ホトメトリック能動照明に基づく超高品質三次元物体デジタル記録法の研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650426
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 佐藤 宏介 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教授 (90187188)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西躰 朝子 大阪大学, 基礎工学研究科, 助手 (20324832) ; 日浦 慎作 大阪大学, 基礎工学研究科, 助手 (40314405)
• Keywords: デジタルアーカイブ / 高精細画像 / 画像計測 / 能動照明 / イメージベースドレンダリング / コンピュータグラフィックス

Research Abstract

昨年度より継続してイメージベースドレンダリングにおいて、物体を同一視点から撮影し、種々の方向から照明して得られる画像群(多光源画像)を撮影するためのシステムと撮影画像の信号処理を対象としてきた。今年度、プラズマディスプレイを照明装置として用いることで電子的に光源の移動、形状・色変化を行うことができる多光源照明システムを製作した。
物体表面の変角反射特性を計測するために従来は、点光源(スポット光)を連続移動させ明度変化を観測する方法が多用されてきた。これは信号処理の観点から見ると、インパルス列をスライドさせてサンプルし、原信号全体を観測することと等価であるといえる。ここでインパルス列ではなく、直交変換基底を畳み込んだ信号を観測し、その信号の逆直交変換によっても原信号全体を観測することが可能である。試作した照明システムには任意形状の光源が作成できるという特徴から、直交変換基底(DCTの基底)で空間変調されたパターンを照明そのものにして物体に照射することでも、変角反射特性を計測することが可能であることを見出した。急峻なエッジが少ない、人間の視覚特性と対応がつきやすいという観点からDCT(離散コサイン変換)を用いた。このパターン照明の利点として、点光源より照度面積が広いため平均考量が増加することが実デジタルカメラを使用した実験により確認できた。
人間の視覚特性は高周波より低周波の変化に敏感であるので高周波成分を粗く量子化する、さらに高周波になる程人間には周波数の違いが判別できないので高周波では間隔をあけて粗くデータ保存をする等の高品質画像圧縮法も考案した。

Research Products

• [Publications] 酒田善史, 佐藤宏介, 井口征士: "空間変調パターン照明による表面光沢の高速計測とその情報圧縮への応用"電子情報通信学会2001年総合大会予稿集. D12-D70 (2001)
• [Publications] Kosuke Sato, Yoshifumi Sakata: "Displaying Shiny Objects Under Virtual Lighting"7th International Conference on Virtual Systems and MultiMedia (VSMM2001). 825-831 (2001)
• [Publications] 中山浩佑, 佐藤宏介, 井口征士: "液晶ディスプレイキューブを用いた照明環境再現"2002年電子情報通信学会総合大会予稿集. (発表予定). (2002)