2015 Fiscal Year Annual Research Report
コンピュータビジョンで実現する多様で複雑な質感の認識機構
| Project Area | Understanding human recognition of material properties for innovation in SHITSUKAN science and technology |
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| Project/Area Number |
15H05918
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| Research Institution | National Institute of Informatics |
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Principal Investigator |
佐藤 いまり 国立情報学研究所, コンテンツ科学研究系, 教授 (50413927)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
向川 康博 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (60294435)
佐藤 洋一 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70302627)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | コンピュータビジョン / 物理ベースビジョン / 分光解析 / 反射解析 / 散乱解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本計画研究では、既存の反射モデルでは表現することが難しい微細構造を持つ物体を対象として、物体表面の微細構造に起因する表面化散乱、内部散乱、異方性反射、相互反射といった複雑な光学現象に起因する質感を効率的に記録、再現、加工する手法の開発を目指している。平成27年度は、高周波照明を用いて、物体表面で観察される明るさを直接反射成分（物体表面で反射する光）と間接成分（物体表面および内部で生じる２次成分）との分けて観察する装置を構築し、様々な物体を対象として相互反射、内部散乱といった光学現象を観察し、輝度、分光などがどのように変化するのかを確認した。その結果、散乱や相互反射により物体表面の彩度の変化を確認することができた。この知見にもとづき高周波証明下で観察された１枚の画像から直接成分および観察成分を分離する手法の開発を進めた。また、物体表面で観察される明るさを反射特性と蛍光発光に分けて観察する技術の開発、物体表面の形状を推定する技術についても開発を進めた。
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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
物体の見えに関係する直接反射成分と間接反射成分（相互反射や内部散乱などの二次成分）を分離して観察する装置を構築し、直接反射成分と間接反射成分では、輝度および色（彩度）にどのような違いがあるのか、詳細に確認することができた。また、この知見にもとづき高周波証明下で観察された１枚の画像から直接成分および観察成分を分離する技術の着想を得た。さらに、物体表面で観察される明るさを反射特性と蛍光発光に分けて観察する技術の開発、物体表面の形状を推定する手法を提案し、研究の新規性、有効性について高い評価を得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２８年度は、動的なシーンに対応させるため、１枚の画像を用いて直接成分および間接成分を分離する技術を開発する。そのための着想を平成２７年度に進めた予備実験から得ている。光学要素の分離計測技術を開発した後は、様々な物体に対して、それぞれの光学的要素が質感知覚に関係しているのかについて明らかにしていく。また対象物体に対して均一な反射、散乱特性を仮定するのではなく、異なる反射、散乱特性の物体表面における空間的な広がりにより生み出される質感についても解析を進めていく。最終的には、実在物体から質感知覚に関係する光学特性を抽出し、異なる質感を生み出すような質感操作が行える様な技術へと発展させていく予定である。
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