分光情報に基づく高質感映像の収集と表示に関する研究

• Project Area: Integrative studies of neural mechanisms and advanced information technologies for perception of material and surface qualities
• Project/Area Number: 23135509
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 山口 雅浩 東京工業大学, 学術国際情報センター, 教授 (10220279)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000); Fiscal Year 2012: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2011: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 分光画像 / 色再現 / 映像の質感 / 光沢再現 / リアリティー / 映像入力 / ディスプレイ / 映像 / 質感 / 色域

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、質感脳情報学の確立とその応用に向けて、分光画像情報に基づいて質感の計測と表示を行う技術の開発を行うことを目的とし、以下の課題について研究を行った。
（１）映像の質感を高めるために必要な分光情報の効率的な収集技術
分光画像情報の入力においては、撮影に時間を要する、画質が不十分、システムが大掛かりになる、といった課題がある。これに対して申請者らがこれまでに開発した複合解像度型分光イメージング手法に基づき、高解像度の３バンド（RGB）画像と低解像度の分光カメラから得られる画像情報を統合して高解像度分光動画像の取得を行うシステムを開発した。低解像度分光カメラとして、光ファイバー束により２次元配列から１次元配列への変換を行い、分光器を用いてスペクトルを取得する装置を構築し、通常のRGBカメラと組みあわせて動画像での高解像度分光画像取得、色再現、質感再現を可能とした。
（２）光沢など高輝度部の質感を高める映像再現技術
光沢のように輝度の高い箇所は、カメラやディスプレイのダイナミックレンジを超えるため、そのままでは忠実に再現ができない。従来、高ダイナミックレンジの画像を通常のディスプレイで表示するため、階調を圧縮する手法が提案されているが、光沢や高輝度なテクスチャーを持つ画像に適した方法は明示されていない。本研究では、光沢の色・質感を失わずに階調圧縮を行う方法について主観評価実験を通じて検討した。さらに複数台のレーザープロジェクタの重畳投影を用いて高輝度部の物理的な再現を可能とするディスプレイを開発し、リアリティーの再現性が向上することを確認した。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Fidelity Evaluation of Metallic Luster in Six-Band High-Dynamic-Range Imaging (2012)
  • Author(s): Yuri Murakami, Jin Nomura, Manabu Oyama, Masahiro Yamaguchi
  • Journal Title: Optical Review Volume: 19 Issue: 3 Pages: 142-149
  • DOI: 10.1007/s10043-012-0024-8
  • NAID: 10030594213
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ナチュラルビジョンによる高質感映像技術 (2012)
  • Author(s): 山口雅浩
  • Journal Title: 映像情報メディア学会誌 Volume: 66 Pages: 371-378
  • NAID: 110009579351
• [Journal Article] Class-based spectral reconstruction based on unmixing of low-resolution spectral imaging (2011)
  • Author(s): Yuri Murakami, Masahiro Yamaguchi, Nagaaki Ohyama
  • Journal Title: Journal of the Optical Society of America A Volume: 28(7) Issue: 7 Pages: 1470-1481
  • DOI: 10.1364/josaa.28.001470
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dictionary-based estimation of spectra for wide-gamut color imaging (2011)
  • Author(s): Yuri Murakami, Masahiro Yamaguchi, Nagaaki Ohyama
  • Journal Title: Color Research and Application Volume: (掲載号未定)(現在WebでEarly View) Issue: 2 Pages: 120-129
  • DOI: 10.1002/col.20729
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 忠実な色再現映像システムにおける心理要因の分析 (2011)
  • Author(s): 岸本純子、金澤勝、村上百合、山口雅浩、羽石秀昭、大山永昭
  • Journal Title: 画像電子学会 Volume: 40(6) Pages: 1017-1026
  • NAID: 10030162228
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hybrid-resolution multispectral imaging using color filter array (2011)
  • Author(s): Yuri Murakami, Masahiro Yamaguchi, Nagaaki Ohyama
  • Journal Title: Optics Express Volume: 20(7) Issue: 7 Pages: 7173-7183
  • DOI: 10.1364/oe.20.007173
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Layered scalable coding of multispectral images based on visible component separation (2011)
  • Author(s): Mitsuyoshi Tashiro, Yuri Murakami, Takashi Obi, Masahiro Yamaguchi, Nagaaki Ohyama
  • Journal Title: Optical Review Volume: 18(6) Issue: 6 Pages: 462-469
  • DOI: 10.1007/s10043-011-0087-y
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Development of low-resolution spectral imager and its application to hybrid-resolution spectral imaging (2013)
  • Author(s): Yuri Murakami, Asami Tanji, Masahiro Yamaguchi
  • Organizer: 12th International AIC Colour Congress
  • Place of Presentation: The Sage Gateshead, (United Kingdom)
  • Year and Date: 2013-07-10
• [Presentation] Realistic Reproduction of Surface Highlight by Superposed Laser-scanning Projection Display (2013)
  • Author(s): Masahiro Yamaguchi, Keigo Suzuki, Yuri Murakami
  • Organizer: The 2nd Laser Display Conference (LDC’13)
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama (神奈川県)
