメラの実現を目指す．
1. サンプリングするべき点をリアルタイムに評価しスキャンに反映させる技術
2. 線状にスキャンされることを前提とした画像復元
3. 複数の波長を観測する場合の適切なスキャン方法と画像復元法
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，レーザー屈折結晶を用いた新たなレーザー撮像方式を提案し，信号処理の側面からその基礎理論を確立することである．本年度は当初の予定において最終年度であることから，昨年度までに得られた知見を統括して学会での発表および論文投稿を行った．当初の研究スケジュールからは大幅な変更を余儀なくされ，スキャン方法の研究にフォーカスすることとなった．具体的には，これまでに提案したスキャン方法らを用いて様々な画像に対してスキャンおよび復元を行った際の復元精度を検証した．その結果，スキャンを複数回に分割して各分割において復元を行い，直前の復元結果と直近の復元結果の差分が大きい領域を次の分割においては重点的にスキャンするような方式が最も完全スキャン時の結果に近いことがわかった．
一方で，レーザー屈折結晶を用いたレーザー撮像器以外の分野へと研究成果を派生させることができた．本研究で対象としているレーザー屈折結晶を用いた撮像器は特殊な機器であり，本研究で得られた成果が社会全体に十分なインパクトを与えられるかという点は不確実であった．今年度明らかとなった新たな分野への応用は，より一般に普及している撮影機材の高解像度化を促すイノベーション技術となりうるものである．本研究で培った不均一サンプリングと信号修復を交互に行う場合における適切なサンプリング制御法は当初想定していた以上に汎用なアプリケーションを持つことが予想される．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定では画像修復法および複数波長の場合について研究することとなっていたが，2020年度の段階で画像修復法に関する研究は停止している．スキャン方法に関する研究について想定より多くの成果が得られたため，複数波長の場合については今回の研究では十分なリソースを割くことはできなかった．一方で，より一般的なカメラにおいて本研究で得られた知見を応用することができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題は2023年度末まで研究期間の延長を申請し，既に認められている．これはコロナ禍により研究発表のタイミングが遅れてしまったためである．2023年度は本年度までに得られた研究成果を社会に還元すべく学会発表および論文投稿を行う予定である．また，本研究から派生した研究についても得られた成果を研究会等で発表する予定である．
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Report
(4 results)
Research Products
(9 results)
