2015 Fiscal Year Annual Research Report
水中光線空間のモデル化による半透明物体の全周囲３次元形状復元
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15J07706
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
川原 僚 京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | Underwater Vision / 3D Shape Measurement / 三次元形状計測 / コンピュータビジョン / 水中 / 光の屈折 / アクティブステレオ / 鏡面反射 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水中物体の3次元形状復元のために、水槽による水中環境と、プロジェクタ、カメラ、鏡からなる光学系について、平成27年度の研究計画に掲げた水中光線空間のモデル化に取り組んだ。これらがなす光学系における①シミュレーションによる評価、②実環境での撮影に基づくキャリブレーションの評価、③不透明物体の３次元形状復元を、（1）水中プロジェクタ・カメラシステムの構築と評価および、（2）鏡を用いた仮想多視点アクティブステレオの構築と評価の課題として取り組んだ。
まず（1）について、屈折現象を考慮した独自の水中カメラモデルおよび水中プロジェクタモデルによって投影光を幾何学的に記述し、そのキャリブレーション手法を開発した。モデルの評価では既存手法と比較しながら①、②による定量的な評価を行い、③では遊泳する魚の3次元形状復元によって、屈折を考慮しない場合と比較しながらモデルの有効性を示した。
（2）については、鏡を用いた仮想多視点アクティブステレオにおいて問題となる、対象物体表面でのプロジェクタからの直接光および鏡を介した間接光の多重照射の問題を扱った。そしてこのような環境下でも物体表面へ照射する符号化光の符号誤りを抑制するようなパターンの生成に取り組み、①、②の評価および③については静止物体を用いて評価した。
また、上記の研究に加え、（3）顕微鏡環境の光学系の検討を行った。これは、今後の研究課題に掲げている半透明物体への拡張には顕微鏡環境自体の特異な光学系を考慮する必要があることにより、顕微鏡およびプロジェクタ・カメラを用いたシステムの幾何学的なモデル化、キャリブレーション法の検討、および撮影システムの構築を行った。
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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
平成27年度の研究計画については水槽における水中プロジェクタ・カメラシステム、鏡を用いた仮想多視点アクティブステレオによって遂行されており、それぞれ英文論文誌への投稿、国際会議での発表によって成果を挙げている。顕微鏡環境の光学系については、今後の課題を考慮した上で水中光線空間のモデル化でも取り扱い、既に顕微鏡を用いた環境を構築し検討するに至っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は複数枚の鏡を用いた多重反射についても検討を行い、多重反射像を活用したより高精度なキャリブレーションの開発に取り組む。これにより、水中環境での不透明物体の３次元形状復元法の確立を目指す。また、この水中光線空間の変化の観測によって撮影対象の形状復元を行うための理論的な検討とその有効性の評価を目指す。
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Research Products
(2 results)
