投影パターン光を適応的に変更する三次元シーン計測法(動的パターン投影法の確立)

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11780212
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 日置 尋久 京都大学, 総合人間学部, 助手 (70293842)
• Keywords: コンピュータビジョン / 三次元シーン計測 / パターン光投影法 / 画像処理 / エピポーラ構造 / 焦点深度 / CCDビデオカメラ / 液晶ビデオプロジェクタ

Research Abstract

本研究は,パターン光投影法をベースとして,シーンの変化への対応も考慮した動的パターン投影法という新しい三次元シーン計測法を開発し,その原理的な実用性を検証することを目的としている.本研究で開発した計測システムは垂直方法に並んだCCDビデオカメラと液晶ビデオプロジェクタ及びホストマシンから構成されている.このシステムでは,CCDビデオカメラと液晶ビデオプロジェクタの幾何的関係は相対的に固定されている.そのため,プロジェクタから投影した光パターンとその観測画像上での像の間の対応関係の拘束条件(エピポーラ構造)はシーンによらず常に一定となっている.今年度は,このエピポーラ拘束条件及び各計測機器の焦点深度を考慮して,一枚の画像から多くの三次元データを取り出すことが可能な計測アルゴリズムを開発した.このアルゴリズムでは,光パターン構成要素として,水平方向の長い線分(STRIPE)群とそれらと交差するエピポ-ラ線方向に沿った短い線分(SPIKE)群とを用いる.上記の拘束条件を用いて,できるだけ多くのSPIKEをそれらの像がお互いに重ならないように配置し,全STRIPEとともに投影することによって,観測画像にとらえられたSPIKEの像のそれぞれを一意に同定し,また同時にそれらと交差するSTRIPEの像を一度に同定することが可能になった.またこの結果を利用して,シーンの変化が小さいこと仮定して,次の観測画像において,さらに多くのSTRIPEが同定できるようにSPIKEを再配置するようにした.なおパターン同定プロセスは,シーンの変化には依存しないため,シーンの変化が大きいときでも,正しい同定が可能である.