2つの光源を用いたフォトメトリックステレオの可能性と限界に関する研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06680352
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 大西 昇 名古屋大学, 工学部, 教授 (70185338)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉江 昇 名城大学, 理工学部, 教授 (30126867)
• Keywords: コンピュータビジョン / 陰影情報 / フォトメトリックステレオ / 3次元形状復元 / 相互反射 / 反射率推定

Research Abstract

2次元の画像データから3次元世界を復元する手法の一つである、2つの光源だけを使用するフォトメトリックステレオの可能性と限界について調べた。具体的には、1)凸の滑らかな物体、2)凸の多面体、3)凹の多面体、の反射率と形状の復元方法、および4)1枚の画像から凹をなす2面の勾配の復元法、について検討した。
1)凸の滑らかな物体
分界線の利用と濃淡値の正規化により、部分的に一定の反射率をもつ模様のある物体の反射率と形状を復元できることが分かった。
2)凸の多面体
2つの面の勾配とそれらがつくるエッジとが直交するという関係を用いて、反射率と面の勾配を推定できる。なお、反射率の唯一性は必ずしも保証されないが、ほとんどの場合唯一な解が得られることが分かった。
3)凹の多面体
凸の多面体の方法で反射率と形状を復元し、得られた形状に基づいて計算される相互反射を入力画像から取り除く。このことを繰り返すことで、真の反射率と形状を復元できる。
4)1枚の画像から凹をなす2面
画像中に2面しか見えていない場合、陰影情報から得られる解(面の勾配)は無限の可能性がある。しかし、入力画像と同じ相互反射が得られる解は、理論的には唯一で、計算誤差などを考慮すると2つの解に限定できる。

Research Products

• [Publications] J.Yang: "Shape and Reflectance of a Polyhedron from Interreflections by Two-Image Photometric Stereo" IEICE Transactions on Information and System. E77-D. 1017-1021 (1994)
• [Publications] 楊 駿: "二光源フォトメトリック・ステレオによる多面体の形状復元と反射率の推定" 電子情報通信学会論文誌 D-II. J78-D-II. (1995)
• [Publications] 楊 駿: "相互反射を含む多面体の形状と反射率の2枚の画像からの推定" 電子情報通信学会IE研究会 IE94-19. 17-24 (1994)
• [Publications] 楊 駿: "Shape and Reflectance of a Polyhedron from Interreflections" 画像の認識・理解シンポシウム MIRU'94、. 115-122 (1994)