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Controllable imaging system of invisible element components by autonomous cooperative acquisition of dynamic light transport

Research Project

Project/Area Number 21K19799
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 61:Human informatics and related fields
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

KUBO Hiroyuki  千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (90613951)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 谷田川 達也  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (50817484)
Project Period (FY) 2021-07-09 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywordsイベントカメラ / 光伝播計測 / 物理ベースレンダリング / キャリブレーション / アクティブステレオ法 / コンピュータビジョン / コンピュテーショナルフォトグラフィ / コンピュテーショナルイメージング / ライトトランスポート
Outline of Research at the Start

本研究提案では,計測対象に光を当てた際の光の伝わり方(光伝播)を捉えることを目的として,センサへ届く光の入出力の変化を捉えてシャッターを発火するイベント駆動センサを用いることで,従来は個々のカメラ機器だけでは困難であった,時間・空間・光感度の全てを高分解能で撮影するカメラシステムの実現を目指す.

Outline of Final Research Achievements

This study addressed the selective imaging system of invisible elements of a scene based on dynamic light transport by developing an optical system and analysis method using an event-based vision sensor. First, we proposed a method for geometric calibration using an event-driven camera and projector. Then, we developed a method for estimating the depth of transparent layered objects by combining line illumination. We also developed an efficient method for generating event video using physics-based rendering. These results are expected to be used in a wide range of applications, including in-vehicle vision systems for automated driving, agriculture, drug discovery and archaeology.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

動的な光の伝播を計測・解析することは、シーンの隠された情報の可視化や計測のために非常に有用である。そのため本研究で使用したイベント駆動センサは新しいセンシング技術であり、その性質は多くの分野で注目を集めている。その中でも、本研究の成果はイベント駆動センサの理解を深めるための基盤となり、新たな研究領域を開拓する可能性を示したと言える。本研究の適用範囲は広く、自動運転車の安全性向上、農業の効率化、創薬研究や食品加工業のための非破壊調査など、多様な領域での応用が期待される。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Touch Sensing for a Projected Screen Using Slope Disparity Gating2021

    • Author(s)
      Tsuji Mayuka、Kubo Hiroyuki、Jayasuriya Suren、Funatomi Takuya、Mukaigawa Yasuhiro
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 9 Pages: 106005-106013

    • DOI

      10.1109/access.2021.3099901

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] イベント極性を利用したパターン光分離によるイベントカメラ・プロジェクター校正2023

    • Author(s)
      戸田 泰我、杉本 志織、曽我部 陽光、久保 尋之
    • Organizer
      情報処理学会CVIM研究会(第233回)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ノイズを含むレンダリング動画に対する重み付き局所線形回帰によるイベント映像生成2023

    • Author(s)
      辻 雄太, 谷田川 達也, 久保 尋之, 森島 繁生
    • Organizer
      情報処理学会CGVI研究会(第189回)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 微分可能レンダリングを用いたすりガラス越しの鏡面反射物体形状復元"2022

    • Author(s)
      岩口尭史, 久保尋之, 川崎洋
    • Organizer
      第25回画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2022)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] イベントカメラと動的ライン照明を用いた複数の半透明レイヤの深度推定2022

    • Author(s)
      木渕 寛太,杉本 志織,曽我部 陽光,久保 尋之
    • Organizer
      情報処理学会CVIM研究会 第194回
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 分散を考慮した高信頼度領域を用いた表面粗さのインバースレンダリング2022

    • Author(s)
      白川海舟, 久保尋之
    • Organizer
      映像表現・芸術科学フォーラム2022
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 熱合成開口イメージングを用いた画像中の遮蔽物除去と温度補正2022

    • Author(s)
      松田美由紀, 田中賢一郎, 舩冨卓哉, 向川康博, 久保尋之
    • Organizer
      映像表現・芸術科学フォーラム2022
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 見えないものが見えてくる,時間同期式プロジェクタ-カメラシステムによるコンピュテーショナルイメージング2022

    • Author(s)
      久保尋之
    • Organizer
      日本色彩学会 視覚情報基礎研究会 第42回研究発表会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 微分可能レンダリングによるコースティクス画像からの鏡面反射物体の形状復元2022

    • Author(s)
      岩口尭史,久保尋之,川崎洋
    • Organizer
      情報処理学会CVIM研究会 第195回
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 複数波長を用いた皮下血管のリアルタイムプロジェクション2021

    • Author(s)
      伊藤輝, 久保尋之
    • Organizer
      Visual Computing 2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Our Recent Works: Computational Imaging and Others2021

    • Author(s)
      Hiroyuki Kubo
    • Organizer
      ACM SIGGRAPH 2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A parallel guaranteed projector-camera system for dual videography2021

    • Author(s)
      Y. Yamagiwa, H. Kubo
    • Organizer
      ACM SIGGRAPH 2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Visibility Enhancement for Transmissive Image using Synchronized Side-by-side Projector-Camera System2021

    • Author(s)
      K. Ogiwara, H. Kubo
    • Organizer
      ACM SIGGRAPH 2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-07-13   Modified: 2024-01-30  

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