  • Year and Date: 2013-04-25
• [Presentation] 超忠実・広色再現リアリスティックディスプレイ (2013)
  • Author(s): 山口雅浩
  • Organizer: フラットパネルディスプレイの人間工学シンポジウム2013
  • Place of Presentation: 成蹊大学 （東京都）
  • Year and Date: 2013-03-08
  • Invited
• [Presentation] Spectrum-based color imaging and display (2013)
  • Author(s): Masahiro Yamaguchi
  • Organizer: International symposium "Color and Physiological Optics"
  • Place of Presentation: Tokyo Institute of Technology, (神奈川県)
  • Year and Date: 2013-03-01
• [Presentation] Realistic image display based on high-fidelity and wide-gamut color reproduction (2012)
  • Author(s): Masahiro Yamaguchi
  • Organizer: IDW/Ad '12, Proceedings of the International Display Workshops
  • Place of Presentation: Kyoto International Conference Center,.(京都府)
  • Year and Date: 2012-12-06
  • Invited
• [Presentation] ファイバーアレイ方式によるリアルタイム分光イメージングシステムの試作と色再現への応用 (2012)
  • Author(s): 丹治麻美, 村上百合, 山口雅浩
  • Organizer: Optics Photonics Japan 2012
  • Place of Presentation: タワーホール船堀 （東京都）
  • Year and Date: 2012-10-24
• [Presentation] 走査型レーザープロジェクタを用いた光沢を持つ物体の高ダイナミックレンジ画像表示 (2012)
  • Author(s): 鈴木啓悟, 山口雅浩, 村上百合
  • Organizer: 電子情報通信学会技術研究報告, Vol. 112, No. 243, pp. 29-32
  • Place of Presentation: 機械振興会館 （東京都）
  • Year and Date: 2012-10-17
• [Presentation] 優れた質感の映像再現：分光画像収集・表示技術と絵画の解析への応用 (2012)
  • Author(s): 山口雅浩
  • Organizer: 新学術領域研究質感脳情報学公開シンポジウム「美術工芸×質感脳情報学」
  • Place of Presentation: 京都市勧業館「みやこめっせ」 （京都府）
  • Year and Date: 2012-05-29
• [Presentation] Hybrid-resolution multispectral imaging based on color filter array: Basic principles and computer simulation (2012)
  • Author(s): Yuri Murakami, Masahiro Yamaguchi, Nagaaki Ohyama
  • Organizer: CGIV 2012: Sixth European Conference on Colour in Graphics, Imaging, and Vision
  • Place of Presentation: University of Amsterdam (Amsterdam, the Netherlands)
  • Year and Date: 2012-05-07
• [Presentation] Colorimetric characterization of a laser display (2012)
  • Author(s): Keigo Suzuki, Masahiro Yamaguchi, Yuri Murakami
  • Organizer: Laser Display Conference LDC 2012, LDCp7-17
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama (神奈川県)
  • Year and Date: 2012-04-27
• [Presentation] レーザーディスプレイにおける測色的色再現性の評価 (2012)
  • Author(s): 鈴木啓悟, 山口雅浩, 村上百合
  • Organizer: 2012年電子情報通信学会総合大会,C-9-5
  • Place of Presentation: 岡山大学(岡山県)
  • Year and Date: 2012-03-22
• [Presentation] 多方向分光計測を用いた照明光スペクトルの推定と画像の色再現 (2012)
  • Author(s): 野村仁、村上百合、山口雅浩
  • Organizer: 2012年春季第59回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 早稲田大学(東京都)
  • Year and Date: 2012-03-16
• [Presentation] 複合解像度型分光イメージング (2011)
  • Author(s): 村上百合
  • Organizer: 新画像システムシンポジウム
  • Place of Presentation: 東京工業大学(東京都)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-12-04
• [Presentation] マルチスペクトルフィルタアレイとRGB画像センサを用いたスペクトル画像収集 (2011)
  • Author(s): 吉開悠, 村上百合, 山口雅浩, 小尾高史
  • Organizer: 日本光学会年次学術講演会Optics Photonics Japan 2011
  • Place of Presentation: 大阪大学(大阪府)
  • Year and Date: 2011-11-28
• [Presentation] Hybrid Resolution Spectral Imaging by Class-based Regression Method (2011)
  • Author(s): Yuri Murakami, Masahiro Yamaguchi, Nagaaki Ohyama
  • Organizer: The 19th Color and Imaging Conference (CIC19)
  • Place of Presentation: San Jose, CA, USA
  • Year and Date: 2011-11-11
• [Presentation] 6バンドHDR撮影による金属光沢の再現性評価 (2011)
  • Author(s): 村上百合、野村仁、大山真歩、山口雅浩
  • Organizer: 電子ディスプレイ研究会
  • Place of Presentation: 機会振興会館(東京都)
  • Year and Date: 2011-10-17
• [Presentation] マルチスペクトルHDR撮影による金属光沢の映像再現と視覚的評価 (2011)
  • Author(s): 山口雅浩、大山真歩、村上百合
  • Organizer: 電子情報通信学会2011年ソサエティ大会
  • Place of Presentation: 富山大学(富山県)
  • Year and Date: 2011-09-14
• [Presentation] ステレオ撮影による6バンド画像を用いた分光的色再現 (2011)
  • Author(s): 山口雅浩、宮内崇嗣、村上百合、丹治麻美
  • Organizer: 第9回視覚情報処理研究会
  • Place of Presentation: 早稲田大学(東京都)
  • Year and Date: 2011-09-04
• [Patent(Industrial Property Rights)] スペクトル画像収集手法 (2011)
  • Inventor(s): 山口雅浩、村上百合、吉開悠
  • Industrial Property Rights Holder: 東京工業大学
  • Industrial Property Number: 2011-252703
  • Filing Date: 2011-11-18