2015 Fiscal Year Annual Research Report
局所位相配列を特徴記述子として用いた高精度画像マッチング技術の体系化
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15H02721
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
青木 孝文 東北大学, 情報科学研究科, 教授 (80241529)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本間 尚文 東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (00343062)
伊藤 康一 東北大学, 情報科学研究科, 助教 (70400299)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 画像，文書，音声等認識 / ディジタル信号処理 / 画像照合 / 位相限定相関法 / 計算機システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，以下の3項目について検討した．
1. 局所位相配列の基本的な性質を明らかにするとともに，その修飾・操作・圧縮・分類方法を定式化した．さらに，これによって導かれる基本的なマッチングアルゴリズムとして(A-1)局所位相配列を用いた高精度対応付けアルゴリズム，(A-2)位相限定相関関数の累積・統合に基づく多視点画像の高精度対応付けアルゴリズム，(A-3)画像変形に対してロバスト名高精度対応付けアルゴリズム，(B-1)局所位相配列を記述子とする画像照合アルゴリズム，(B-2)位相角の量子化並びに次元圧縮によって軽量化された局所位相配列による画像照合アルゴリズムを開発し，これらを戦略的な応用へ適用するための準備的検討を行った．
2. 前項1の新規アルゴリズムに基づき，（ア）生体画像のロバスト照合による高信頼個人認証技術，（イ）能動型計測に匹敵する精度を有する多視点ステレオ画像計測技術，（ウ）高速・高精度マシンビジョン技術，（エ）航空機搭載合成開口レーダ向け高精度画像計測技術，（オ）医療用多次元画像解析技術の5つのテーマに関して準備的検討を行った．特に，（ア）では，非接触・非拘束掌紋認証システムを開発し，従来よりも高性能な認証が可能であることを実証した．また，（イ）では，(A-2)に基づいたアルゴリズムにより，従来よりも高精度かつ高速に3次元計測が可能であることを実証した．
3. 局所位相配列の量子化・次元圧縮等によって計算量の削減を図り，5つの基本マッチングアルゴリズム(A-1)～(B-2)を高速化することを検討した．また，GPUをターゲットにしたソフトウェアライブラリを構築することと，MATLABからのコード生成環境を構築することも検討した．さらに，FPGA上への実装に向けた初期的な検討も行った．
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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
当初計画していた通り，局所位相配列の基本的な性質を理論的および実験的に明らかにするとともに，5つの基本アルゴリズムを開発するために必要となる定式化を行った．基本アルゴリズムに基づいた各種応用研究を行い，掌紋認証や多視点3次元計測において顕著な成果が得られた．また，局所位相配列に基づく基本アルゴリズムのGPU実装だけではなくFPGA実装も検討した．以上より，おおむね順調に研究が推進していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は，当初計画しているとおりに，基本アルゴリズムの性能評価を行うとともに，各種応用テーマで重量となるアルゴリズムの開発を進める予定である．また，局所特徴に基づく基本アルゴリズムのGPU実装やFPGA実装に関して実験的評価を進める予定である．
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