輝度と立体感の順応を利用した質感再現の顕在化研究

• Project Area: Integrative studies of neural mechanisms and advanced information technologies for perception of material and surface qualities
• Project/Area Number: 23135530
• 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 Metropolitan College of Industrial Technology
• Principal Investigator: 山本 昇志 東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 准教授 (70469576)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2012: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2011: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: 質感 / 光沢 / 投影 / 立体視 / コンピュータグラフィックス / 画像処理 / 感性工学 / 主観評価 / コンピュータグラフィック / 投影再現 / 光沢再現 / 立体映像 / HDR

Outline of Annual Research Achievements

本研究は物体が持つ材質感を顕在化して再現する手法を明確化することである。この材質感のうち、我々は物体表面のなめらかさ等を表現する光沢に注目して研究を実施した。昨年度の成果として輝度の情報が光沢を顕在化させるのに有効であることを明らかにしている。そして複数の投影画像をスクリーン上で重畳させることでリアルな光沢再現を実現した。本年度は追加的な顕在化として光沢に生じる奥行き感を付加する手法を検討している。通常、光沢は光源が物体表面に映り込んだ像であり、物体表面とは異なる奥行きを持つ。そのため、物体表面と異なる左右視差を与えることで、正確な奥行き再現が可能となる。しかし人間の視覚においては、両眼の視差像が融合して一つの像として認識可能な視差範囲（パナムの融合域 panum's area）が存在する。そこで我々は異なる視差情報を与えられるコンピュータ画像生成システムを構築して、奥行き変化に対する光沢の知覚感度を評価した。その結果、パナムの融合域を超える範囲（我々の実験では視差角が40 arcmin以上）で光沢の知覚が明確に向上することを明らかにした。最終的には、検証した光沢の立体再現と光重畳による強度増加を兼ね備える再現システムの構築を行った。ここで、スクリーン上で輝度を加算する重畳手法と、視差を生じるために左右異なる画像を投影する手法の合成では光沢画像に位置ずれが生じてしまう。そこで、我々は重畳する光沢位置をスクリーン上で一致させ、逆に異なる視差を持つ物体を前後に表示することで、光沢の奥行きと光重畳による輝度増加を実現した。この手法は従来の手法に比べ光沢が顕在化できることを主観評価で確認できており、本研究目標を達成することができたと考える。

