2015 Fiscal Year Research-status Report
画像解析に基づく表面下散乱の数理モデル化に関する研究
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15K16027
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
久保 尋之 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教 (90613951)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 表面下散乱 / 曲率に依存する反射関数 / インバースレンダリング / 画像解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２７年度は，半透明物体を画像解析するための最初のステップとして，比較的シンプルな形状の半透明物体を被写体として用意し，解析を行った．
被写体としてはロウと石鹸でできた様々な半径の球体を用意した．これらの素材は加熱によって容易に溶解し，また常温で凝固するため，カタを用意することで任意の形状に加工することが可能である．光源はその方向を２軸ステージを用いて制御することで，既知の光源環境下で被写体の画像をカメラを用いて撮影した．このときの表面下散乱の様子を解析し，「曲率に依存する反射関数（CDRF）」によってモデルフィッティングを実行したところ，観測方向によってフィッティング誤差が大きくなることがわかった．そこで，従来無視していたフレネル透過率の影響をモデルに追加したところ，近似精度が向上した．ここまでの研究成果を国内研究会で発表した．さらに，査読付き国際カンファレンスに投稿したところ，採録され，平成２８年７月に発表予定である．
また，半透明物体における表面下散乱現象を表す新たな指標として，物体の大局的な形状や閉塞度などに応じて算出される新たなパラメータである''Translucency Magnitude''を考案し，コンピュータグラフィクス分野のトップカンファレンスであるACM SIGGRAPH 2015のポスターセッションにて発表した．本手法は，従来のCDRFと比較して物体の背後から回り込んでくる透過光を良く表すことができ，薄い形状や凹んだ形状の半透明物体の表面下散乱現象のモデル化に適用可能と考えられる．
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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年度は，半透明物体を画像解析するための最初のステップとして，比較的シンプルな球形の半透明物体を被写体として用いることを予定していた．
実際には，ロウや石鹸を溶かして球形のカタに流し込んだあと冷却することで，様々な半径のロウや石鹸の素材で出来た球形を用意することが出来た．
これらの被写体を制御された光源環境下で撮影し，解析した結果を国内研究会（情報処理学会CVIM研究会）で発表済みであり，また査読付き国際カンファレンス（NICOGRAPH International2016)にて発表予定である．
また，曲率に依存する反射関数（CDRF）による数理モデル化には，被写体の形状に応じて近似精度にばらつきが出ることがわかってきており，新たな修正モデルが今後は必要と考えられるものの，全体として本研究課題は概ね順調に進展していると言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２８年度以降は，球形の半透明物体だけではなく，より現実に問題に即した複雑な形状の半透明物体を被写体として用いることが必要であると考えられる．また，曲率に依存する反射関数（CDRF）による数理モデル化には，被写体の形状に応じて近似精度にばらつきが出ることがわかってきており，新たな修正モデルが今後は必要と考えられる．
例えば，近年では表面下散乱現象をより効果的に近似するモデル（例えば，Directional Dipoleモデル）もコンピュータグラフィクス分野では提案されてきていることから，これらの手法を調査し，精度評価することも今後の課題である．
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| Causes of Carryover |
コンピュータ本体及びパーツの代金に当初の想定と差異が発生したため，差額分を次年度に繰り越すこととした．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
差額は22,901円と比較的少額であるため，次年度の予算執行計画に大きな変更の必要は無いと考えられる．
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