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] Subjective evaluation of visual fatigue due to misalignment of motion and still images in a stereoscopic display (2012)
  • Author(s): Shoji Yamamoto, Mitomo Maeda,Norimichi Tsumura, Toshiya Nakaguchi, Ryutaro Okamoto, Yoichi Miyake, Ichiro Shimoyama
  • Journal Title: Journal of the Society for Information Display Volume: Volume 20, Issue 2 Issue: 2 Pages: 94-102
  • DOI: 10.1889/jsid20.2.94
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Subjective evaluation of visual fatigue due to misalignment of motion and still images in a stereoscopic display (2012)
  • Author(s): Shoji Yamamoto, Mitomo Maeda, Norimichi Tsumura, Toshiya Nakaguchi, Ryutaro Okamoto, Yoichi Miyake, Ichiro Shimoyama
  • Journal Title: Journal of the society for Information Display Volume: 20(2) Pages: 94-102
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Subjective Evaluation of Specular Appearance for Multiple Observations using Projector-based Appearance Reproduction (2011)
  • Author(s): Mayu Yokoya, Shoji Yamamoto, Yasuki Yamauchi, Satoshi Yamamoto, Osama Ouda, Toshiya Nakaguchi, Norimichi Tsumura
  • Journal Title: Lecture Notes in Computer Science, Computational Color Imaging Volume: Vol.6626 Pages: 99-112
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 投影画像による光沢再現 (2013)
  • Author(s): 山本昇志
  • Organizer: 第8回研究集会 投影型ディスプレイ
  • Place of Presentation: 大阪, 日本
  • Year and Date: 2013-02-22
• [Presentation] 頭部移動に追従した光沢再現の現実感評価 (2013)
  • Author(s): 小井出慎，井戸田彰義, 山本昇志
  • Organizer: 映像情報メディア学会学生発表会
  • Place of Presentation: 横浜, 日本
  • Year and Date: 2013-02-16
• [Presentation] Evaluation of authenticity by using perceptually-based rendering for reflection image (2012)
  • Author(s): Natsumi Hosokawa, Mayu Yokoya, Shoji Yamamoto, Norimichi Tsumura
  • Organizer: The 20th Color Imaging Conference, (CIC20)
  • Place of Presentation: Los Angels, USA
  • Year and Date: 2012-11-14
• [Presentation] Ascertainment of perceptual classification for material appearance (2012)
  • Author(s): Shoji Yamamoto, Masashi Sawabe, Natsumi Hosokawa, Yasuki Yamauchi, Norimichi Tsumura
  • Organizer: The 20th Color Imaging Conference, (CIC20)
  • Place of Presentation: Los Angels, USA
  • Year and Date: 2012-11-14
• [Presentation] Subject Evaluation of Perception for Real-time Rendering of Reflection Image (2012)
  • Author(s): Natsumi Hosokawa, Mayu Yokoya, Shoji Yamamoto, Norimichi Tsumura
  • Organizer: The 2012 Asian Symposium on Printing Technology
  • Place of Presentation: Bangkock, Thailand
  • Year and Date: 2012-09-15
• [Presentation] 光沢質感の立体表示における視差角の影響量解析 (2012)
  • Author(s): 山本昇志，澤邉暢志，山内泰樹，津村徳道
  • Organizer: 日本色彩学会 第13回視覚情報基礎研究会
  • Place of Presentation: 東京, 日本
  • Year and Date: 2012-09-15
• [Presentation] 光沢再現と三次元視覚 (2012)
  • Author(s): 山本昇志
  • Organizer: 千葉視覚研究会
  • Place of Presentation: 千葉, 日本
  • Year and Date: 2012-08-27
  • Invited
• [Presentation] 視点追従型立体表示システムを用いた実物体と仮想物体の融合に関する研究 (2012)
  • Author(s): 細川菜摘，澤邉暢志，山本昇志，山内泰樹，津村徳道
  • Organizer: 2012日本写真学会年次大会
  • Place of Presentation: 千葉, 日本
  • Year and Date: 2012-05-29
• [Presentation] Enhancement of Gloss Perception by using Binocular Disparity (2012)
  • Author(s): Shoji Yamamoto, Masashi Sawabe, Mayu Yokoya, Norimichi Tsumura
  • Organizer: Conference on Color in Graphics, Image and Vision(CGIV2012)
  • Place of Presentation: Amsterdam, Netherlands
  • Year and Date: 2012-05-26
• [Presentation] 実時間映り込み再現システムにおける全周囲カメラ設置位置の検討 (2012)
  • Author(s): 細川菜摘, 横矢真悠, 山本昇志, 山内泰樹, 津村徳道
  • Organizer: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 東京都
  • Year and Date: 2012-03-16
• [Presentation] 単一カメラによる簡易型寸法計測手法の開発 (2012)
  • Author(s): 安藤槙吾, 窪田純貴, 山本昇志
  • Organizer: 映像情報メディア学会
  • Place of Presentation: 神奈川県横浜市
  • Year and Date: 2012-02-18
• [Presentation] 視線追従を可能にした立体表示システムの開発 (2011)
  • Author(s): 澤邉暢志, 山本昇志, 山内泰樹, 津村徳道
  • Organizer: 応用物理学会日本光学会Optics & Photonics Japan
  • Place of Presentation: 大阪府
  • Year and Date: 2011-11-28
• [Presentation] 質感再現における光沢知覚と物理パラメータの相関解析 (2011)
  • Author(s): 横矢真悠, 山本昇志, 山内泰樹, 津村徳道
  • Organizer: 応用物理学会日本光学会Optics & Photonics Japan
  • Place of Presentation: 大阪府
  • Year and Date: 2011-11-28
• [Presentation] 対向配置型プロジェクタによるダイナミックレンジ拡大手法の検討 (2011)
  • Author(s): 郭瑞, 山本昇志, 津村徳道
  • Organizer: 応用物理学会日本光学会Optics & Photonics Japan
  • Place of Presentation: 大阪府
  • Year and Date: 2011-11-28
• [Presentation] Evaluation of Relationship between Fusional Range and Visual Fatigue (2011)
  • Author(s): Shoji Yamamoto, Kyosuke Takahashi, Toshiya Nakaguchi, Norimichi Tsumura
  • Organizer: OSA Fall Vision Meeting
  • Place of Presentation: Seattle. WA, USA
• [Presentation] Evaluating Specular Appearance Subjectively for Multiple Observations using Projector-camera system (2011)
  • Author(s): Mayu Yokoya, Shoji Yamamoto, Yasuki Yamauchi, Norimichi Tsumura
  • Organizer: International Conference on Imaging and Printing Technologes
  • Place of Presentation: Bangkok, Thailand
• [Remarks] 新学術領域
  • URL: http://www.metro-cit.ac.jp/~yamasho/PDF/kaken23135530.pdf
• [Remarks]
  • URL: http://www.metro-cit.ac.jp/~yamasho/PDF/kaken23135530.pdf